极涡对北半球冬季气温的影响

利用1951-2013年的NCEP/NCAR月平均气温、4次/d的日平均气温、位势高度再分析资料和国家气候中心74项环流指数中的10项极涡指数,统计了近60 a 100、300、500、1 000 h Pa等压面上北半球冬季气温的演变特征以及10项极涡指数与冬季气温的相关关系,讨论了极涡面积和强度指数的变化对北半球冬季气温的影响.结果表明,以20世纪70年代为界,北半球冬季气温呈先降低后升高的变化趋势,所关注的4个等压面上,气温年代际变化均较为明显.300、500、1 000 h Pa等压面上于70年代前中期气温开始升高,而对于100 h Pa等压面上的气温,80年代初期气温突然升高,随后下降.亚洲区极涡面积指数和北美区极涡强度指数与300、500、1 000 h Pa等压面上的冬季气温呈显著相关,且相关系数均为负值.冬季气温与极涡面积和强度指数的相关系数显著的个例在1 000h Pa等压面上分布最多,随着高度的升高,显著的个例逐渐减少.极涡对2012年冬季发生在欧亚大陆和2013年冬季发生在北美洲的极端低温事件有显著影响.     

东亚冬季风的年际变化特征及其与北极涛动(AO)的关系

基于欧洲中心再分析资料ERA40中的1958~2002年冬季海平面气压(SLP)、地表温度(T2m)、500h Pa高度、850h Pa风矢量,文章首先分析了东亚冬季风的时空变化特征及其与北极涛动(AO)的关系,发现1958~2002年的45年来东亚冬季风年际变化与海平面气压(SLP)、地表温度(T2m)、500h Pa高度和850h Pa的风矢量有着密切关系;再次计算冬季风标准化指数和逐年时间序列基础上,分析了东亚冬季风的年际变化特征,发现强弱冬季风年的东亚环流系统和天气气候特征有明显的差异,最后利用AO指数和冬季风指数的时间序列及1958~2002年AO正负异常年的海平面气压(SLP)、地表温度、500h Pa高度、850h Pa的风矢量进行合成差值,说明冬季AO直接影响地表气温、海平面气压(SLP)、500h Pa的东亚大槽和850h Pa风场,因此冬季AO影响着东亚冬季风,而且呈反相关。     

1961—2014年云南冬季寒潮活动规律及其与大气环流异常的关系

利用云南122个气象站1961—2015年逐日最低气温和平均气温资料,分析了云南冬季寒潮的活动规律以及大气环流异常特征.结果表明:①1961—2014年(近50 a)云南冬季寒潮频次(强度)呈减少(减弱)趋势,1984年为寒潮频次(强度)由多(强)转少(弱)的一个转折点.云南冬季寒潮存在8 a左右的显著性变化周期;②云南冬季寒潮与气温、降水存在较好的协同变化.当冬季寒潮频次偏多(少)时,云南气温偏低(高),降水量偏多(少);③云南冬季寒潮频次年际变异与大气环流异常密切相关.在海平面气压场,冬季北极涛动为正(负)位相、西伯利亚高压偏强(弱)以及东亚冬季风偏强(弱)时,云南冬季寒潮频次偏多(少).在500 hPa高度场,当极涡偏强(弱)、贝加尔湖高压脊偏强(弱)、东亚大槽和南支槽偏强(弱)时,有利于云南冬季寒潮频次偏多(少);④副热带对流层上层的急流变化是影响云南寒潮频次变化的一个重要因子,其可能通过影响冷涌向南爆发的频次进而影响云南寒潮的发生频次.     

近50年闽南地区冬季气温异常的气候变化及特征

选用近50年闽南地区17个气象站点月气温资料,运用线性趋势分析、Mann-Kedall检验、EOF分析、合成分析等方法,分析该地区冬季气温异常气候变化及特征。结果表明,闽南地区冬季气温EOF分析第一特征向量贡献率为57.46%,闽南地区冬季气温总体特征表现为一致暖或者冷。近50年来,闽南地区冬季平均气温以0.30℃/10a的速率增长。冬季气温在20世纪70年代到80年代偏低,在20世纪80年代后期左右发生突变,90年代起气温偏高。闽南地区冷冬年前后期气温都是以偏低为主,而暖冬年前后期气温都是以偏高为主。     

陕西冬季极端气温趋势及与AO和ENSO的关系

为提高冬季极端气温灾害风险预测水平,利用1960—2012年陕西冬季气温数据、AO指数及Ni?o3.4区海温指数等资料,对陕西冬季极端气温变化趋势与AO、ENSO的关系进行了分析.结果表明,陕西极端暖(冷)日数在1960—2012年都呈上升(下降)的趋势;在20世纪80年代中后期有明显转折,转折后冷日数的年际变幅减小,冬季极端冷日数的变幅要大于极端暖日数的变化.相关性分析和概率密度函数(PDF)估计表明,AO和ENSO在不同的年代对陕西冬季的极端气温影响有差异;ENSO和AO位相不同,陕西不同地区极端暖(冷)事件发生的概率也存在差异.通过ENSO、AO在冬季不同位相综合配置下的气温分布和ENSO年冬季气温分布对比表明,陕西冬季极端气温是受ENSO和AO的综合影响,且不同位相的综合配置对陕西冬季不同地区的影响存在差异.     

近60年西安市极端气温事件变化特征分析

分析西安市近60年极端温度事件的变化特征以及极端温度指数与气温的关系。选取1951—2010年西安市逐日平均气温、日最高气温以及日最低气温资料,采用世界气象组织(WMO)公布的极端温度指数,利用Mann-Kendall(M-K)方法进行极端气温事件分析。认为近60年来,西安年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温呈上升趋势,20世纪90年代增温尤为明显;3种气温的变化趋势除夏季平均最高气温呈下降趋势外,各季节均为上升趋势;年平均气温与极端气温指数之间存在明显的相关性;暖夜日数和暖昼日数呈上升趋势,而霜冻日数、冷夜指数和冷昼日数呈下降趋势,冷夜指数减小、暖夜指数增大的幅度远大于冷昼日数减少的幅度,夜间气温的上升对增暖的贡献更大;极端气温指数的变化存在明显的年际变化特征,并伴有突变发生,西安市气温升高主要发生在20世纪90年代初期。     

本世纪昆明气温异常及突变的分析

根据昆明１９２１～１９９３年的年、夏季（６～８月）、冬季（１２～２月）平均气温资料，分析研究了昆明的气温变化趋势、冷暖阶段、气温异常发生频率及气温突变点。结果表明：从本世纪２０年代开始，昆明气温呈上升趋势，至４０年代前后达最高，此后下降，７０年代降至最低，８０年代开始略有回升。１９２１～１９５４年为偏暖阶段，１９５５～１９９３年为偏冷阶段。昆明高温异常主要出现在１９５０年以前，低温异常大多出现在１９６０年以后，且气温异常发生频率低。年平均气温突变点出现在１９５７年，冬季平均气温突变点出现在１９５５年，夏季平均气温未达到突变的标准     

气候变暖背景下汾河上游流域气温和降水的变化及其影响分析

基于1960-2011年汾河上游流域4个气象站的气温、降水资料,采用现代气候统计方法分析了52 a来汾河上游流域气温和降水的变化特点,在此基础上,分析了气温和降水变化对水分盈亏量的影响。结果表明：汾河流域上游年平均气温呈极显著上升趋势,线性倾向率为0. 203℃/10 a,并在1993年发生由冷变暖的气温突变;20世纪80年代平均气温最低,21世纪初10年最高。年降水量呈现逐渐减少的趋势,但未通过显著性检验,主要表现为年际间的波动,年代际呈现“U”字型变化;20世纪60年代,降水最为丰沛,80年代最为匮乏,之后略有增加。20世纪60-80年代,上游四季气候以冷为主、干湿相当,之后,以暖为主、略显偏湿。在气温持续升高、降水波动减少的前提下,水分盈亏量逐渐减少,与降水量的多少关系更密切。     

朔城区近53年气温变化特征分析

根据朔城区气象局1957—2009年近53年的气温序列资料,分析了朔城区年平均气温、各季节平均气温、平均最高、最低气温及极端最高、最低气温变化特征。结果表明：近53年来朔城区气候分为冷、暖两个阶段,以20世纪90年代中期为界,前为冷期,后为暖期。年和季的平均气温都呈上升趋势,20世纪90年代中期以来这种趋势尤为明显。     

近47年来长江中下游气温异常的特征

利用1951年1月～1997年11月中国160站月平均气温资料分析了长江中下游气温异常的特征及其与全国气温异常的关系.结果表明：和全国一样,长江中下游冬、夏气温在近46年存在明显的变化趋势：冬季趋于变暖,夏季相反.冬、夏季气温异常年的合成分析指出,冬季偏冷(暖)时,全国大部地区也偏冷(暖),且从春季开始持续偏冷(暖)到冬季,因此,前期气温与冬季气温有较好的对应关系;该地区凉、热夏年,全国气温异常也具有不同的时空分布特征.     

青藏高原地面加热场与春季川渝地区气温的关系

应用奇异值分解(SVD)技术,研究了青藏高原地面加热场与东亚地区上空500hPa高度场及其东侧川渝地区春季气温场的时空联系和冷暖异常成因.结果表明:前期冬季青藏高原地面加热场与后期春季高度场的第1模态代表了两场间的主要耦合特征,具有显著的时空相关;前期冬季青藏高原地面加热场通过影响后期春季500hPa高度场,导致未来春季大气环流变化,是造成川渝地区春季气温异常的重要原因.       

Response of the East Asian climate system to water and heat changes of global frozen soil using NCAR CAM model

Under the condition of land-atmosphere heat and water conservation, a set of sensitive numerical experiments are set up to investigate the response of the East Asian climate system to global frozen soil change. This is done by introducing the supercooled soil water process into the Community Land Model (CLM3.0), which has been coupled to the National Center of Atmospheric Research Community Atmosphere Model (CAM3.1). Results show that:(1) The ratio between soil ice and soil water in CLM3.0 is clearly changed by the supercooled soil water process. Ground surface temperature and soil temperature are also affected. (2) The Eurasian (including East Asian) climate system is sensitive to changes of heat and water in frozen soil regions. In January, the Aleutian low sea level pressure circulation is strengthened, Ural blocking high at 500 hPa weakened, and East Asian trough weakened. In July, sea level pressure over the Aleutian Islands region is significantly reduced; there are negative anomalies of 500 hPa geopotential height over the East Asian mainland, and positive anomalies over the East Asian ocean. (3) In January, the southerly component of the 850 hPa wind field over East Asia increases, indicating a weakened winter monsoon. In July, cyclonic anomalies appear on the East Asian mainland while there are anticyclonic anomalies over the ocean, reflective of a strengthened east coast summer monsoon. (4) Summer rainfall in East Asia changed significantly, including substantial precipitation increase on the southern Qinghai-Tibet Plateau, central Yangtze River Basin, and northeast China. Summer rainfall significantly decreased in south China and Hainan Island, but slightly decreased in central and north China. Further analysis showed considerable upper air motion along ~30°N latitude, with substantial descent of air at its north and south sides. Warm and humid air from the Northeast Pacific converged with cold air from northern land areas, representing the main cause of the precipitation anomalies.     

The leading correlation of the winter Aleutian Low with surface air temperature during the subsequent summer over the Arctic and its possible mechanism

The variations of surface air temperature(SAT)over the Arctic are closely related to global climate change.Based on reanalysis datasets and a newly defined Aleutian Low intensity index,we found a good correlation between intensity of winter Aleutian Low and the SAT over the Arctic during the subsequent summer.Explanations were given using correlation analysis,composite analysis,and singular value decomposition methods.When intensity of winter Aleutian Low was weaker,sea surface temperature appeared higher in the North Pacific in the subsequent spring and summer,resulting in mean meridional circulation anomalies and 500 hPa geopotential height anomalies in spring and summer.Anomalous upward motion in mid-latitudes and downward motion in high latitudes(Ferrel cell weakening)transported the warmer air to the north from lower layer to the upper layer followed by increases in the SAT over the Arctic.Anomalous downward motion over about 75°N also caused consequent adiabatic warming and contributed to inhibit the heat transportation from surface to upper layer.Negative 500 hPa geopotential height anomalies existed in mid-latitudes and positive anomalies existed in high latitudes.The pattern(low-in-south and high-in-north)benefited from increasing the inflow volume flux of the Bering Strait,which also made the SAT over the Arctic increase.The results of this study reveal the process that the summer SAT over the Arctic was modulated by interannual variability of intensity of winter Aleutian Low.     

MM5中尺度模式对一次冷锋天气系统模拟结果的评价

运用MM5模式对2001年3月6-9日华东和华南地区一次冷锋天气系统进行了模拟,模拟的冷锋向南推移进度比观测的锋面大概滞后2～4h。模拟的海平面气压场和观测结果基本吻合。香港3个站点的模拟近地风场在积分的第35～40h时间段的值比观测结果稍偏北、偏大,但总体趋势一致。模拟的相当位温场能较好反映此次冷锋线的位置及南移趋势。500和850hPa位势高度场及风场的模拟结果反映出这段时期华西北-华北高压带的增强、南移及华西南-华中一带低压区的逐渐减弱过程。低压槽在一定程度上对冷锋的南下提供动力上的支持,冷锋的南下加速了低压槽的消散进程。     

开封两次大暴雪天气气候背景差异分析

利用开封所辖5站气象资料和NCEP/NCAR提供的全球再分析2.5°0×2.5°逐月格点值、逐日格点值资料,分析了开封两次大暴雪发生时的大气环流与时空特征,大暴雪发生前期异常气候现象,赤道中东太平洋海温和前期大气环流的异常演变.认识到大暴雪出现前开封气候已经偏离常态,处于气温偏高,降水偏多或偏少状态.500 hPa位势...     

主分量逐步回归在气温预测中的应用

以广东省冬季气温场为预报场,前一年的北太平洋海温场和北半球500 hPa高度场为因子场,分别对它们作标准化处理,然后进行主分量分析,得到主分量矩阵。通过相关分析和逐步回归,求得预报场的主分量与因子场的主分量之间的关系,对预报场的标准化主分量进行反算,得到原始场的拟合和预报。结果显示,广东省冬季气温场前4个主分量(对总方差的累积贡献达到97.5%)的预报方程都通过显著性检验,其方程复相关系数基本在0.9以上。对广东省48个代表站2001-2003年冬季气温进行预测检验,大部分预测结果的残余标准差比同期的样本标准差低,同时回归方程的预报误差略低于实际业务预报误差,因而回归方程对实际天气预报业务工作有一定的参考意义。     

长江中下游地区冬季气温变化的时空特征及其与热带OLR的关系

本文根据10个测站1952～1987年和上海近115年1月平均气温资料,研究了长江中下游冬季气温变化的时空特征。分析了冷、暖冬的500 hPa环流特点,并着重分析了同热带OLR的关系。发现长江中下游冷(暖)冬伴随OLR负(正)距平,并同在印尼—菲律宾上升、赤道中太平洋下沉的Walker环流的强弱振动有密切关系。冷(暖)冬同强(弱)Walker环流相联系。     

宁夏一次大到暴雨过程成因分析

利用地面、高空常规观测资料、数值预报物理量场以及卫星、雷达、自动站等资料,综合分析了2009年8月18日发生在宁夏的全区性大到暴雨过程．分析表明,台风“环高”的生成发展与西太平洋副高（简称副高）之间的相互作用,形成了有利宁夏降水的“东高西低”的环流形势,在副高东退过程中宁夏出现明显降水．500hPa短波槽和700hPa低涡是造成降水的天气系统．降水期间,中低层有明显的水汽和不稳定能量输送,且存在层结不稳定条件;云图中有多个中小尺度对流云团先后影响;雷达回波图上,此次降水过程表现为混合性降水,强降水由多个强度35～40dBz的强回波块影响造成,出现强降水的站点附近有“逆风区”或明显的气流辐合区存在,有明显的中小尺度上升运动,在雷达反演的风廓线可分析出“低层暖平流,高层冷平流”的配置．     

一次历史罕见的大暴雨天气过程诊断分析

利用天气环流形势和各种物理量场特征,分析了2012年7月21日忻州市出现的历史罕见区域性暴雨及大暴雨天气过程。结果表明,此次暴雨及大暴雨天气过程形成原因：一是500hPa图上,蒙古国以北庞大冷低压东南下,促使5840gpm线南退,冷暖空气交汇,加之前期584线在河、保、偏一带盘踞,给这里带来高温、高湿、高能;二是500hPa、700hPa、850hPa在忻州市上游一带有西南风急流存在;三是从强降水时段的涡度场、散度场、垂直速度场等物理量场看出,忻州市西北部为辐合区,这些参数和降水量大小分布区吻合较好。     

Spring upper warm water of the Nansha Islands sea area in the South China Sea and the numerical study on its dynamic mechanism

According to the satellite remote sensing monthly mean sea surface temperature data and in situ observational Conductivity-Temperature-Depth data, it is shown that in spring, at the upper layer to the west of Palawan Island, there exists a relatively weak warm water tongue which is distinctly different from the cold water southeast of the Balabac Strait. The relative temperature difference between the warm and cold water reduces gradually from winter to spring. P-vector method is employed to calculate the current field based on the in situ observational data, which shows that the warm water is within an anticyclonic meander. Based on the remote sensing wind stress during the observational period, a coupled single-layer/two-layer model is employed to study the dynamic mechanism of this anticyclonic meander current field corresponding to the warm water tongue. According to the numerical results, it is suggested that this anticyclonic meander could be mainly the residue of the winter anticyclonic eddy, rather than formed by the inflow water from the Sulu Sea via the Balabac Strait.