南海夏季风爆发与华南前汛期锋面降水气候平均的联系

利用1958-2000年NCEP/NCAR再分析日平均资料、中国气象局气候中心常规地面观测日降水资料,从气候平均角度诊断分析了南海夏季风爆发和撤退前后大气结构特征及其与南亚季风的差异,探讨华南前汛期锋面降水对南海夏季风爆发的可能影响。结果表明:①季节转换期间南海地区大气热力结构、动力结构的配置具有与孟加拉湾和南亚地区明显不同的特征,大气低层(850 hPa以下)温度梯度的逆转(由负变正)发生在西南季风爆发之后。②850hPa西风建立在南海大气低层(850 hPa以下)经向温度梯度为弱负值的时候,是受热成风约束的结果。③季节转换期间南海地区大气热力结构、动力结构的配置具有独特性,是由于东亚地区独特的地理位置,受来源于中纬度冷空气影响的缘故。④随着华南降水强度加强,对流释放潜热加热了中高层大气,有利于南海经向温度梯度的逆转,从而在热成风关系约束下使高层南亚高压的北移,因此华南前汛期第一阶段锋面降水是南海夏季风爆发的有利因素。     

2003年东亚夏季风活动的特点

利用2003年国家气象中心提供的再分析资料以及台站降水资料，诊断分析了2003我国东部地区汛期降水和东亚夏季风的活动特点，并对二者之间的联系进行讨论。结果表明：(1)2003年南海夏季风于5月第5候在南海南部建立。6月第1候全面爆发，比常年偏晚，南海夏季风强度也比常年偏弱；(2)该年夏季，副热带高压的一个显著特点是强度强、位置偏西，其中从6月下旬至7月中旬，副热带高压的位置稳定少变，其北脊线位25oN附近，且副高位置偏西，这导致了长江以南的犬部分地区高温少雨。这个阶段副热带高压西侧的南风气流将南海地区的水汽源源不断地输送到淮河流域，是淮河流域强降水过程水汽主要来源。     

2009年四川德阳严重夏早成因分析

对2009年德阳初夏严重干旱及其成因进行分析。结果表明：导致德阳严重夏旱的主要原因是5—6月亚洲中纬度地区环流平直，极涡偏于西半球，导致影响我国的冷空气势力偏北偏弱。南海夏季风爆发较多年平均时间偏晚，导致副热带高压脊线偏南，西伸点偏东，使中纬度地区平直西风带上的小波动无阻塞，快速东移。印度夏季风建立虽然较多年平均偏早，但强度偏弱，位置偏南，不利水汽向北输送。印缅槽位置偏南，不利于将孟加拉湾等地的暖湿气流带到四川。致使四川德阳降水严重偏少，从而出现严重夏旱。     

2009年四川德阳严重夏旱成因分析

对2009年德阳初夏严重干旱及其成因进行分析。结果表明:导致德阳严重夏旱的主要原因是5～6月亚洲中纬度地区环流平直,极涡偏于西半球,导致影响我国的冷空气势力偏北偏弱。南海夏季风爆发较多年平均时间偏晚,导致副热带高压脊线偏南,西伸点偏东,使中纬度地区平直西风带上的小波动无阻塞,快速东移。印度夏季风建立虽然较多年平均偏早,但强度偏弱,位置偏南,不利水汽向北输送。印缅槽位置偏南,不利于将孟加拉湾等地的暖湿气流带到四川。致使四川德阳降水严重偏少,从而出现严重夏旱。     

南海西南季风爆发的预测研究

利用多个气候场的主分量因子通过相关分析筛选 ,而后进行逐步回归预报。求得南海西南季风爆发的日期与高度场、海温场等因子场的主分量之间的联系。结果表明 ,南海夏季风爆发日期 (196 7- 1997)与上述主分量因子之间有较密切的关系 ,由 9个主分量因子组成的预报方程 ,通过α =0 0 1显著性检验 ,其方程复相关系数为 0 9392。其平均拟合误差为 2 896 ,试报 1998年南海北部和南部西南季风爆发的日期为第 135 6 9d (5月 16日 )和第 138 5 3d (5月 19日 ) ,与SCSMEX的观测结论 1998年南海北部夏季风爆发 (5月 17日 )的日期仅差 1d ,南海中南部夏季风爆发 (5月 2 5日 )的日期相差 6d。由此可见 ,利用相关和回归方法用因子场的主分量作为因子预报南海北部夏季风爆发的效果比较好 ,南部则相对较差。另外 ,研究发现南海北部夏季风爆发主要与海温场的影响有关 ,高度场对南海南部夏季风爆发影响较大 ,且厄尔尼诺与南海南部西南季风爆发偏晚有关 ,但与南海北部西南季风爆发关系不大。可以说 ,这一方法是对南海夏季风爆发预报的一种新的尝试。     

华南前汛期区域持续性暴雨的分布特征及分型

利用广东和广西两省共175个台站的日降水观测资料,采用计算机检索的方法,对1961-2005年间华南前汛期区域持续性暴雨进行了定义。对南海夏季风爆发前后区域持续性暴雨的气候分布特征的分析发现,季风爆发前持续性暴雨频数从60年代至今呈现出正态分布的年代际变化特征,而季风爆发后的区域持续性暴雨频数变化则几乎相反;广东省前汛期区域持续性暴雨降水明显比广西强。此外,通过EOF方法和相关分析得到了夏季风爆发前后出现频率较高的几种分布雨型,它们能较好地代表季风爆发前后华南降水分布的特点。     

华南春旱特征及其与水汽输送的关系

利用1979-2005年华南47个基准站降水资料及由NCAR/NCEP II再分析资料计算所得的水汽输送通量资料,对华南春季降水特征及其与水汽输送的关系进行研究,结果表明:华南春季降水可以110.5°E为界划分为两个区域,以东区域为华南I区,以西区域为华南II区。I区降水具有显著的下降趋势,即干旱趋势显著;而II区降水下降趋势要弱得多,未超过信度检验。此外,I区降水在1994年发生突变,由多雨期突然跃变到干旱期。华南春季水汽主要来源于南海和西太平洋,并经中南半岛转向输送到华南,当南海中北部的偏南水汽输送偏弱(强)时,I区降水偏少(多),I区偏旱(涝),当南海西南部-中南半岛南部的偏南水汽输送偏弱(强)时,II区降水偏少(多),II区偏旱(涝)。     

南海夏季风爆发迟早年对流层温度场演变特征及其热力成因

分析了１９９３与１９９４年南海夏季风爆发前后华南上空温度场演变特征及其热力过程,结果表明：南海夏季风的爆发与华南及邻近地区对流层的季节性增温从而使得华南与赤道地区对流层的南北温差逆转的现象有密切联系;暖平流作用是导致南海季风爆发前华南地区上空对流层增温的一个重要因子,在此期间由上升运动引起的绝热冷却过程总是抑制对流层的增温;非绝热加热因子对温度局地变化的贡献依赖于华南地区降水的多寡。由于１９９４年     

极端天气事件下广州市大气降水δ18O的变化特征研究

根据广州市2004年5月—2005年6月和2007年4月—2008年6月大气降水中δ18O含量及气象数据,分析了广州市大气降水δ18O对极端天气事件的反映.结果表明:研究期间广州市的大气降水δ18O都落在世界降水δ18O的变化范围之内,夏季低冬季高;2004年由于夏季风爆发偏晚且活动位置偏南等因素致使广州降水δ18O与气温正相关;2005年夏季风爆发晚,高纬冷空气偏强,前汛期华南成强降水中心,广州5、6月降水中δ18O偏低;2008年1月华南地区严重的冰灾期间大气降水δ18O波动剧烈,"负温度"效应和降水量效应更加明显;热带气旋使广州市降水δ18O普遍偏低.     

华南地区前后汛期极端降水事件对比分析

根据1961-2014年华南地区50个测站的逐日降水量资料,采用改良后的百分位法定义了华南地区前后汛期的极端降水,并运用小波分析、SVD等统计方法分析了华南地区的前、后汛期极端降水事件的时空变化规律以及可能影响原因。结果表明:近54 a来,华南地区前、后汛期极端降水都有明显的年际变化,极端降水指数都呈上升趋势,但是变化周期不同,分别具有3~5 a和6~8 a的显著的变化周期;华南地区前、后汛期的极端降水指数的空间分布存在差异,前汛期在广西东北部和广东中部极端降水指数较大,后汛期在华南沿海地区极端降水指数较大。造成前、后汛期上述差异的可能因素是:(1)大气环流和前冬海温异常变化可能是影响华南前汛期极端降水的重要因素。前汛期由于南海夏季风的爆发,强盛的西南气流由南向北输送暖湿气流,同时北方冷空气延伸至华南地区,冷暖空气在华南中北部交汇,对流旺盛,易于发生极端降水;前汛期前冬季赤道太平洋海温异常增暖特别是中东太平洋的增暖,为华南地区前汛期降水偏多创造了有利条件;(2)后汛期极端降水的主要原因是局地海温增加,对流旺盛,西北太平洋和南海热带气旋的增多,在华南沿海地区易出现极端降水。     

南海夏季风建立期间副高带断裂和东撤及其可能机制

使用1998年南海夏季风试验（SCSMEX）资料和日本气象研究所（MRI）所提供的TBB资料，分析了南海夏季风建立期间副高带断裂和东撤过程的主要特征及其可能机制。发现北半球副热带高压带的断裂（低层早于高层）和印缅槽（或孟加拉湾槽）的形成是南海夏季风建立的重要前期征兆之一，也为副高东撤和南海夏季风的建立提供了重要条件。斯里兰卡附近低涡的持续北移是副高断裂和印缅槽建立过程的显特征。分析表明，南海夏季风建立之前，印度半岛的感热加热和中南半岛的潜热加热所激发的气旋性流场在孟加拉湾地区是相互迭加的，这有利于孟加拉湾低涡活动和低槽的形成，这可能是副高断裂和印缅槽活跃的机制。伴随着印缅前西南气流和赤道副高东撤、季风加强和对流加热之间存在一种正反馈作用，这导致了副高的连续东撤和南海夏季风的“爆发性”以及各种要素的突变特征。当南海夏季风对流减弱后，西太平洋副高则会西伸。     

Transition of the annual cycle of precipitation from double-peak mode to single-peak mode in South China

Previous studies revealed the double-peak mode (DPM) in South China precipitation, corresponding to the two stages in the rainy season, i.e. the first rainy stage (FRS) and the second rainy stage (SRS). But observations in recent two decades show that the DPM has changed to a single-peak mode (SPM). Both the precipitation amount and the heavy rainfall event frequency enhanced significantly in the gap between the FRS and the SRS in 1991–2010, compared to those in 1961-1990. This change can be linked to the effects of the global warming. During the warmer period, the July sea surface temperature over the western Pacific has greater increases than that over the central and eastern Pacific, especially west of 140°E. It may generate more tropical cyclones (TCs) in the inshore areas and then more typhoon rainfall over South China. On the other hand, the increments of the air temperature over the East Asian continent are greater than those of the SST over the western Pacific under the global warming, which enlarges the land-ocean temperature/pressure contrast and leads to a trend of the earlier onset dates of the Asian summer monsoon (ASM) in recent two decades. Then, the earlier ASM will facilitate the western Pacific subtropical high (WPSH) to retreat earlier from the South China Sea and enhance the convective precipitation in South China between the FRS and the SRS. Also, due to the warmer ocean, the WPSH locates more westward in July, and more moisture will be transported to South China from the southwest side to the WPSTH. All these influences favor a remarkably increasing precipitation in the gap in the warmer period and changes the seasonal cycle from double-peak mode to single-peak mode.     

夏季风建立期间低层流场的变化及其与中国雨带活动的关系

本利用多年欧洲中心格点风和中国降水资料，分析了夏季风建立期间，亚洲南部及其邻近海域上低层流场的变化和雨带在中国南方的活动。结果表明，夏季风于5月中在南海地区建立。低层流场的变化主要表现为副热带高压脊从南海的东撤和气旋性气流切变线从中国西南向华南沿海的东伸。相应地，雨带有一次从南移转向北推的过程。由于5月份中南半岛－南海区域一直为西南气流所影响，因此，很难从风向来判断气流性质的变化，相对而言，雨带北移能更好地反映出夏季风向北扩散的地理位置。     

1998年南海夏季风爆发过程数值模拟

用中尺度模式MM5(V3)对1998年南海（SCS）夏季风爆前后低纬环流的演变过程进行了数值模拟，共做了2个数值试验，分别是固定海温试验和日平均海温试验。结果表明，在两种海温强迫下，模式系统都能模拟出南海季风爆发前后区域环流的演变特征，并且进一步证实5月21日是1998年南海季风爆发日。日平均海温强迫模拟的降水中心位置和实况更接近，而两种海温强迫对环流和降水影响的差别主要表现在对中尺度特征的影响方面。     

The 1997-1998 warm event in the South China Sea

A strong warm event happens during spring 1997 to spring 1999 in the South China Sea. Its intensity and duration show that it is the strongest event on the record over the past decades. It also corresponds with the severe flood over the valley of the Yangtze River and a couple of marine environmental events. This note addressed the evolution process by using several data sets, such as sea surface temperature, height and wind stress in addition to subsurface temperature. The onset of the warm event almost teleconnects with the El Ni?o event in the tropical Pacific Ocean. Summer monsoon is stronger and winter monsoon is weaker in 1997 so that there are persistent westerly anomalies in the South China Sea. During the development phase, the warm advection caused by southerly anomalies is the major factor while the adjustment of the thermocline is not obvious. Subsequently, the southerly anomalies decay and even northerly anomalies appear in the summer of 1998 resulting from the weaker than normal summer monsoon in 1998 in the South China Sea. The thermocline develops deeper than normal, which causes the downwelling pattern and the start of the maintaining phase of the warm event. Temperature anomalies in the southern South China Sea begin to decay in the winter of 1998-1999 and this warm event ends in the May of 1999.     

The 1997–1998 warm event in the South China Sea

A strong warm event happens during spring 1997 to spring 1999 in the South China Sea. Its intensity and duration show that it is the strongest event on the record over the past decades. It also corresponds with the severe flood over the valley of the Yangtze River and a couple of marine environmental events. This note addressed the evolution process by using several data sets, such as sea surface temperature, height and wind stress in addition to subsurface temperature. The onset of the warm event almost teleconnects with the El Niño event in the tropical Pacific Ocean. Summer monsoon is stronger and winter monsoon is weaker in 1997 so that there are persistent westerly anomalies in the South China Sea. During the development phase, the warm advection caused by southerly anomalies is the major factor while the adjustment of the thermocline is not obvious. Subsequently, the southerly anomalies decay and even northerly anomalies appear in the summer of 1998 resulting from the weaker than normal summer monsoon in 1998 in the South China Sea. The thermocline develops deeper than normal, which causes the downwelling pattern and the start of the maintaining phase of the warm event. Temperature anomalies in the southern South China Sea begin to decay in the winter of 1998–1999 and this warm event ends in the May of 1999.     

新生代早期南海北部水系演变

 珠江在早渐新世仅是涉及华南沿海地区的小河；到晚渐新世，向西延伸到云贵高原前缘地带；到中新世，现代珠江流域格局初步形成。证据显示，南海北部还发育过一条源自南海西部隆起区的大型水系-昆莺琼古河，后淹没在南海之中，但在南海的沉积充填过程中扮演了重要角色。南海北部水系及沉积环境的重建，对于深刻认识南海新生代早期古地理特征以及该地区的油气勘探均具有重要意义。