低纬高原地区不同强度降水日数变化及其与2009—2011年干旱的联系

根据低纬高原地区1961—2011年逐日降水量台站观测资料,利用趋势分析、小波分析等统计诊断方法对低纬高原地区不同强度降水的时空分异特征进行研究,结果表明:低纬高原地区降水事件以小雨和中雨为主,其日数占总降水日数的90%以上,产生的降水量也达到总降水量的60%以上.小雨和中雨量级降水日数与低纬高原总降水日数及总降水量的"U"型分布特征较为相似,但大雨及暴雨量级降水日数与总降水日数的空间分布差异明显.伴随着全球增暖,低纬高原地区东部小雨及中雨量级降水事件发生频率显著减少,导致低纬高原东部地区的总降水量呈现明显减少的趋势.而低纬高原西部地区,各量级降水日数变化趋势在空间上存在较大差异,各量级降水日数对总降水量贡献相互抵消,导致低纬高原西部地区总降水量变化趋势不明显.对造成2009—2011年连续严重干旱的各等级降水频次贡献进行分析,结果表明中雨量级降水频次异常偏少在此次严重干旱事件的发生、发展中起决定性作用.     

亚洲季风区平均雨季起始期的时空分布特征

 利用1961~1990年平均的降水资料,计算了亚洲季风区内91个测站的相对降水指数.在定义相对降水指数大于147作为雨季开始的标志后发现,亚洲季风区中最早进入雨季的地区位于青藏高原东南侧的纵向岭谷北部地区.该地区在3月份进入雨季,即纵向岭谷北部地区著名的“桃花汛”.在此基础上初步讨论了“桃花汛”形成的原因是由于青藏高原大地形作用下,暖湿西南气流沿纵向岭谷向着低纬高原的爬坡抬升作用,结合来自青藏高原的偏北气流带下的冷平流沿纵向河谷的下楔作用最终导致了该地区雨季的开始.     

太阳常数与太阳黑子数关系的交叉小波分析

利用1976~2006年间的太阳常数观测资料和小波方法分析了太阳常数的演变规律及其与太阳黑子数的关系. 连续小波分析结果表明, 太阳常数具有多尺度的演变特征. 在低频部分, 太阳常数与太阳黑子数的变化大体一致, 具有显著和稳定的8~11.4年的振荡周期; 在高频部分, 无论是太阳常数, 还是太阳黑子数, 仅在太阳周的峰值时期才表现出2~6月的间歇性显著振荡周期. 交叉小波分析结果表明, 太阳黑子数与太阳常数在8~11.4年的频段上具有显著的共振周期, 且在此频段上太阳黑子数的变化略超前于太阳常数变化约2个月. 在此时间尺度上, 太阳黑子数的变化是导致太阳常数周期性变化的主要原因之一. 在2~6月的频段, 太阳黑子数与太阳常数仅在太阳周的峰值期才存在显著的共振周期, 但二者的位相关系不稳定. 在考虑太阳黑子数与太阳常数位相关系的条件下, 建立太阳常数的重建模型并进行了检验; 最后重建了1878~1975年逐月的太阳常数时间序列.     

冬季全球大气季节内振荡的特征分析

利用欧洲中期数值天气预报中心的ERA-40逐日再分析资料,计算得到350 K等熵面上45年冬季气候平均位势高度场,再利用Butterworth滤波器得到等熵面上位势高度30～60 d低频波.应用经验正交分解(EOF)对冬季350 K等熵面上的低频位势高度场进行时空分析,结果表明:在第1主分量场上,空间分布特征最明显的是南极涛动(AAO)、北极涛动(AO)、北美-太平洋涛动(PNA)以及经向偶极型低频变化.这种空间分布形式说明在350 K等熵面上南北半球间通过太平洋地区的经向低频波列传播,使得AAO与AO相互影响,相互作用.第2主分量场上,空间分布特征则表现出全球经向和纬向上的低频波列特征,以及南北半球在大西洋地区的相互作用.将EOF分解得到的前2个主分量场的时间系数投影到1957—2002年冬季的时间序列中,发现冬季全球大气低频振荡在20世纪70年代末80年代初发生了明显的年代际突变,并在80年代末以后逐渐加强.说明在80年代末以后冬季南北半球的低频变化相互作用有所加强,也说明太平洋,大西洋上的经向传播特征更为明显.     

区域气候模式(RegCM3)中积云对流参数化方案在纵向岭谷区的适用性研究

为了检验RegCM3中积云对流参数化方案在纵向岭谷地区5月和夏季降水模拟能力,选取不同积云对流参数化方案,运用区域气候模式模拟了纵向岭谷地区1982~2001年共20年5月份和夏季的降水,并对模拟降水场与实测降水场的关系进行了定量的对比分析.结果表明,从RegCM3对纵向岭谷区20年模拟的总降水量来看,Fritsch-Chappell对流参数化方案对纵向岭谷区5月降水的模拟能力最好,Anthes-Kuo积云对流参数化方案次之;Anthes-Kuo积云对流参数化方案对纵向岭谷夏季降水的模拟能力最好,Fritsch-Chappell积云对流参数化方案次之,但模拟获得的总降水量比实际值稍微偏小.对纵向岭谷地区5月和夏季降水年际变化的模拟结果与对纵向岭谷区20年总降水量的模拟结果相一致.Anthes-Kuo和Fritsch-Chappell积云对流参数化方案比较适合描写纵向岭谷区5月和夏季的模拟积云对流物理过程.