ENSO变率的不规则性

根据SST及SOI观测资料及代用资料分析了不同时间尺度的ENSO变率,主要结果如下:(1)根据ENSO有代表性的指数Nino 3.4区SST及SOI近一个半世纪的观测记录,ENSO变率以年际变化为主,集中在3个谱段;2～3 a、3～4 a及5～6 a.(2)ENSO变率有年代际变化,1920-1950年出现过3～4 a典型ENSO变率的减弱.近500年的ENSO代用资料表明,每百年内至少有1次类似的减弱.(3)大量的代用资料如冰芯,树木年轮、史料等证实小冰期ENSO的变率与20世纪没有很大差别.(4)考古资料表明大约从5 ka BP ENSO才活跃起来,在此之前ENSO的频率很低.ENSO气候模拟研究支持了ENSO变率这种长期变化与岁差有关的观点.     

长江流域夏季降水与前期北极涛动的显著相关

分析了春季北极涛动的变化对随后夏季长江中、下游地区降水的影响。利用观测的降水长序列资料，进行带通滤波处理去掉10掉以上时间尺度的变化，结果表明在年际尺度上，近百年的5月北极涛动指数与夏季降水相关最高达－0．39，超过99％信度水平。当北极涛动偏强一个标准差时， 整个中国长江中、下游地区到日本南部一带，降水减少3％－9％左右，而中国华北到俄罗斯远东地区则偏多3％－6％左右。降水的这种变化与对流层东亚急流的变化密切相关，如果春季北极涛动强，随后夏季急流位置偏北，雨带位置也北移，从而造成长江中、下游地区降水的减少和北方降水的增加，反之亦然，这为汛期降水的预测提供了有用的信号。     

用区域气候模式对1951——2000年我国夏季降水的模拟

为了检验区域气候模式对我国夏季降水的模拟能力,利用高分辨率区域气候模式RegCM3对1951?2000年的夏季中国区域降水进行了数值模拟。初始值及边界值取自美国国家环境预测中心(NCEP)和国家大气中心(NCAR)的全球再分析资料。每年的模拟积分时段从5月1日开始到9月1日结束, 但是每年降水量的分析只使用6?8月的模拟结果。主要结论如下: (1) 从全国平均总降水量看,该区域模式的模拟结果与观测比较接近,明显好于NCEP的降水资料,但模拟的降水量空间分布不理想; (2) 从降水量距平的空间分布来看,该区域模式对我国的东北夏季降水的模拟结果明显好于全国其他地区,黄河中下游最差; (3) 从时间分布上看,该模式模拟能力呈现出明显的年代际变化,20世纪60年代及90年代模拟较好,也比较稳定,70年代及80年代的模拟能力呈大起大落不稳定状态; (4) 模式未能模拟出70—80年代我国降水偏少的观测事实,说明模式对我国夏季降水年代际变率的模拟能力不足。     

北极涛动对我国冬季日气温方差的显著影响

利用1954~2001年我国150站日平均气温资料, 分析了历年冬季期间(11月1日到次年3月31日)气温方差的变化与北极涛动的关系. 发现北极涛动处于较强的正位相时, 我国日平均气温方差偏小, 反之则偏强. 主要是通过影响西伯利亚高压中心区的海平面气压的高频变率而影响我国日气温的波动. 季节尺度内异常低温事件(日气温距平 < -2σ, σ 为各站各冬季日气温距平的标准差)频次与气温方差之间存在反常的关系: 温度方差大(小)时, 异常低温事件频次下降(上升). 这与气温的非正态分布有关, 也明显受北极涛动位相及强弱的影响. 近50年来随着北极涛动指数的增强, 西伯利亚高压中心区海平面气压方差显著下降 (-10.7%/ 10a), 我国日气温的变率也在显著减少(-4.1%/10a), 而异常低温事件频次则显著增加(0.16d/10a).     

中国东部四季降水量变化空间结构的研究

利用观测资料和史料所重建的中国东部(110°E以东)71站1880—2004年的四季降水量序列,通过EOF分析得到了各个季节降水量空间分布的主要形态,并且按其特点分为两类,冬春秋季为一类,夏季为一类。利用重建的1880—1950年和观测的1951—2004年的500hPa高度场资料,分析了大气环流对各季降水异常的影响。结果表明,各季的降水异常分布形态与高空环流形势有很好的对应关系,并且近百年来这种对应关系比较稳定。最后研究了各季降水量空间结构的周期变化特征,结果显示各个季节降水量空间分布形态都存在高频的年际变化和低频的年代际变化。功率谱和子波分析表明,高频集中于2~4年、5~8年,而低频则集中在15年、20~25年、60年,共同代表了中国季节降水异常变化的主要周期。     

华北夏季降水80年振荡及其与东亚夏季风的关系

根据1470～1999年共530 a中国东部25个站旱涝等级资料和1951～1999年共49 a中国160个站降水的观测资料,利用相关分析、功率谱分析和小波分析对中国华北地区降水的年代际振荡及其与东亚夏季风的关系进行了研究,结果表明华北降水的80 a振荡与东亚夏季风强度的长期变化有很好的对应关系.CCM2.0 30 a模拟研究进一步证明了中国东部降水与东亚夏季风之间的密切关系.     

全球气候变暖背景下的大气环流基本模态

利用NCEP/NCAR REANALYSIS1948年1月～2001年2月1000～100hPa的高度场资料研究全球纬圈平均大气环流的变化.EOF1显示全球纬圈平均大气高度场在高纬度和低纬度地区呈明显的反向变化,这一变化特点解释了总方差的一半左右.从时间系数上看,近53年低纬度高度上升,高纬度高度下降.这表明20世纪60年代以后,特别是20世纪80年代中期以后,对流层中纬度西风有明显的加强趋势.与全球平均地面气温变化比较证明这种大气环流的变化与全球平均地面气温的变化有显著的相关.用观测海温强迫运行大气环流模式积分两个50年(1900～1950年和1950～1999年),EOF1与再分析资料所得的EOF1特征十分相似,解释的方差大小也基本一致.伴随着近20年的全球气温的剧烈上升,低纬度高度场升高,高纬度高度场降低,两个半球中纬度西风显著加强成为全球大气环流变化的最主要特征.     

与热盐环流相关的海温异常对大西洋沿岸气候影响的诊断模拟研究

THC（热盐环流）的变化对全球气候的影响在大西洋地区最为显著,Manabe利用淡水强迫THC引起海温变化的信号也主要集中在大西洋,并呈dipole（耦极）模态分布．文中根据Manabe淡水强迫THC实验结果,给定北大西洋冷,南大西洋暖的海温距平分布代表弱THC,以相反海温距平分布代表强THC,利用大西洋这两种异常海温来驱动大气环流模式,研究这两种海温异常分布所代表的THC强弱变化对大西洋沿岸气候的影响,并且选出5个降水对THC变化敏感的地区,利用这些地区观测的降水资料拟合一个反映THC强弱变化的综合指数THCI,该综合指数能有效反映近100年THC变化的主要特征。     

长江流域夏季降水与前期北极涛动的显著相关

分析了春季北极涛动的变化对随后夏季长江中、下游地区降水的影响.利用观测的降水长序列资料,进行带通滤波处理去掉10年以上时间尺度的变化,结果表明在年际尺度上,近百年的5月北极涛动指数与夏季降水相关最高达-0.39,超过99％信度水平.当北极涛动偏强一个标准差时,整个中国长江中、下游地区到日本南部一带,降水减少3％～9％左右,而中国华北到俄罗斯远东地区则偏多3％～6％左右.降水的这种变化与对流层东亚急流的变化密切相关,如果春季北极涛动强,随后夏季急流位置偏北,雨带位置也北移,从而造成长江中、下游地区降水的减少和北方降水的增加,反之亦然.这为汛期降水的预测提供了有用的信号.     

近500年ENSO时间序列的建立与分析

根据1861～2000年的年平均(3月至次年2月)Nino 3.4区SST及ENSO综合指数ΔI把ENSO分为7级.暖事件(E)分3级即3,2和1,大约相当SST距平1.5℃,1.0℃及0.5℃.冷事件(A)也分3级,-3,-2和-1,对应的SST距平大体如E,绝对值稍小.正常年为0级.然后利用与ENSO有密切关系的代用资料重建1501～2000年逐年的ENSO级.对1874～1973年100年根据观测的综合指数所划分的级与代用资料得到的结果比较.代用资料能反演出80%以上的E年及A年.这样建立的500年ENSO序列,显示出2年多、3年多及5年多左右以及10年的ENSO变率,说明包括小冰期及现代暖期内的近500年中ENSO变率仍相对稳定.在小冰期冷期A年频率稍高,气候变暖的20世纪则E年频率较高.