重庆夏季旱涝急转与大气环流异常的联系

 利用1961—2012年期间重庆的逐月降水和同期NCEP/NCAR再分析资料、NOAA的海温、国家气候中心提供的126项环流指数等资料,结合长周期旱涝急转指数,分析了重庆旱涝急转的时间演变特征及其与同期和前期大气环流异常的联系.结果表明：重庆夏季旱涝急转事件有阶段连续性和间歇性并存的特点,年际差异大,涝转旱强度通常比旱转涝强度偏强.旱转涝年的旱期与涝转旱年的涝期比较,其环流特征为西太平洋副高偏西、偏强、面积偏大,低层垂直下沉运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较弱,重庆易处于水汽输送辐散区,易少雨偏旱.而旱转涝年的涝期对比于涝转旱年的旱期来看,其环流特征为欧洲西岸的槽偏强,极涡偏弱,西太平洋副高偏强、偏西,低层垂直上升运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较强,重庆易位于水汽输送辐合区,易多雨偏涝.西太平洋副高的季节内振荡的异常是重庆旱涝急转的主要原因.前期3月和4月的PDO和西风漂流区海温指数可以作为预测重庆夏季旱涝急转的一个先兆信号,前期3月和4月的PDO偏强（弱）、西风漂流区指数偏弱（强）时,重庆夏季可能易发生旱转涝（涝转旱）事件.
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正常季风年华南夏季“旱涝并存、旱涝急转”之气候统计特征

强"旱涝并存、旱涝急转"(DFC)事件是华南地区夏季频发的一种气象灾害,指在同一季节内旱、涝事件交替出现的情形,是东亚夏季风季节内变异的显著表现之一,长期以来对其研究较少.文中揭示了华南夏季DFC现象与季节性严重旱、涝事件的显著差异,对华南夏季DFC的气候统计特征的研究表明:华南DFC夏季总雨量往往趋于正常,季节平均季风分布接近正常年份,强DFC夏季易"旱"且易"涝",而弱DFC夏季则较为"风调雨顺";华南DFC夏季同期大气环流的季节平均特征总体看来接近气候态(即正常年),但强DFC夏季低层80°E—130°E之间的越赤道气流、澳大利亚高压、孟加拉湾-中南半岛的偏南风水汽输送以及高层的伊朗高压和东亚东风急流均强于弱DFC夏季;此外,华南强DFC夏季前期往往伴随着冬春季的QBO信号增强、秋冬季中国近海-西北太平洋海温和春季东、西印度洋海温增暖.所有这些为华南夏季DFC现象的预测提供了有参考意义的前兆信号.     

海气系统异常与广东夏季旱涝的关系

利用广东境内分布较均匀的15个测站的降水资料,分析了热带东太平洋地区的海温和南海海温的变化对广东夏季(5～8月,下同)降水的影响,旱(涝)年的前期和同期的大气环流差异,以及广东夏季降水的周期性。结果表明,在ENSO年广东偏涝,而在ENSO次年则偏旱;热带东太平洋年平均△SST与广东夏季降水存在显著的反相关关系;旱年的前期(当年的2～3月)南海海温较涝年偏低;亚洲主要大气环流系统的位置和强度的变化趋势在旱年和涝年的前冬以及同期几乎是相反的;广东夏季降水存在准2～3年、6～7年、34年和11年振荡周期。     

中纬度海温异常与环流变化的数值模拟

本文采用二维纬向平均模式,通过模拟试验,研究西太平洋中纬度海域海温异常对环流变化以及我国东部江淮、华北平原汛期降水的影响。按季节不同把海温异常分为南冷北暖型和南暖北冷型。结果表明前期海温异常,其后3—5个月西太平洋副高位置明显变化。例如,春季南冷北暖型异常分布(20°—35°N偏冷,35°N以北偏暖)则夏季副高增强,其脊线位置偏北,长江流域夏季(7—8月)偏旱,而华北地区偏涝。反之,得到相反的结果。     

850 hPa夏季西太平洋副高的年际变化及其与赤道东太平洋海温异常的关系

首先对850 hPa夏季西太平洋副高位置和面积指数进行了定义,分析了副高位置和面积的年际变化规律以及与赤道东太平洋海温异常的关系.研究表明,近代西太平洋副高面积和位置指数的年际变化周期为3-5年,冬、春两季海温与夏季副高的脊线位置、西脊点位置关系密切,赤道东太平洋海温持续偏高有利于夏季副高偏西、偏南,反之偏东、偏北.冬、春季赤道东太平洋海温异常对西太平洋副高季节变化有明显影响,冬、春两季海温偏暖年副高偏南、偏西,偏冷年副高则偏北、偏东,五月和九月除外.冷年7月副高北跳较暖年显著,进入秋季后南撤较缓慢.     

亚洲-太平洋涛动与华南后汛期降水的联系机制

采用1961—2015年NCEP/NCAR再分析资料和华南地区降水资料,分析了7—9月亚洲-太平洋涛动(APO)与热带西太平洋环流系统以及垂直运动、水汽输送等条件的关系,探讨了其与华南7—9月汛期强度的联系机制.研究表明:(1)7—9月APO强度的年际变化与同期华南降水雨强存在显著负相关,即APO偏强(弱)年华南汛期少(多)雨.(2)在APO偏强(弱)年,副高偏北偏东(偏南偏西),副高南侧偏东气流减弱(加强),不(有)利于热带气旋西行影响华南,华南易少(多)雨.(3)在APO偏强(弱)年,东亚副热带夏季风偏强(弱),冷空气偏北偏弱(偏南偏强),不(有)利于华南及近海的热带气旋发展,华南易少(多)雨.(4)在APO偏强(弱)年,热带西太平洋纬向风垂直切变明显增大(减小),垂直上升运动减弱(加强),不(有)利于热带气旋的生成,且热带西太平洋水汽条件易使得热带气旋偏北偏东(偏南偏西)生成,华南易少(多)受热带气旋影响和少(多)雨.     

2009/2010年初夏拉萨干旱成因及影响分析

文章从2009/2010年初夏（5/6月）环流指数特征、月平均环流场特征、500hpa环流场以及气象要素变化特征等方面分析了初夏干旱的基本成因。结果表明,造成初夏干旱的主要原因有：青藏高原属高压控制型,即西太平洋热带高压强度偏强,其位置明显偏西,控制高原,高原上盛行偏西气流或偏北气流;高压控制的印度西北部抑制了水汽输送;伊朗高压呈东北西南向,此时西太平洋副热带高压脊线在25毅N左右,位置偏南或强度偏弱。     

ENSO和NAT对河南汛期降水的协同影响

利用1981—2020年河南夏季114站降水资料和欧洲中心第五代再分析资料,通过合成分析、t检验等气候诊断方法,对河南汛期降水异常大气环流特征及其早期驱动因子进行分析.合成分析结果表明：河南汛期降水偏多年,强盛的南亚高压与低层气旋性异常环流配合,利于高空风场辐散及大气的上升运动;河南上游的气旋性异常环流不断输送冷空气,并与西伸偏强的西太平洋副热带高压配合,使得南海、孟加拉湾和西太平洋有水汽输送至河南,而汛期降水偏少年仅有西太平洋的水汽输送至河南;汛期降水偏多年对应太平洋海温从厄尔尼诺转为拉尼娜和冬季到夏季持续的北大西洋三极子负位相.经波作用通量诊断结果表明：大西洋和太平洋的海温异常上空向西太平洋输送波通量,使得西太平洋副热带高压加强西伸北抬,进而形成有利于河南汛期降水的水汽输送异常和大气环流.     

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)。     

贵州夏季水汽输送与旱涝的关系

利用NCEP/NCAR(1981—2014年)的全球逐月经向风和纬向风、比湿和位势高度场等再分析格点资料及贵州省84个地面观测站1981—2014年7~8月降水资料,研究了东亚地区水汽输送异常与贵州旱涝的关系。分析表明:贵州7、8月降水异常旱、涝年份,东亚地区水汽输送存在显著的差异。旱年,中国大部分地区低层以东北风水汽输送为主,贵州等长江中、下游流域地区是水汽辐散区,不利于降水的产生;涝年,则以西南风水汽输送为主,贵州等长江中、下游流域地区为水汽辐合区,为贵州的降水提供了充足的水汽和能量。由此进一步证明水汽输送的建立是贵州夏季旱涝形成的重要机制。     

云南2009—2012年4年连旱的气候成因研究

利用云南124个气象站逐月降水资料、NCEP/NCAR大气环流再分析资料、全球海表面温度(SST)资料以及向外长波辐射(OLR)资料,分析了云南2009—2012年连续4年干旱的气候特征,并从异常大气环流、海温、局地对流等方面分析了4年连续夏季干旱发生的成因.结果表明:①云南2009—2012年干旱是一次持续时间长,跨越春、夏、秋、冬四季、影响范围广的全省性严重干旱,最严重的区域主要是滇中及滇东南.并且是发生在云南降水减少的气候背景下.②2009—2012年夏季500 hPa欧亚地区高、中、低纬度的高度场分布不是很相似,但4年的环流配置形势表明东亚冷空气路径偏东,影响中国西南地区的冷空气偏弱,不利于冷空气南下影响云南.另外2009年和2010年副高位置偏西偏强,云南在其控制之下,不利于降水;而2011年和2012年副高位置偏北偏东,其外围的水汽不易输送到云南.③2009—2012年云南大部地区及其南侧的孟加拉湾地区高度场持续偏高,孟加拉湾附近的印缅槽不活跃或偏弱,也不利于南方水汽向云南界内输送.④El Nino事件发展期、La Nina事件衰弱期以及印度洋海温偏暖时都有利于云南干旱的发生和发展.⑤2009—2012年夏季云南局地及其以南大部地区基本维持低层辐散、高层辐合的垂直散度场配置,不利于上升运动的生成和发展.孟加拉湾及南海一带基本为西北或偏东气流控制,向北输送的水汽较常年偏弱,是造成云南连续4年夏季干旱少雨异常气候的直接原因之一.⑥2009—2012年连续4年夏季云南局地对流相对常年偏弱,这也是云南降水偏少的重要因素之一.     

The interdecadal trend and shift of dry/wet over the central part of North China and their relationship to the Pacific Decadal Oscillation （PDO）

Based on monthly precipitation and monthly mean surface air temperature (SAT),the dry/wet trends and shift of the central part of North China and their relationship to the Pacific Decadal Oscillation (PDO) from 1951 to 2005 have been analyzed through calculating surface wetness index (SWI). The results indicate that there was a prominent drying trend and an abrupt change in the analysis period. A per-sistent warming period with less precipitation from the mid and late 1970s to present was found,and a shift process exists from the wet to the dry in the central part of North China during 1951-2005. The transition is located in the mid to late 1970s,which should be related to the shift variation of large-scale climate background. The correlation analysis has brought about a finding of significant correlativity between PDO index (PDOI) and SAT,precipitation and SWI in this region. The correlation exhibits that the positive phase of PDOI (warm PDO phase) matches warming,less precipitation and the drought period,and the negative PDOI phase corresponds to low SAT,more precipitation and the wet period. The duration of various phases is more than 25 years. The decadal variation of sea surface temperature (SST) in the North Pacific Ocean is one of the possible causes in forming the decadal dry/wet trend and shift of the central part of North China.     

华北地区1972年和1997年干旱特征及其影响系统分析

利用华北地区实测的月降水量资料,美国NCAR/NCEP 850 hPa的矢量风5、00 hPa和850 hPa的位势高度等再分析资料,分析了华北地区1972年和1997年这2个干旱年干旱的空间分布、强度分布和持续时间,以及西太平洋副热带高压变化、季风进退和欧亚大气环流异常情况.结果表明:1972年是季风正常年,但该年亚洲大陆高压偏强且持续存在、西太平洋副热带高压持续偏弱,导致了干旱的发生与持续;而1997年由于持续偏强的亚洲大陆高压、持续偏弱的季风和西太平洋副热带高压造成该地区严重干旱.     

高维多门限时间序列模型在西太平洋副高预报中的应用

 将高维多门限时间序列模型应用于西太平洋副高演化的分析和预报中.结果表明分段后对西太平洋副热带高压的5个特征量的分析预报及其与周围大气环流系统的相互关系较以前的研究结果更具体;所建立的描述西太平洋副热带高压5个特征量的时间序列模型对该5个特征量逐月气候偏差的拟合及外推预报均具有良好的模拟能力.对西太平洋副热带高压各特征量拟合及外推预报准确率分别达到,面积指数为79.2%和76.3%,强度指数为78.3%和80.6%,脊线位置为75.2%和75.0%,北界位置为79.4%和75.0%,西伸脊点为82.3%和81.9%.     

Statistical characteristics of the double ridges of subtropical high in the Northern Hemisphere

The generality and some climatological characteristics of the double ridge systems of subtropical high （SH） are investigated statistically by using the daily NCEP/NCAR reanalysis data from 1958 to 1998. The results show that the SH double-ridge event is a common phenomenon in the Northern Hemisphere, with the distinct seasonal and regional features, that is, the majority of SH double-ridge geneses concentrate over the eastern North India Ocean-western North Pacific as well as the central North Pacific in the period from mid-July to mid-September. Especially over the western North Pacific subtropics, the SH double-ridge events are extremely active. It is found that the life cycle of most double-ridge events of western Pacific subtropical high （WPSH） is shorter but some still last longer. The WPSH double-ridge events occur most frequently from July to September, while there is a paucity of occurrences during November-March. Also, it is shown that the WPSH double-ridge events have a strong interannual variation with a certain periodicity which possesses a remarkably abrupt change in the mid-1970s. Additionally, the relationship between the WPSH double ridges and the meridional movement of WPSH is discussed.     

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.     

Numerical study and prediction of nuclear contaminant transport from Fukushima Daiichi nuclear power plant in the North Pacific Ocean

On March 11,2011,a large earthquake and subsequent tsunami near the east coast of Japan destroyed the Fukushima Daiichi nuclear power plant(FD-NPP),causing a massive release of nuclear contaminants.In this paper,a Pacific basin-wide physical dispersion model is developed and used to investigate the transport of nuclear contaminants.The Pacific circulation model,based on the Regional Ocean Modeling System(ROMS),is forced with air-sea flux climatology derived from COADS(the Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set).It is shown that ocean current dominates nuclear contaminant transport.Following the Kuroshio Extension and North Pacific Current,nuclear contaminants at the surface will move eastward in the Pacific as far as 140°W,thereafter dividing into two branches.For the south branch,nuclear contaminants will be transported westward by the equatorial current,and can reach the Philippines after 10 years’ time.In contrast,the north branch will arrive at the American west coast and then migrate to the Bering Sea.At 200 m water depth,part of the nuclear materials will move southwestward along with deep ocean circulation,which could potentially reach the east coast of Taiwan.The other part will move to the west coast of America and separate into two branches.One will move northward along the west coast of Alaska,while the other will travel southward to the Hawaiian Islands.The transport of radiation contaminants below 500 m is slow,and will primarily remain in the central Pacific.The physical dispersion model results show that high concentrations of the radioactive isotope cesium-137(137 Cs) will move eastward and reach the central Pacific and west coast of North America in two and eight years,respectively.The sea areas influenced by the nuclear contaminants continue to expand,while peak concentrations decrease in the North Pacific.     

太平洋年代际振荡与川中丘陵区气候变化关系研究

基于月降水和月平均气温资料,分析了川中丘陵区近50年降水和气温的变化特征及其与太平洋年代际振荡指数（PDOI）的关系．结果表明,川中丘陵区气候存在明显的年代际趋势和突变特征．相关分析和独立样本T检验表明,川中丘陵区夏季气温、年平均气温和秋季降水量与年PDOI均有显著的相关关系,PDO冷位相（1977年以前）对应着高温、多秋雨,而PDO暖位相（1977年以后）对应着夏季和年均温下降,秋季雨水减少．