ENSO、NAO、IOD和PDO对珠江流域降水的影响研究

通过旋转经验正交分解法,将珠江流域季节和年降水分为时间分量和相应的空间特征,研究了珠江流域降水与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北大西洋涛动(NAO)、印度洋偶极子(IOD)和太平洋10 a涛动(PDO)的遥相关关系。同时,通过分析季节和年降水发生天数及强度的变化与ENSO、NAO、IOD和PDO指数的关系,探讨了上述气候指标对降水的影响机制。研究结果表明:1 ENSO和NAO是导致珠江流域季节降水和年降水发生变化的主要因素。春季降水与NAO和PDO成正相关,与ENSO和IOD成负相关;夏季降水与NAO成负相关;秋季降水与ENSO和IOD成正相关;冬季降水与ENSO和NAO成正相关;年降水与NAO和IOD成正相关。2 ENSO、NAO、IOD和PDO对珠江流域季节和年降水的影响主要是通过改变降水天数与降水强度来达到的,同时这种影响具有季节的差异性。     

AO与ENSO对云南冬春季降水分布的影响

利用1961—2012年云南124个气象观测站资料、北极涛动(AO)指数及Nio34区海温指数资料,分析了AO及海温异常对云南冬春季降水分布的影响,表明1冬季AO指数处于正位相时,云南冬季降水全省一致偏多;当AO处于负位相时,云南冬季降水全省一致偏少.AO处于正位相时,云南大部分地区春季降水以偏多为主;当AO处于负位相时,云南大部地区春季降水一致偏少.2Nio34区海温处于正位相时,云南冬季降水东部偏少其余大部偏多;当Nio34区海温处于负位相时,云南冬季降水全省一致偏少.Nio34区海温处于正位相时,云南春季降水几乎一致偏少;当Nio34区海温处于负位相时,云南春季降水一致偏多.3海温和AO对云南冬春季的联合影响分析也表明冬季降水受AO的影响较明显,而春季降水受海温异常影响较明显.4ENSO暖事件有利于AO对云南冬季降水的影响,AO与云南冬季降水成显著正相关.ENSO冷事件时AO对云南冬季降水几乎没有影响.ENSO事件发生时AO对云南春季降水的影响都不显著.这说明ENSO在AO对云南冬季降水的调制作用较春季明显.5在冬春季降水预测时,冬季可能应该主要关注北极涛动(AO)多于海温;春季可能应该着重于海温异常多于AO.     

气候变暖下山东省月尺度极端降水的时空变化特征

为揭示气候变暖背景下极端降水多尺度的变化规律，基于山东省国家气象站1961—2020年逐日降水量资料，利用百分位数相对阈值法分析月尺度极端降水事件的时空变化特征。结果表明：山东省极端降水事件主要出现在夏季7、8月，年频率均在40%以上；各地年频次大致自东南向西北递减。大部分地区极端降水年频次和极端降水量增加，除秋季外各季均增加，冬季增加明显。20世纪80年代中期之后，各地极端降水普遍增多增强，年际变化明显增大；夏季和冬季极端降水强度明显增强，其中，鲁中、鲁西南、半岛等地夏季每10 a增加10～20 mm,冬季各月增加20%～50%。可见，在气候变暖背景下，山东降水不稳定性普遍增加，更需加强暴雨洪涝、暴雪等灾害风险预警与防控服务。     

ENSO Modoki与春秋季中国西北地区极端低温的关系

利用1979-2008年的NCEP/NCAR再分析资料和中国西北地区136个台站的气象资料,研究了ENSO Modoki与春、秋季中国西北地区极端低温的关系.结果表明:当秋季发生El Nino Modoki事件时,次年春季新疆中部、西北部边缘地区及祁连山脉附近的极端低温事件较少,发生La Nina Modoki事件时则相反;当冬季发生El Nino Modoki事件时,次年秋季宁夏、陕西及甘肃中南部地区的极端低温事件较多,而发生La Nina Modoki事件时则相反.另外,500 hPa位势高度场合成分析显示,极端低温事件多发与否,与中国西北地区附近是否有发展旺盛的径向环流有着一定的关系.     

厄尔尼诺事件及其对我国夏季降水量时空分布的影响

为了探讨厄尔尼诺与我国夏季降水的关系,分析Nino指数的变化趋势和突变情况,解析1961—2016年历次厄尔尼诺事件的类型和强度特征,对我国月降水距平进行EOF分解,研究我国降水变率的空间分布和年际变化规律。重点研究2014—2016年厄尔尼诺事件的特征及其对2016年我国夏季月降水量时空分布的影响。研究表明:Nino指数和我国降水变率在厄尔尼诺事件发生期间波动较大,厄尔尼诺事件将影响我国次年夏季降水量的时空分布。其中,东部型厄尔尼诺事件峰期过后我国夏季降水呈现长江流域增加、淮河以北大部分地区及东南沿海地区减少的特征;中部型厄尔尼诺事件峰期过后,夏季降水呈现黄河流域及华南地区增加、长江流域减少的特征;混合型厄尔尼诺事件丰期过后降水增加的地区主要为黄河流域。     

长白山红松球果螟发生与气象要素的相关性

基于1999—2017年长白山红松球果螟发生率和气象观测资料,分析长白山红松球果螟变化特征以及与气象要素的关系.结果表明:气温、降水、光照、积温是影响球果螟发生率的主要气象因子.幼虫转化为越冬幼虫时气温回升有利于次年球果螟发生;前冬多降雪有利于越冬幼虫存活;秋末偏暖、光照时间偏多对次年球果螟发生有正贡献;当年5月降水、1月累积积温、冬季极端低温对球果螟发生率预测有指示意义.     

春季大气南北涛动年际变化及其与中国气候的联系

结合NCEP／NCAR月平均再分析资料以及我国地面站点观测资料,分析了春季大气质量南北涛动（IHO）的年际变化特征及其与我国春季气候的联系．研究发现春季IHO表现为明显的两半球中高纬地区大气质量间的“跷跷板”分布,且有相一致的垂直环流结构．对去除AO（北极涛动）、AAO（南极涛动）信号后的纬向平均地表气压作EOF分析,发现其第一特征向量IHO特征明显,其对应的时间系数与IIHO相关系数高达0．93．春季IHO与我国同期气候变动联系密切．我国站点地面气压、地面温度以及相对湿度均与IIHO有较好相关．我国西北地区尤其与青海、甘肃、陕西及内蒙地区春季沙尘暴的发生与IHO联系密切．正位相IHO有利于西伯利亚高压的加强,此时60°E至150°W的纬向风存在着由北极延伸至南极的经向遥相关结构,导致亚洲地区出现正的西风异常,对我国春季气候产生影响．     

1987~2016年武汉市极端降水事件特征分析

基于1987~2016年武汉市及附近共5个格点的日降水量资料,选取5个极端降水指数Rx1day(单日最大降水量)、Rx5day(5日最大降水量)、R95p(极端降水量)、R20(大雨日数)、SDII(降水强度),采用百分位阈值法、气候倾向率法、滑动平均法和Mann-Kendall突变检验等方法,对武汉极端降水事件的时空变化进行了分析.结果表明:1987~2016年武汉市极端降水事件的阈值整体上呈中部小、周边大的空间分布特征.极端降水事件发生频次的高值中心位于南部,低值区为北部.频次年际波动大,呈微弱减少趋势,年代际频次则呈明显的逐年代递减的规律.极端降水指数的空间分布中,Rx1day和R95p的空间变化差异较大,而Rx5day, R20和SDII的空间变化差异较小.Rx1day与R95p变化趋势均为北部下降、南部上升;Rx5day则为南部下降、北部上升;所有地区的R20均呈下降趋势;只有位于西南部的SDII呈上升趋势,其他地区均下降.1987~2016年,极端降水指数年际波动剧烈,Rx1day,Rx5day和R95p波动幅度相似,且均呈微弱的上升趋势,R20和SDII波动幅度类似,均呈微弱的下降趋势,总体表明这30 a年间极端降水量随时间变化而增加,但是降水强度在减弱.     

气候变暖背景下我国寒潮灾害的变化特征

统计计算出我国160站1955／1956至2004／2005年冬春季（11月至翌年4月）寒潮灾害发生的频次和强度序列,分析了气候变暖前后寒潮频次和强度的主要差异．在此基础上,讨论了寒潮灾害气候趋势变化与北极涛动（AO）变化的可能联系．得到以下结论：（1）我国冬春季气温在20世纪90年代初呈显著增暖趋势;（2）气候变暖后,冬春季发生全国性寒潮灾害的频次显著减少,其中内蒙、华北和江淮地区寒潮频次减少明显,华北和新疆部分地区寒潮强度减弱显著;（3）寒潮频次的减少趋势与AO位相的增强趋势背景有一定联系,当AO处在负位相异常的气候背景时,极易诱发我国中东部地区寒潮灾害的发生。     

延安市45年降水变化趋势及突变特征分析

根据延安市1971-2015年的降水观测资料,采用线性倾向估计法、累积距平法、滑动t检验法、Mann-Kendall突变检验法,分析该地区45年来的降水变化趋势及突变特性。结果表明:(1)降水量年际变化整体呈现下降趋势,降水较多年份主要集中在20世纪70年代-90年代初。(2)年内降水主要集中在6-9月份,月降水最大值出现在7月,最小值出现在1月。(3)春、夏、秋、冬季降水量分别占全年降水量的17%、57%、24%、2%。(4)春季、秋季、冬季降水时间序列均发生了突变:春季是2000年,为降水减少突变点;秋季是2000年,为降水增加突变点;冬季是1976年,为降水减少突变点。     

Impacts of ENSO on rainfall of global land and China

Based on the analysis of X2 test of global land rainfall time series, it is found that the mean global land annual rainfall reduce significantly when El Nino events occur, and increase evidently in La Nina years. The impacts of ENSO on the winter and autumn precipitation over eastern China are also notable. Usually, the rainfall of winter and autumn over southern China increases, and that over northern China decreases in El Nino years. The effects of ENSO on summer rainfall are not so significant as on autumn and winter rainfall in China. The summer precipitation of area to the north of the Yellow River often decreases in El Nino years. No evident relationship is found between ENSO and spring rainfall in China.     

新疆玛纳斯河径流波动与北大西洋涛动的关系

对新疆玛纳斯河流量资料、北疆地区温度、降水资料进行整理,分析了其变化的特征和规律,并将其与北大西洋涛动指数进行了对比分析.研究发现,冬季北大西洋涛动指数与玛纳斯河冬季流量呈现显著的正向变化关系,夏季两者的关系则相反.利用交叉小波变换,分别发现了冬、夏季北大西洋涛动指数与玛纳斯河流量变化关系最密切的振荡周期.文中还发现冬、夏季北大西洋涛动指数与北疆温度、降水的变化也存在显著的相关关系.     

固原市原州区近60 a降水变化特征分析

以固原市原州区1957—2016年的降水资料为基础,采用线性回归、M-K(Mann-Kendall)检验、累积距平曲线和滑动t检验的方法对原州区近60 a的年际和年内各时段的降水量进行变化趋势和突变分析。原州区多年年均降水量为439.6 mm,汛期和夏季降水量占比较大,分别达到72.8%和57%;冬季降水变差系数最大,最不稳定。通过线性回归法和M-K趋势检验法对降水量进行趋势分析:年、汛期和夏季降水量均呈下降趋势,下降速率分别为0.17、0.91、0.69 mm/a;春、秋、冬三季降水量呈上升趋势,上升速率分别为0.21、0.03、0.29 mm/a;除冬季外,其他各时段的趋势变化均未通过0.05的显著性检验。运用M-K突变检验、累积距平曲线和滑动t检验对各时段降雨的突变年份进行综合分析,年降水和汛期、秋季降水突变点相近,春、夏和汛期均在1991年发生突变,冬季降水在1979年有较为显著的突变。     

华南季节干旱及连旱特征分析

 利用1951-2006年实测降水量资料,通过统计方法分析了华南各季节降水量的时空变化及季节干旱特征。结果发现,各季降水量总体上在华南区域空间尺度上有显著的同号变化关系。华南夏季降水量的距平幅度增大,并有增多的长期趋势;秋季降水量则有距平幅度减弱的长期趋势;冬春季降水量的逐年变化存在显著的同相关系。华南秋季发生干旱的频数较其它季节高;春－夏连旱频数较其它季节连旱事件频数要低。     

ＥＮＳＯ事件对皖西地区降水的影响

本文根据近60多年皖西地区6个站点的月降水量等资料,研究ENSO事件对皖西地区四季、各月降水的影响以及对事件当年和次年的降水的影响,分析皖西地区旱涝灾害与ENSO事件之间的关联。结果表明：ENSO事件对皖西地区降水量的影响随季节、月份的不同而产生不同的变化;在春夏季,降水量较常年变化为50.4%,而在秋冬季,降水量较常年的变化为-42%。ENSO事件对次年降水也有影响,春季开始的ENSO事件次年年均降雨量减少了23.8%,夏秋季开始的ENSO事件次年春夏季降水量增加了71.1%,而秋冬季减少了30.3%。在ENSO事件当年或次年,皖西地区出现旱涝灾害的可能性约为75%。     

1951—2014年淮河流域降水量时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月降水量数据为研究对象,运用线性趋势、累积距平、小波分析及空间分析等方法,分析了降水量时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年、春、夏和秋季降水量呈不显著减少趋势,冬季降水量则具有不显著增加趋势.(2)春、秋和冬季易发生旱涝灾害,夏季降水量变化控制年降水量变化.(3)年降水量具有准2a和6a振荡周期.(4)东南部年和四季降水量多于西北部,这与我国年和四季降水量分布模式一致.(5)空间上,年和四季降水量变率中,年和夏季最大,降水量减少区域呈半环状包围降水量增加区域;整个流域冬季降水量几乎没有变化.     

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.     

Proxy evidence for an El Niño-like response to volcanic forcing

Past studies have suggested a statistical connection between explosive volcanic eruptions and subsequent El Ni?o climate events. This connection, however, has remained controversial. Here we present support for a response of the El Ni?o/Southern Oscillation (ENSO) phenomenon to forcing from explosive volcanism by using two different palaeoclimate reconstructions of El Ni?o activity and two independent, proxy-based chronologies of explosive volcanic activity from ad 1649 to the present. We demonstrate a significant, multi-year, El Ni?o-like response to explosive tropical volcanic forcing over the past several centuries. The results imply roughly a doubling of the probability of an El Ni?o event occurring in the winter following a volcanic eruption. Our empirical findings shed light on how the tropical Pacific ocean-atmosphere system may respond to exogenous (both natural and anthropogenic) radiative forcing.     

Extreme climate of the global troposphere and stratosphere in 1940-42 related to El Niño

Although the El Ni?o/Southern Oscillation phenomenon is the most prominent mode of climate variability and affects weather and climate in large parts of the world, its effects on Europe and the high-latitude stratosphere are controversial. Using historical observations and reconstruction techniques, we analyse the anomalous state of the troposphere and stratosphere in the Northern Hemisphere from 1940 to 1942 that occurred during a strong and long-lasting El Ni?o event. Exceptionally low surface temperatures in Europe and the north Pacific Ocean coincided with high temperatures in Alaska. In the lower stratosphere, our reconstructions show high temperatures over northern Eurasia and the north Pacific Ocean, and a weak polar vortex. In addition, there is observational evidence for frequent stratospheric warmings and high column ozone at Arctic and mid-latitude sites. We compare our historical data for the period 1940-42 with more recent data and a 650-year climate model simulation. We conclude that the observed anomalies constitute a recurring extreme state of the global troposphere-stratosphere system in northern winter that is related to strong El Ni?o events.     

安吉毛竹林生态系统水分收支的研究

利用涡度相关技术观测安吉毛竹林生态系统2013年的水汽通量,同时结合降雨量对该生态系统的水分收支数据进行比较和分析,明确其水收支情况及其影响因子,以揭示毛竹林的水分利用能力,进而为其科学栽培和水分管理提供参考.结果显示:毛竹林生态系统全年表现为水汽源,7月份最高(108.85kg·m~(-2)),12月份最低(19.67kg·m~(-2)),但在2月份和6月份存在着小的波谷.全年降水量和蒸散量呈较弱的正相关关系(r=0.145,p0.05),蒸散主要集中于5—8月份,7月份最大,达到108.85mm,而降水较为分散,6月份有最大值,为394.5mm,且全年除了1、7和11月份的蒸散量略高于降水量外,其余各月均较低;不同季节的降雨量从高到低依次为:夏季秋季春季冬季,而蒸散量(水汽通量)则表现为:夏季春季秋季冬季.此外,全年水汽通量受温度的影响较为显著(p0.05),7月份则受温度和饱和水汽压差的双重影响.总之,2013年全年降雨总量达到1 508.5mm,蒸散量为749.07mm,蒸散量占到降水总量的49.7%,全年水分利用效率仅2.1g·kg-1,表明该毛竹林的地表径流较大,水分利用能力偏弱,若进行人工经营和管理,除了考虑环境因子变化外,还须注意合理用水,以避免水资源的浪费.