北半球冬季大气环流变化对中国汛期雨带类型分布的影响

 基于1951～2001年1～5月500hPa高度场资料,研究了前期大气环流与中国汛期雨带类型分布的关系.通过分析前期各雨带类型对应的距平合成场和格点样本平均值显著性检验图,以及各雨带类型相应的前期大气环流特征.指出1～2月500hPa层次上,大气环流明显的表现为大尺度分布特征,而3～5月的大尺度分布特征不明显.这表明冬季(1～2月)各雨带类型的显著性关键区的大气环流异常是影响中国汛期雨带类型分布的一个重要因素.从而提出了一些预报线索,可供夏季我国大范围旱涝趋势的长期预报参考.     

陕西省冬季典型湿冷型与干暖型气候对比分析

目的通过陕西冬季历史典型湿冷型气候与典型干暖型气候的对比分析,为冬季的短期气候预测提供思路。方法采用气候统计诊断分析及天气气候动力学分析方法。结果典型湿冷型与干暖型气候在环流背景、海平面气压场、低层风场等方面表现出几乎相反的特征。结论典型湿冷型500 hPa乌拉尔山阻塞高压、咸海低槽长时间维持,青藏高原低值系统活跃,咸海低槽分裂冷空气与暖湿气流在陕西交汇,蒙古高压偏强,伴随有强冷空气南下;典型干暖型500 hPa欧亚地区中高纬度为两槽一脊型,欧洲西北部、鄂霍茨克海分别为一低槽,西伯利亚至巴尔喀什湖为强大的高压脊,形成"西高东低"的环流形势,蒙古高压系统偏弱。     

长江中下游地区冬季气温变化的时空特征及其与热带OLR的关系

本文根据10个测站1952～1987年和上海近115年1月平均气温资料,研究了长江中下游冬季气温变化的时空特征。分析了冷、暖冬的500 hPa环流特点,并着重分析了同热带OLR的关系。发现长江中下游冷(暖)冬伴随OLR负(正)距平,并同在印尼—菲律宾上升、赤道中太平洋下沉的Walker环流的强弱振动有密切关系。冷(暖)冬同强(弱)Walker环流相联系。     

青藏高原地面加热场与春季川渝地区气温的关系

应用奇异值分解(SVD)技术,研究了青藏高原地面加热场与东亚地区上空500hPa高度场及其东侧川渝地区春季气温场的时空联系和冷暖异常成因.结果表明:前期冬季青藏高原地面加热场与后期春季高度场的第1模态代表了两场间的主要耦合特征,具有显著的时空相关;前期冬季青藏高原地面加热场通过影响后期春季500hPa高度场,导致未来春季大气环流变化,是造成川渝地区春季气温异常的重要原因.       

云南寒潮时空特征及变化分析

应用1961～2008年共48 a云南125站气温资料,通过计算趋势系数等统计方法,分析全省寒潮的发生频次、时空分布特征及单站寒潮、总寒潮过程和区域寒潮过程的年代际变化及其环流特征.结果表明:单站寒潮频次呈东高西低分布;全省寒潮过程、区域寒潮过程和单站寒潮均为1月最多,2月和12月次之;省内寒潮频次在减少,东部减少趋势明显;环流分析发现在云南寒潮偏多发生年份,中高纬度地区500 hPa高度场较常年偏低,副热带高压较常年偏弱,850 hPa温度场为负距平.     

夏季江淮流域暴雨的特征及与早涝的关系

基于1954--2004年全国743站降水资料和NCEP／NCAR月平均500hPa风场资料,分析了夏季江淮流域暴雨的气候分布和年代际变化特征．结果表明,江淮流域的暴雨降水存在明显的区域差异,局地暴雨频繁,具有明显的年代际变化特征,1990年代是高值期．通过相关和合成分析发现,暴雨与洪涝的关系密切,涝年暴雨降水可占到总降水的50％左右;1990年代,暴雨降水对洪涝的贡献明显增大．本文还分析了夏季暴雨年代际变化的500hPa环流背景,发现1990年代暴雨明显偏多的因素是：1,蒙古上空存在异常的反气旋环流,有利于中高纬地区的冷空气南下,长江以北地区盛行异常的东北风;2,西太平洋副热带高压加强,增强了低纬海洋上空水汽的向北输送．富含水汽的异常西南气流和北方地区异常的东北气流在江淮流域上空交汇,存在明显的风切变,导致较强的上升运动,易于产生强降水．     

夏季江淮流域暴雨的特征及与旱涝的关系

基于1954-2004年全国743站降水资料和NCEP/NCAR月平均500hPa风场资料,分析了夏季江淮流域暴雨的气候分布和年代际变化特征.结果表明,江淮流域的暴雨降水存在明显的区域差异,局地暴雨频繁,具有明显的年代际变化特征,1990年代是高值期.通过相关和合成分析发现,暴雨与洪涝的关系密切,涝年暴雨降水可占到总降水的50%左右;1990年代,暴雨降水对洪涝的贡献明显增大.本文还分析了夏季暴雨年代际变化的500hPa环流背景,发现1990年代暴雨明显偏多的因素是:1,蒙古上空存在异常的反气旋环流,有利于中高纬地区的冷空气南下,长江以北地区盛行异常的东北风;2,西太平洋副热带高压加强,增强了低纬海洋上空水汽的向北输送.富含水汽的异常西南气流和北方地区异常的东北气流在江淮流域上空交汇,存在明湿的风切变,导致较强的上升运动,易于产生强降水.     

浙江梅雨分型与梅汛期前期北半球大气环流演变关系研究

对1971-1999年浙江省梅雨的空间分布进行客观分型,研究各种雨型前期500hPa高度场的相应变化特征,初步提示历年梅雨雨型与其前期高空环流中预兆因子的关系。结果表明,前期冬季春季环流变化特征的异同是导致梅雨型各自特点的重要原因。通过对3种梅雨型一些重要环流前兆因子的分析研究,发现前冬500hPa高度场上低纬度为正异常或负异常是导致次年浙江省梅雨期北部少梅或多梅的最显著的前兆,而春季南亚到西太平洋的负距平区发展强弱情况则是预报该年浙江省西南部是否出现少梅的重要判据之一。     

湖南汛期区域持续性暴雨环流型与暴雨落区关系

利用1961~2016年湖南省内88个气象台站逐日降水资料和美国国家环境预测中心(NCEP)及国家大气研究中心(NCAR)再分析资料,根据区域持续性暴雨定义,统计分析了湖南汛期发生区域持续性暴雨典型环流型特征及其与首日暴雨落区配置关系.结果表明:(1)湖南汛期发生区域持续性暴雨典型环流型有两槽一脊、两槽两脊、两脊一槽、纬向波动、台风低压和多涡旋型6类;(2)区域持续性暴雨主要发生在6、7月,其次是5、8月,4月和9月发生概率较小,各类环流型区域持续性暴雨日发生累计频次空间分布特征各异;(3)区域持续性暴雨典型环流型类内500hPa中高纬具有相似共性,均有利于持续引导北方冷空气南下至湖南,但因低纬西太平洋副热带高压强度与形态配置不同,低层850hPa西南季风北伸范围存在差异,导致区域持续性暴雨过程首日暴雨落区南北、东西空间差异明显.     

云南2次川滇切变线强降水过程对比分析

利用探空、雷达和自动站观测资料等对2009年6月下旬川滇切变线影响下发生在云南的2次强降水过程进行对比分析,从大气环流形势特征、物理量条件和雷达产品特征等方面揭示2次过程的异同点.结果表明:川滇切变线南移影响云南时通常都有地面冷锋配合,锋面辐合抬升为强降水提供主要的动力条件.副热带高压西侧的西南气流源源不断地为降水提供水汽和不稳定能量,有西南低空急流配合时更有利于出现大范围强降水,强降水落区主要位于切变线及其南侧的风速辐合区;500 hPa引导气流对切变线的强度和移向有重要影响.即便前期700 hPa上切变线两侧高度场"北高南低"形势不明显,但在500 hPa中高纬为经向环流形势下,特别是有阻塞高压生成时,槽后脊前偏北气流有利于引导冷空气向南输送,使低层切变线加强并南移影响云南,造成云南全省性强降水过程.在此情形下,降水以层状-积云混合降水回波为主,且持续时间长、分布均匀.     

2002年8月云南低温冷害天气的气候特征及其成因分析

 2002年8月云南省的滇中及以北以东地区出现了一次范围大、持续时间长、危害较为严重的低温冷害天气,初步分析发现,这是1974年以来全省8月降温幅度最大,范围最广的一次低温冷害天气,它是发生在一个暖背景下的一次异常事件;其前期1～7月北半球10hPa和50hPa高度场均更相似于云南8月典型高温年的高度场,为预测增加了难度.在这次低温冷害天气期间,中高层(20hPa,50hPa)的中高纬度为明显的经向环流,云南位于槽后脊前,为明显的偏北气流控制;在低层(70hPa)云南省为偏南气流控制,中高层与低层形成明显的风切变,这种配置为低温阴雨天气提供有利的动力和水汽条件.同时北方冷空气的维持和不断的补充是2002年8月低温冷害发生的一个重要条件.     

宁夏冬季气温变化与大气环流异常的关系

利用1961~2015年冬季(12月到次年2月)宁夏20个气象站月平均气温资料,NCEP/NCAR发布的500 h Pa位势高度场和海平面气压场,200 h Pa、850 h Pa风场月平均再分析资料,运用线性倾向估计、M-K法及合成分析等方法,在研究宁夏冬季平均气温的年际变化及年代际变化特征的基础上,分突变前后的冷、暖期时段进一步分析大气环流场不同影响因子与宁夏冬季气温异常的关系,揭示宁夏冬季气温异常的成因。结果表明:(1)宁夏冬季平均气温由冷变暖的趋势非常显著,在1985年之前为冷期,1985年以后为暖期;冬季平均气温年代际变化在20世纪增暖趋势显著,21世纪后上升趋势趋于平缓。(2)不仅500 h Pa位势高度场的乌拉尔山高压脊和西太平洋副高是影响宁夏冬季气温异常的主要系统,海平面气压场的西伯利亚高压也是影响宁夏冬季气温异常的关键系统;高低空的偏北气流和偏南暖湿气流异常流场也对宁夏冬季气温变化造成一定影响。     

1970～2012年青海湖流域冷暖季气温变化特征及突变分析

本文以线性倾向估计、累积距平、小波分析、Mann-Kendall检验及滑动t检验等方法对青海湖流域1970~2012冷、暖季及年均气温变化趋势、周期性和突变性进行分析.结果表明:(1)青海湖流域冷、暖季气温及年平均气温均呈显著增长趋势,其中,冷季增长幅度最大(0.45℃/10a),暖季增长最平缓(0.22℃/10a);从各站点的年、季气温变化来看,恰不恰地区增温幅度最大,刚察增幅最小.(2)冷、暖季气温及年均温的累积距平值绝大多数为负值,变化趋势相对一致,以1997年为转折点,1997年之前气候偏冷,之后趋于变暖.其中,年均气温变化幅度最小,冷季变化幅度最大.(3)冷、暖季和全年均存在较为复杂的周期性变化,其中,年平均气温在整个时间序列上存在4a和15a的周期,以15a最为显著;冷、暖季平均气温在短时间尺度上周期性不显著,主要为17a和27a的长时间尺度周期,以17a的变化周期最显著.(4)青海湖流域冷、暖季气温和年平均气温经检验均发生了突变,其中,年平均气温发生于90年代前期,冷、暖季均发生于90年代中期,且均于90年代末进入显著增温阶段.     

一次历史罕见的大暴雨天气过程诊断分析

利用天气环流形势和各种物理量场特征,分析了2012年7月21日忻州市出现的历史罕见区域性暴雨及大暴雨天气过程。结果表明,此次暴雨及大暴雨天气过程形成原因：一是500hPa图上,蒙古国以北庞大冷低压东南下,促使5840gpm线南退,冷暖空气交汇,加之前期584线在河、保、偏一带盘踞,给这里带来高温、高湿、高能;二是500hPa、700hPa、850hPa在忻州市上游一带有西南风急流存在;三是从强降水时段的涡度场、散度场、垂直速度场等物理量场看出,忻州市西北部为辐合区,这些参数和降水量大小分布区吻合较好。     

云南春夏连旱气候变化趋势及致灾成因分析

通过构建能同时考虑全省受旱范围(面积)和不同等级干旱强度的区域干旱指数,用异常指数划分出云南中、重和特旱年份,利用NCEP/NCAR再分析资料,采用morlet小波研究了云南春夏连旱强度指数的变化趋势,并对比分析了云南春夏连旱重灾年与多年平均200hPa与500hPa环流场的差异.结果表明:云南春夏连续致灾干旱的平均出现频率是:特旱20a一遇,重旱以上10a一遇,中旱以上5a一遇;目前云南可能处于这样的历史位置,要么是不出现春夏连旱,如果出现,则将是特旱灾害;500hPa高纬度为纬向环流控制,青藏高压明显偏弱,孟加拉湾低槽没有出现或明显偏弱,20°N以南地区为正距平区控制,无冷暖气流在云南交汇,200hPa青藏高原上为-50gpm的强负距平区,中南半岛北部处于-5gpm距平区,形不成中心在中南半岛北部的高层辐散、低层辐合上升的垂直环流,使云南不能出现解除干旱的有效降水天气过程,东西风季节转换较常年偏晚16d左右,导致了云南春夏连续致灾干旱的发生.     

1951—2015年信阳极端温度事件变化及其对全球变暖的响应

利用1951—2015年信阳市日最高和日最低气温资料,根据事件发生概率密度函数大于90%(或小于10%)的标,准定义了信阳市逐年的冷夜日数、暖夜日数、暖昼日数和冷昼日数.在此基础上,运用统计学方法分析了过去65年信阳市极端温度事件的变化特征及其对气候变化的敏感程度.结果表明:(1)1951—2015年信阳市年平均气温呈显著增暖趋势,变暖速率为2.0℃/100a;(2)过去65年信阳市冷夜日数以4.4d/10a的速率呈显著减少趋势(p<0.001),暖夜日数则以8.3d/10a速率显著增加(p<0.001),且其增加速率大于冷夜日数减少速率;暖昼日数以1981年为界呈先减少后增加的变化趋势,1951-1981年减少趋势为-11.6d/10a,1982-2015年增加趋势为13.7d/10a;过去65年冷昼日数年际变化不明显但年代震荡强烈;(3)信阳市极端温度事件对气候变化的响应程度呈不对称性.年均温每升高1℃,相当于冷夜日数和冷昼日数分别减少18.7d和12.5d,暖夜和暖昼日数分别增加26.9d和18.3d.在相同的气候背景下,暖夜日数对气候变化最为敏感,而冷昼日数对气候变化的敏感度最低.     

云南初春极端冷暖灾害事件的对比分析

利用云南1961～2009年2月的平均气温资料,采用异常指数对云南2008,2009年初春出现的极端低温雨雪冰冻和极端高温少雨干旱灾害事件做了空间分布、历史排位、冷暖异常趋势分析;利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了云南省2008年和2009年初春极端冷暖异常灾害事件天气成因.结果表明:2008年初春是近40年来的最冷年,2009年初春则是有气象记录以来的最暖年;云南初春东部平均气温从20世纪80年代以来有向暖异常演变的趋势,2000年以来,极端暖异常现象十分突出.北半球东亚中高纬500hPa高度距平场2008年2月呈"正负正"、2009年2月呈"负正负"的相反分布.乌山阻高异常偏强,冷空气活动频繁,南支槽异常偏强,导致2008年初春云南极端异常低温冰雪灾害;而乌山阻高偏弱,东亚大槽异常偏东,冷空气主体偏东,印度副高异常偏强,南支槽异常偏弱,导致云南2009年初春极端高温异常干旱灾害.     

一次强冷空气过程阻塞形势的诊断分析

对1998年3月中旬一次高空阻塞形势下强冷空气过程进行了诊断分析,着重讨论强冷空气爆发前后地面反气旋活动与高空阻塞形势调整的关系。研究结果表明,强冷空气的爆发与乌拉尔地区阻塞形势的调整(阻塞高压的崩溃和重建)紧密相关。对流层下部的温度平流分析表明,阻塞形势的调整是由于阻塞高压上游西北方有冷空气侵入导致了阻塞高压的崩溃,而上游来自西南方向的强暖流则导致高压脊迅速发展,使阻塞高压重新建立。另外,700hPa垂直速度分布表明,冷空气的酝酿和爆发与次级环流由反环流转变为正环流相联系。