MJO背景下云南省3次台风强对流天气对比分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料及MJO等资料对台风韦森特、威马逊和天鸽影响下云南省出现的强对流天气过程进行对比分析.研究表明:台风登陆前后但尚未进入影响云南的关键区之前,强对流天气因台风登陆位置和强度、MJO位相、MJO强弱、前期地面热力条件等不同而不同.台风在西行过程中,当MJO位于第2～6位相且表现为强MJO时(威马逊和天鸽),有利于云南区域强对流天气的发生发展;台风天鸽MJO位于第2位相(干窗口),其爆发性增强配合前期较有利的地面热量等不稳定条件更有利于触发云南强对流天气;MJO位于第4～6位相(湿窗口)时云南降水更突出.     

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.     

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.     

Madden-Julian 振荡对中国东南部冬季降水的调制

研究Madden-Julian 振荡(MJO)对于中国东南部地区冬季降水的调制, 分析了可能的遥相关机制。通过对中国气象局发布的站点观测降水资料的合成分析, 发现MJO 对于中国东南部冬季降水有显著的影响: 在MJO的前4个相位, 降水存在正异常(湿); 在MJO的后4个相位, 降水存在负异常(干) 。对水汽收支的诊断结果表明, 经向风异常造成的水汽通量异常, 是造成降水正负异常的主要原因。通过对500 hPa位势高度异常场和风场的分析, 以及对经向风异常 EOF 分析表明, MJO 通过激发PNA 型而影响到经向风场, 异常风场具有和 MJO 相关的变化模态, 即: EOF1落后EOF2 1/4 周期, PC1 领先 PC2 1/4 周期。这种径向风的异常最终导致了中国东南部地区冬季降水的异常。     

ENSO事件对云南夏季降水的影响及其中印度季风环流的作用

通过对ENSO冷暖事件的调查,统计出ENSO事件发生的年月和强度.然后统计出云南全省和几个对热带海洋较为敏感的区域夏季降水的异常年份,与ENSO事件发生的情况进行对比分析,用以研究云南省夏季降水对ENSO事件的响应.发现只有初夏5月云南降水对ENSO有很好的响应.最后通过分析WY季风指数,发现印度夏季风环流的变化干扰了ENSO事件对云南降水的影响,并且成为影响夏季6~8月云南降水的主要影响因素.     

热带海温对纵向岭谷区5月降水年际变化的影响研究

 利用主成分分析和典型相关分析方法,研究了纵向岭谷区76个站点5月份降水场与其前期(12~4月)和同期(5月份)热带海温距平场之间的相关关系.其中,资料选用了1961~2001年共41 a的数据资料.研究结果表明,纵向岭谷区5月降水与热带海温距平场以同期相关为最好,而前期热带海温距平场除12月、3月和4月外,其它月份即1月、2月均有很好的相关.通过对热带海温距平场及降水场典型特征向量的分布作分析,太平洋暖池区热带海温与纵向岭谷区5月降水有正相关关系,赤道东太平洋海温与纵向岭谷区5月降水有负相关关系.当太平洋Walker环流增强时,纵向岭谷区5月降水增多;当Walker环流减弱时,纵向岭谷区5月降水减少.     

楚雄州5月降水时空分布及其与热带太平洋海温的关系

利用楚雄州10个测站1960～2007年5月降水量观测资料以及NCEP提供的同期逐月海温资料,分析了楚雄州5月降水的时空变化特征,并研究了其与热带太平洋海温的响应关系.结果发现:楚雄州的5月降水量存在明显的年际及年代际变化特征,并且各个站点的变化趋势十分一致.对楚雄州5月降水的小波分析发现,楚雄州5月降水与热带太平洋的ENSO信号关系密切,存在3～7 a的变化周期.超前相关分析进一步发现,热带太平洋对楚雄州5月降水影响的关键区分布呈现稳定的La Nin珘a型.通过随机实验的方法,利用Nin珘o 3.4区海温异常指数,建立了楚雄州5月降水的预报方程,并进行了独立样本检验,其中独立样本检验的距平同号率也达到了72%.可见,热带太平洋Nino3.4区SSTA的变化对楚雄州5月降水预报具有一定预报意义.     

云南5月雨量与全球海温的关系分析研究

 通过对海温与云南全省、云南东部和云南西部5月雨量的相关分析发现:海温对云南5月降水在时空上有很好的相关.5月降水与头年11月和同期太平洋海表温度存在有相同的‘-+-+’的相关分布型.印度洋北部对云南东部的影响更显著,而大西洋北部对西部的影响更显著.西部5月雨量与海表温度的相关总体不如东部的好,西部与东部最大的差异是在热带太平洋上.通过头年1月南大西洋海温可对来年云南5月降水进行预测.     

热带印度洋-太平洋夏季OLR变化的时空特征及其与我国夏季降水的关系

利用美国NOAA卫星观测1979-2007年OLR(Outing Longwave Radiation)资料和中国气象局国家气候中心的我国160站月降水资料,分析了热带印度洋-太平洋地区(22.5°S-22.5°N,40°E-80°W)OLR的时空变化特征及和我国夏季降水的关系。结果表明:近29年来热带太平洋南部地区OLR值有增加趋势,而热带印度洋和热带太平洋北部呈减少趋势。EOF分析表明热带印度洋一太平洋地区夏季OLR场具有东西反位相和南北反位相的变化特点,小波分析表明,这种变化主要存在着准5 a和准12 a左右的周期振荡。SVD分析表明,热带印度洋-太平洋夏季OLR场与我国夏季降水密切相关。     

对云南2011年冬季降水的延伸期天气预测试验

 在前期对MJO研究基础上于2011年11月8日根据MJO的活动情况及发展趋势,作出"云南延伸期天气预测第3次试验(11月12日—12月15日)".通过对天气形势及云南省天气实况的具体对比分析,就该实验进行了认真检验:在干窗口期云南日降水距平百分率几乎维持在-100%,基本无有效降水,与试验结论1基本一致;在湿窗口期有2次合适的环流形势引导赤道地区的水汽进入云南,分别造成云南南部及云南东部的降水和雨雪天气过程,与试验结论2和3一致;在干窗口后期滇中以南、以东地区出现一次小雨降水过程,预报试验对MJO的传播速度估计偏慢;本次在西南地区极端干旱背景下的延伸期预测实验是成功的,为云南省气象台提高冬季延伸期干湿预报和雨雪天气预报的水平提供了实用的理论依据,对提前准备人工降雨等工作以缓解西南地区的旱情有很好的贡献.     

云南年降水多周期叠加与连续特大气象干旱关系及趋势预估研究

选用Morlet连续复小波变换(cmor)分析1959—2012年云南全省125个气象站的逐年站平均降水时间序列的多时间尺度周期分布特征,解析云南2009年以来降水异常特少导致连续特大干旱的成因,用各主周期的小波系数实部数据建立虚拟变量回归模型,模拟年降水距平的时间演变,预估未来5 a逐年降水趋势.结果表明:云南年降水存在明显的26、16~17、9~10、4 a 4个时间尺度不同的振荡主周期; 其中26 a周期最为明显,且最持续稳定,次明显的是9~10 a周期,也有持续稳定的特点;1992年前、后的振荡主周期差异明显;自2009年以来,4个不同时间尺度的主周期均进入或处于谷期,4个主周期谷底效应的叠加,是云南降水连续4 a异常偏少导致连续特大干旱的重要成因之一;云南的降水偏少时段可能在2014—2015年结束,以持续年降水异常偏少为特征的云南连续特大气象干旱也将可能随之结束.     

影响云南的孟加拉湾风暴TBB特征分析

统计19952010年东北方向登陆影响云南省的孟加拉湾风暴,根据降水强度及降水落区,将10个个例分为区域性降水、全省性降水来加以研究.对孟加拉湾区域(80～100E)云顶亮温资料(TBB)进行纬向平均,通过分析云顶亮温的纬向平均时间演变图,发现TBB低值中心位置、强度与云南省降水有一定对应关系,对于区域性降水,当-30 ℃TBB低值中心在20~22N附近,滇西及滇西北降水为大雨局部暴雨;对于全省性降水,当-40 ℃TBB低值中心位于14~18N附近,-40 ℃线的南北纬向宽度大于4,另外20~30N区域的纬向TBB平均值低于-10 ℃,云南省降水以大雨局部暴雨为主.另外对于全省性降水,在降水产生前12~24 h的纬向TBB平均时间演变图中,若低值中心北侧的-30 ℃线的纬度为XN,云南省的强降水区域位于(X+5)N以南地区.     

山脉地形对云南冷锋切变型强降水的影响

利用多种资料对2014年6月2829日云南省冷锋切变型强降水进行诊断分析,并利用WRF中尺度模式,对此次过程进行地形敏感性数值试验.结果表明去除山脉地形后,全省区域降水量明显减弱,大雨、暴雨的落区急剧缩减;降水量的变化差异主要由降水强度的变化引起.山脉对低层冷空气的引导和阻挡作用最为显著,四川东部到贵州一带的东北气流经乌蒙山加速进入到滇中地区,受哀牢山、无量山和横断山脉的阻挡,与青藏高原东南侧沿横断山脉南下的冷平流汇合,在滇中及以东、以北地区盘踞;夏季来自南海的东南气流及来自孟加拉湾的偏西气流均具有高温高湿性质,在山脉的引导和阻挡作用下,与南下受阻的冷空气交汇,形成锋面降水;山脉的强迫抬升机制迫使其周边出现显著的垂直上升运动,强度约0.4~0.7m/s;在山谷相间的区域,特别是山脉的迎风坡处,水汽通量辐合,其增量可达(0.02~0.07)10-6gs-1cm-2hPa-1,有利于当地大雨、暴雨的发生.     

干侵入在云南一次全省性暴雨中的触发作用

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对2013年8月2425日发生在云南的强降水事件进行诊断分析.结果表明热带低压西行过程中来自中高层的干冷空气侵入造成了大范围强降水的发生.稳定而持续的水汽输送和水汽辐合是暴雨形成的重要因素,高层冷空气南下并向低层渗透造成的对流抬升又使得对流加强,利于暴雨的产生.冷空气与偏东急流长时间交汇于滇东北,造成滇东北暴雨维持时段较长;而滇西南干舌与热带低压交汇时段和区域正好对应着暴雨时段.干舌前侧与暴雨落区有较好相关性,暴雨发生在干空气与湿空气交界处,暴雨区与MPV异常值对应关系较好.     

2007年冬季西伯利亚高压季节内变化对云南气温的影响

应用NCEP/NCAR再分析资料中风场、温度场、气压场和位势高度场资料,以及云南96个站点的气温资料,分析2007年冬季西伯利亚高压的季节内变化特征,及对云南2007年冬季气温的影响.结果表明:2007年冬季云南平均气温和西伯利亚高压均具有显著的10～20 d和30～60 d振荡特征.冬季的4次强降温过程主要受云南平均气温10～20 d振荡的控制,而其30～60 d振荡则是提供大的背景场.2007年冬季,云南平均气温与西伯利亚高压存在超过95%显著性检验的滞后负相关关系,其中滞后18 d左右时负相关值最大.分析4次强降温过程前期的大气环流背景可知,当西伯利亚高压30～60 d振荡处于负位相时,大气10～20 d振荡环流表现出西伯利亚高压发展、盛期、南压和减弱4个时期,后期云南的降温受高压盛期和南压的影响大;而当西伯利亚高压处于30～60 d振荡的正位相时,大气10～20 d振荡环流特征表现为阻塞高压持续维持、冷空气持续向南传播的特征,导致后期云南降温持续时间久,降温幅度大.可见,影响云南地区冷空气的强弱不仅与西伯利亚高压30～60 d振荡有关,与10～20 d振荡也有直接的关系.     

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.     

云南省近44年日照时数时空变化及其影响因素分析

利用云南省28个气象站1969—2012年逐月日照时数、风速、气温和降水资料,采用气候倾向率、趋势线法和Kriging空间插值法,分析了该省日照时数时空变化及其影响因素.结果表明:① 近44年,云南年日照时数整体呈波动减少趋势,减少速率为14.95 h/10a;②年日照时数空间分布大体表现为一高两低:以华坪为单峰中心的西南高值区,以屏边为中心的东部边缘低值区,和以贡山为中心的西北低值区,即自南向北呈纬向增大型分布;③年日照时数空间变化差异明显,以大理—景东—元江—江城为界,以西呈明显增加趋势,以东的滇西北—滇中—滇东南地区呈减少趋势,即自西向东呈经向减少型分布;④四季日照时数变化趋势与年日照变化趋势基本一致(减少),但秋季较为特殊,呈上升趋势(4.15 h/10a);⑤四季日照时数空间变化特征主要表现为,滇西南和滇东北南部地区增多,其他各地减少;⑥云南省年日照时数与平均风速、气温和降水量均有一定的相关性.其中,降水量对年日照时数的影响最为密切,风速与日照时数变化的相关性最弱.     

气候变化对云南省水资源影响研究进展综述

全球变暖为主要特征的气候变化已给全球水资源造成了巨大影响,气候变化对水资源的影响受到了国内外专家学者和各级领导的高度重视.简单回顾了国内外相关研究进展历程,着重论述了云南省观测到的气候变化事实,及气候变化对云南省河川径流量、河流泥沙、冰川和极端水文事件的影响,通过研究进展的综述,指出目前气候变化对云南省水资源研究中存在的问题,提出未来的研究方向,为气候变化下水资源适应性管理策略研究奠定基础.     

云南两高辐合背景下低涡强降水过程对比分析

基于气象观测和欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析资料（ERA5）,选取2018—2020年发生在云南的3次两高压辐合区（以下简称两高辐合）背景下低涡连续性强降水过程进行对比分析,探究其环流形势、动热力因子及水汽辐合的相似性和差异性.结果显示：(1)夏半年西太平洋副热带高压（以下简称西太副高）西伸时,云南常受两高辐合影响,当辐合区中有低涡生成,易发生连续性强降水,且强降水落区并不完全分布在整个狭长的两高辐合区内.(2)两高辐合区低涡降水具有相似的雨带分布和移动特征,但雨带的集中程度、分布范围、小时雨强和总雨量存在差异.强降水开始时,落区偏东,随着西太副高西伸及东北引导气流的引导,低涡向南向西移动,强降水落区也随之向南向西移动.低涡在某一地区徘徊导致降水集中在该区域,且西太副高西伸较强时,两高辐合形势更强,低涡降水大雨及以上量级雨带也更窄.(3)低涡造成的降水主要分布在低涡中心及低涡切变附近,且降水发生在低层暖湿的环境中,低层及中高层有冷空气侵入时,小时雨强的极端性更强,降水落区也相对偏北.两高辐合区低涡降水落区与水汽辐合区对应较好,水汽辐合强度较弱时,对应的总降水量较小.     

云南近50年极端气温及降水事件变化特征与区域气候变暖的关系

利用19612008年云南125个观测站的逐日观测资料,采用百分位值法定义了云南极端气温、降水事件阈值,分析了极端条件下的高温、低温和强降水的分布特征、气候变化趋势及其与区域气候变暖的关系.结果表明,云南极端高温阈值大于36℃的中心分别在低海拔的金沙江河谷、红河河谷及昭通和西双版纳的部分河谷地区.全省大部分地区极端高温频数具有明显的年代际变化特征.极端低温阈值小于-10℃的低值中心则集中位于迪庆州北部.大部分地区极端低温频数呈明显减少趋势.极端强降水阈值超过40mm的大值中心有3个,分别位于玉溪南部红河南部、普洱南部和曲靖南部.年平均气温与极端高温频数为正相关关系,与极端低温频数为显著的负相关关系,与极端强降水频数的相关关系不明显.