用正交小波分析近百年来中国降水气候变化

从小波函数本身所具有的特点出发 ,针对小波基函数的选择等问题 ,从理论分析、方法比较以及实例计算等几方面对正交小波和非正交小波进行比较研究 ,并在此基础上用正交小波对中国 1 7个站点近百年的年降水量序列进行分析。得到如下的结果 :在对降水序列进行多尺度分析时 ,正交小波分解出的各个时间层次上的信号之间是相互正交 ,没有信息冗余。近百年中国降水的变化趋势在不同时间尺度上有不同的变化 ,且各地之间的显著尺度也不同。具有显著的小于 3 5年、 3 5～ 7年、 7～ 1

太平洋海温变化对我国降水可预报性影响的分析

通过讨论我国160个测站的月降水与太平洋海温的关系,研究了太平洋海温对我国月降水可预报性影响的时空分布特征,探讨了利用太平洋海表面温度作我国月降水中长期预报的可行性和局限性。结果表明,海温对月降水的影响存在明显的时空分布特征:从时间上看,利用海温作降水预报在4月和11月全国平均效果较好;从空间上看,海温对降水的影响存在遥相关关系,其贡献在西北地区大于东部地区。

云南省5月份雨量的天气气候成因探讨

该又探讨了影响云南５月雨量的大气环流背景、天气气候成因，指出大气环流季节性转换、ＩＴＣＺ、南亚高压、西太平洋副高等是大气环流背景；夏季风和西风槽相互作用、北方冷空气与南方。暖湿气流相互作用是天气气候成因，以此为预报思路，得出一个云南５月雨垦长期预报模式。

近50年来夏季西风指数变化与中国夏季降水的关系

使用1951~2002年夏季500 hPa高度月平均格点资料,运用多变量方差分析的方法,找到夏季不同雨带类型对应的西风指数变化关键区,再对关键区西风指数与夏季160个站的降水进行相关分析,找到降水显著高相关区。最后,采用NCEP/NCAR月平均再分析资料,通过合成风场检验的方法,找到高低西风指数年对应的风场显著差异区以及不同雨带类型对应的风场显著差异区,对高低西风指数和正常年西风指数各自对应的环流场以及三种类型雨带对应的环流场进行比较。研究发现,夏季西风指数差异最大的关键区在(35°N^55°N,110°E^140°E)。在关键区内,I类雨带对应高指数环流,II类雨带对应多年平均环流形式,III类雨带对应低指数环流。而降水场上的高相关区在长江和江南一带,为负相关。高低指数年的u、v风场显著性关键区和I、III类雨带的u、v风场的显著性关键区基本相同,经度在100°E^130°E,纬度分别位于35°N^55°N(A关键区)和25°N^30°N(B关键区)。高指数年对应I类雨带,在关键区A南风加强,在关键区B东风加强。低指数年对应III类雨带,在关键区A东北风加强,在关键区B西风加强。而多年平均环流形式对应II类雨带,A、B两个关键区主要是西风控制。归结原因是由于西风带的南进北退导致冷空气南下北上的路径、强度发生变化,从而影响夏季雨带的分布。

近51年500 hPa上北极涛动的时空变化特征分析

对1951-2001年北半球500 hPa高度场月、季及年平均资料分别进行EOF分析.并对EOF分析得到的第一特征向量时间系数进行功率谱分析.结果发现:北极涛动是近51年北半球500 hPa高度场异常的第一特征,方差贡献率在10%～20%之间;极区中心具有明显的偏心结构,范围冬、春季大而向高纬伸展;夏、秋季小且向极区收缩.中高纬冬季中心区范围比夏季大且系统比较集中;极地到格陵兰岛附近、西南欧洲到地中海地区、贝加尔湖到日本海以及北美洲东南部地区是500 hPa高度场上环流异常的主要发生地区;北极涛动正位相时期,冬季在20世纪90年代,春季在70年代中期以前,夏季在60,70年代,秋季在80年代中后期到90年代前期;北极涛动负位相时期,冬季在50年代,春季在70年代中期以后,夏季在50,90年代,秋季在90年代后半期.另外,只有1998年相对来说为全年各月北极涛动强年,说明1998年是近51年来气候最异常的一年.

中国近百年雨量与大气环流因子的关系

研究了近百年南方涛动年指数、北半球西风带大气环流Ｗ．Ｃ．Ｅ环流型年频数对中国大范围年降水量及旱涝的影响，探讨了大气环流因子影响的空间分布变化规律及影响的复杂性、非线性及南北环流不同配置多因子相互作用造成的综合影响特征，发现：（１）ＳＯＩ、Ｗ．Ｃ．Ｅ环流因子对中国降雨的影响不是局地的，而是大范围普遍存在的，只不过对越靠近海洋的地方影响越显著；（２）并不是单个环流因子的变化就可完全解释清楚雨量的变化，多个环流因子复杂非线性相互作用，南北环流因子的不同配置结果对雨量产生的综合影响要重要得多。（３）环流因子对雨量的影响不是线性关系，而是复杂的非线性关系。

热带海温变化对云南初夏干湿转换季节雨量的影响

通过相关分析、诊断分析以及数值模拟试验来研究热带海温异常对云南初夏干湿转换季节雨量变化的影响,研究表明前期热带海温异常对云南初夏干湿转换季节雨量有明显的影响,海温与雨量的显著相关区与Walker环流的上升下沉支相对应。提前的时间尺度越长,海温所提供的可预报信息越少;时间尺度越短,提供的可预报信息越大。诊断分析及数值模拟研究还表明在赤道中东太平洋的暖位相期,孟加拉湾地区的季风低压和初夏索马里附近的越赤道气流及印度洋西南季风减弱,反之则加强。海温变化通过海气相互作用影响到季风活动,从而对云南初夏干湿转换季节雨量产生影响。

前期大气环流和海温变化对云南汛期雨量的影响

分析了云南汛期6～8月雨量与前期1～5月北半球200、500、850 hPa高度场和海温场(40°S～40°N,30°E～70°W)的相关关系,得到两个相关场中显著相关区的时空分布特征、尺度范围和相关场的波列结构.并进一步分析了与云南汛期雨量相关的环流系统的天气气候学意义,得到云南汛期雨量与前期高度场和海温场的遥相关关键区.分析结果表明:通过综合考虑高度场和海温场作为云南汛期雨量预报因子,使预报更具可靠的物理基础,并初步归纳出影响云南汛期雨量的物理概念模型.

前期中高纬大气环流异常与我国汛期雨带类型关系的研究

使用国家气候中心提供的1951~2002年北半球500 hPa高度上的月平均格点资料,对前期(1~5月)中高纬大气环流的异常与中国汛期雨带类型分布的关系进行了研究。结果表明,冬季(1~2月)500 hPa环流的时空演变与中国汛期雨带类型分布有明显的相关,春季(3~5月)是转换季节,与雨带类型分布的关系不如冬季密切。尽管不同的雨带类型对应不同的高度距平合成场,但各雨型的高度距平之间只存在三个显著性差异区,且各雨带类型的西风指数显著性差异区与同期高度距平合成场的显著性差异区的经度范围一致。1、2月第一与第二显著性关键区分别位于150°E^170°E和100°W^80°W,第三个显著性关键区出现在80°W^45°W的大西洋上。关键区内西风指数相对平均西风指数较高(低)时,高度场上对应负(正)距平,说明西风指数与中国汛期雨带类型的分布也存在密切关系。因此,前期中高纬西风带大气环流的异常变化与中国汛期降水的关系可为预报我国夏季大范围旱涝的分布提供一些新的线索和信号。

昆明近300年的旱涝变化规律

应用昆明近３００年历史旱涝指数和近百年降雨观测资料，研究了旱涝历史气候演变、气候周期变化和年际变化的规律，探讨了厄尔尼诺、太阳黑子、大气环流因子对旱涝气候变化的影响。主要结果有：（１）昆明旱涝气候变化主要存在４０年和１１年的周期，４０年变化周期受厄尔尼诺变化周期影响，１１年变化周期受太阳黑子变化周期影响，厄尔尼诺和太阳黑子的周期变化是昆明旱涝周期变化的两大影响因子。（２）昆明降雨年际变化与大气环流因子存在很大的关系，其中南方涛动和西风带Ｗ．Ｃ．Ｅ型环流型不同配置产生的综合影响是昆明降雨年际变化的主要天气气候成因。

大气环流变化对云南5月雨量的影响及其预报

本文分析了云南５月份降水与前期１—３月北半球１００，５００ｈＰａ高度场的关系，研究了影响云南５月份旱涝的大气环流系统及主要大气活动中心，探讨了遥相关场的波列结构。

冬季太平洋海温变化对中国5月降水的影响

本文采用EOF—CCA方法研究了12—2月份北太平洋海温场与中国5月降水指数之间的相关关系。研究结果表明,12月海温与中国5月降水有较好的相关关系。赤道东太平洋和日本以东洋面的海温与中国东部地区的降水正相关,与中国华南、云南和西部地区的降水负相关。相反,东北太平洋、菲律宾以东洋面和墨西哥以西洋面的海温与中国东部地区的降水负相关,与中国华南、云南和西部地区的降水正相关。上述5个海区的太平洋前期海温对中国5月降水有影响的海温关键区。前期海温异常将影响到5月中高纬度的西风带波动和低纬西太平洋副热带高压的强度、位置。

近百年中国汛期雨带类型气侯变化

利用近百年中国夏季雨带类型资料,统计得其10年际变化趋势,并用马尔科夫概型分析的方法计算年际各状态间的转移概率及其优势成分、各状态间的可置换性和持续性,探讨了近百年雨带类型的气侯变化规律及成因。

500hPa高度场上两极和赤道位势高度气候演变规律的研究

本文运用近50 a来500 hPa层次上南极、赤道和北极位势高度以及南北半球西风指数的资料,分析了它们的时间演变规律及其相互间的关系.结果表明,南极位势高度显著下降;赤道位势高度显著上升.南极、赤道和北极位势高度都存在着显著的年际、年代际变化特征.总体上,南极位势高度与赤道位势高度有极其显著的负相关关系,北极与赤道的位势高度之间以及两极位势高度之间相关关系不显著;在共振的特定频率中,北极位势高度振荡落后于南极位势高度,赤道位势高度振荡又落后于两极位势高度振荡,气候变化最先开始的区域为南极地区.进一步分析表明,伴随着以上三个区域的位势高度趋势变化及其周期振荡,必然引起高空西风的增强与周期振荡.研究表明,南北两半球西风指数都存在显著的上升趋势,且存在显著的年代际变化特征.其中,南半球西风指数上升幅度较北半球大,其振荡落后于南极位势高度.

热带太平洋和印度洋海温年际变化的均方差分析

运用1951～1997年热带（20°N～20°S,50°E～80°W）海温（SST）资料求出其各月的均方差,结果表明:太平洋海温变化相对印度洋海温变化要明显,特别是赤道中东太平洋附近 （165～90°W,6°N～6°S）的海温变化比较显著,其海温的变化范围在2～4°C左右,3～4月份海温年际变化小,11～12月海温年际变化大;“暖池”附近洋面海温年际变化也小。而印度洋海域的海温变化范围在1～2°C左右,在印度洋南半球洋面海温变化比北半球洋面海温变化相对较大。同时,根据上述海温变化特征确定了几个海温年际变化最大的关键区。

CCA与SVD分析方法比较研究

文中从理论分析、方法比较以及实例计算几方面 ,对目前气象资料处理分析中常用的CCA与SVD分析方法进行了比较 ,结果表明 :(1)对同样的变量组X ,Y分别用CCA和SVD方法进行相关分析 ,得到了完全不同的分析结果 ,CCA所得到的相关就是原始变量组X ,Y之间的相关 ;SVD所得到的相关是组合变量L ,M间的相关而不是原始变量组X ,Y之间的相关。理论分析和实例计算都表明 ,两种方法分析得到的最大相关有非常显著的差别 ,CCA明显比SVD要大得多 ,且CCA收敛快而SVD收敛慢。所以SVD不能有效地提取两组变量或两个变量场之间相关关系的主要特征 ,只有CCA才能最大限度地提取它们之间相关关系的主要特征。 (2 )CCA所得出的两变量组的变量是独立正交变量 ,所以通过分析CCA组合变量间的相关来表示原变量组间的相关关系是有意义的。而SVD所得到的两变量组的变量不具有独立性和正交性 ,信息提供重复 ,存在共线性 ,所以通过分析SVD组合变量来表示两变量组的相关关系没有CCA方法有意义。(3 )CCA是在考虑了各个变量场自身变化的情况下来分解两个变量场间的相关关系 ;而SVD是在没有考虑各个变量场自身变化的情况下来分解两个变量场间的协方差关系。很显然 ,CCA比SVD更全面、更完整和更准确。 (4)凡用SVD方法分析得到的结论 ,由于总可?

前期高度场和海温场变化对我国汛期降水的影响

利用 1 95 2～ 2 0 0 1年我国 1 60个测站汛期降水和前期 5 0 0hPa高度场和太平洋海温场资料以及三因子最佳子集回归求最大复相关系数的方法 ,把前期不同时间步长、不同时段的高度场和海温场同时作为预报因子与汛期降水求相关。结果发现 :前期两个场共同作为预报因子比把其中某场单独作为预报因子的相关要好。并且存在着较好的“隔多季度相关”现象。预报因子具有实际预报意义的最佳时段为上一年的 6～ 9月。影响我国汛期降水的最佳预报因子主要集中于高度场和海温场具有重要天气气候意义的关键区域。汛期降水可预报性在北方和长江以南均较好。

用500hPa月高度场作月降水预报所提供的可预报性时空分布

研究了用前期2～4个月500 hPa高度场预报后期我国160个测站月降水量所提供的可预报性时空分布特征,结果表明: 从空间分布上看,可预报性存在着西北高东南低的空间分布特点.从时间变化上看,4、5、6月降水的可预报性没有8、9、11、12、1月降水的可预报性好.同时,探讨了影响这种时空分布变化的可能原因,指出将500 hPa高度场作为对我国降水进行月长期预报的唯一因子,会受到时间和空间上的种种限制,为了提高预报效果,还需要考虑海洋等其它预报因子.

降雨年际气候变化的非线性动力统计模拟预测

文中应用非线性动力统计方法来模拟降水年际气候变化。经过对中国４２ 个测点近百年降雨变化的模拟预测检验，取得了较好的效果，并得出了一些有意义的结论。关键词：非线性，动力统计，模拟预测。

中国春末5月区域降水和北半球500hPa高度场典型相关分析

利用典型相关理论,研究了中国15个区春末5月降水指数与其前期(1～4月)和同期北半球500 hPa高度场之间的相关关系。研究结果表明:我国5月降水和前期及同期500 hPa环流场的相关性以前期1月和同期5月的最好。前期500 hPa环流场对我国5月降水的影响具有明显的全球性,而同期的高相关区主要出现在上游的欧亚地区。此外,前期不同的大气环流运动变化形式对5月降水有不同的影响,即对于时间相隔较长的1～2月,中高纬度超长波的发展变化是主要的影响因子,对于相邻4月和同期5月更主要是不同类型遥相关的变化,如前期4月的西太平洋型(WP)和西大西洋型(WA)对我国5月黄河中上游地区的降水有着相当的影响。另外还发现,5月降水和1～5月高度场相关的典型特征向量分布在东部地区由南向北呈正负相间的波列结构,在全国范围内的东西方向上,相关区也是正负交替出现。