20世纪70年代末前后北半球冬季对流层遥相关的时空演变研究

应用NOAA提供的1950～2008年月平均500hPa高度场再分析资料、海表温度、太平洋年代际振荡(PDO)指数和大西洋三极模(ATM)指数,研究了20世纪70年代末前后北半球冬季对流层遥相关的时空演变规律。相关分析、Mann-Kendall分析和凝聚小波分析的结果表明,20世纪70年代末以来,太平洋—北美(PNA)型、欧亚(EUP)型、西太平洋(WP)型和西大西洋(WA)型四种遥相关空间分布和时间演变产生较为显著的变化。空间分布的变化既体现在遥相关正、负异常中心的强度上,也体现在正、负异常的范围上;时间演变方面的变化则体现在PNA和WP遥相关指数具有上升趋势,EUP和WA遥相关指数具有一定下降趋势。20世纪70年代末以来,影响北半球冬季5种遥相关型的海温关键区均有所改变。其中,各大洋上影响EUP遥相关型的海温关键区面积显著缩小,影响WA遥相关型的太平洋海温关键区面积显著缩小,影响EA遥相关型海温关键区在北大西洋中南部改变明显;在16年以上时间尺度上,PDO变化是造成北半球冬季PNA、EUP、WP三种遥相关型变化的主要原因;ATM变化是造成北半球冬季WA和EA两种遥相关型变化的主要原因。

2000年后中国北方东部地区夏季极端降水减少及水汽输送特征

本文研究了1961~2016年中国北方东部地区夏季极端降水日数和极端降水贡献率的年代际变化特征,并进一步分析了该地区极端降水和普通降水的大气环流和水汽输送的差异。主要的研究结果表明:1961~2016年中国北方东部地区夏季极端降水日数和极端降水贡献率在2000年前后发生显著年代际变化,2000年后夏季极端降水天数和极端降水贡献率显著减少。与1984~1999年相比,2000~2016年在对流层高层从欧洲大陆、中亚到东北—蒙古地区,位势高度异常呈现出'正—负—正'的大气波列,从而造成北方东部地区上空为正压的位势高度正异常控制,伴随着下沉运动,大气层结趋于稳定,这些环流条件不利于极端降水发生。2000年后负位相的太平洋年代际振荡(PDO)和正位相的北大西洋多年代际振荡(AMO)共同加强了北方东部地区上空的正位势高度异常。进一步研究表明,极端降水与普通降水的水汽输送和收支以及关键的局地大气系统存在着显著差异,较普通降水而言,极端降水在南北向水汽输送和收支上更强;北方东部地区低空为较强的闭合低压控制,并不断受到高层高位涡空气下传的影响。

热带大气对流耦合波动的小波分析

利用NOAA逐日向外长波辐射(OLR)资料和小波分析方法对热带大气中主要对流耦合波动的时空分布特征进行了研究.结果表明,小波分析能有效地辨析出1992年热带大气对流耦合MJO、Kelvin波、ER波、TD波、WMRG波和EMRG波及其活动特征.其中,MJO和ER波的传播速度最慢,Kelvin波和TD波次之,MRG波最快;印度洋至西太平洋的MJO和TD波、日界线附近的Kelvin波、西太平洋附近的ER波、日界线附近以东的MRG波振幅最大;在北半球冬春季的MJO、春夏季的Kelvin波、秋季的ER波、夏季的TD波活跃;WMRG波在北半球秋季比较活跃;EMRG波则全年均会出现.这些时空分布特征很好地与有关理论研究结果相吻合,时频域中的小波分析是另一种揭示热带对流耦合波动演变规律的有效方法.

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.