季风区环流季节变化及其在El Nino年的异常

该文用ＥＯＦ分析方法研究了１９８１～１９８３年５～９月印度洋、西太平洋季风区环流的季节变化及其年际异常。所得第１特征向量是季风分量。其１９８３年的时间系数曲线与１９８１、１９８２年的差异表明，ＥｌＮｉｎｏ年夏季风环流弱，且其向北半球夏季型的转变期较正常年推迟。在西太平洋地区它表现为副高北进的滞后，用ＩＡＰＧＣＭ作的一个相应的数值试验证实了上述结果的正确。

不同PDO位相下El Nino发展年和La Nina年东亚夏季风的季节内变化

基于1957~2017年观测和再分析资料,合成分析了北太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation,PDO)不同位相下El Ni?o发展年和La Nina年东亚夏季风的环流、降水特征及季节内变化。结果表明,PDO正、负位相作为背景场,分别对El Ni?o发展年、La Nina年东亚夏季风及夏季降水具有加强作用。PDO正位相一方面可增强El Ni?o发展年夏季热带中东太平洋暖海温异常信号,另一方面通过冷海温状态加强中高纬东亚大陆与西北太平洋的环流异常,从而在一定程度上增强了东亚夏季风环流的异常程度;反之,PDO负位相则增强了La Nina年热带海气相互作用以及中高纬环流(如东北亚反气旋)的异常。在季节内变化方面,El Ni?o发展年6月贝湖以东反气旋性环流为东亚地区带来稳定的北风异常,东北亚位势高度减弱;7月开始,环流形势发生调整,日本以东洋面出现气旋性异常,东亚大陆偏北风及位势高度负异常均得到加强;8月,随着东亚夏季风季节进程和El Ni?o发展,西太平洋出现气旋性环流异常,东亚副热带位势高度进一步降低,西北太平洋副热带高压(简称副高)明显东退。La Nina年6月异常较弱,主要环流差异自7月西北太平洋为大范围气旋性异常控制开始,东亚-太平洋遥相关型显著,副高于季节内始终偏弱偏东。上述两种情况下,均造成东亚地区夏季降水总体上偏少,尤其是中国北方降水显著偏少。

El Nino衰减年西北太平洋热带气旋活动特征的差异性

El Nino衰减年西北太平洋热带气旋(Tropical cyclone,TC)活动表现出多样性,给TC活动的气候预测带来挑战。采用美国联合台风预警中心的热带气旋最佳路径数据和欧洲中期预报中心提供的ERA-5再分析资料,对1970—2018年的El Nino衰减年7—10月的西北太平洋TC生成频数进行合成分析,发现其与气候态没有显著的差异,但在单个年份,存在着较大的正、负异常。为此,将El Nino衰减年分为TC生成频数偏少(负异常)和偏多(正异常)两种情形,对比两种情形的TC活动和大尺度环境要素特征。结果表明,TC生成频数偏少的情形,TC生成频数的异常减少主要发生在西北太平洋东部海域,即(15°~25°N,140°~150°E)和(5°~25°N,150°~170°E),与垂直风切变增大、对流层中层相对湿度和低层绝对涡度减少有关;TC生成频数偏多的情形,TC生成频数的异常增加主要发生在南海和菲律宾群岛附近,即(15°~25°N,110°~120°E)和(5°~25°N,120°~130°E),对流层中层相对湿度增加的贡献最大,其次是上升运动增强和绝对涡度增大;对比两种情形发现,TC生成频数偏多的情形,广东和福建沿岸的东南风异常引导气流有利于菲律宾群岛附近生成的TC登陆中国大陆。

2015/2016和1997/1998超强El Nio衰减年我国夏季降水异常的比较

El Nio可通过海—气相互作用遥相关型影响东亚季风,进而影响中国气候,是中国短期气候最重要的预测指标之一。典型的El Nio事件通常在春、夏季开始,在秋、冬季成熟,在下一年的春、夏季消退,考虑到海—气作用的滞后效应,El Nio事件甚至可以在消退时期对东亚大气环流系统造成影响。因此,利用中国160站的逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及美国NOAA提供的全球海温数据,对比分析了2015/2016年和1997/1998年典型El Nio衰减年我国夏季降水和东亚环流特征的差异,并讨论了造成差异的可能原因。结果表明:1)2016年和2008年夏季降水都大范围偏多,2016年夏季降水异常更为集中,但降水强度不及1998年。2)2016年降水的季节推进特征不明显。1998年6—8月的降水逐渐从南向北推进,与传统的季风降水演变进程较为一致。3)2016年和2008年我国夏季降水的差异与副热带高压的变化有直接的关系。1998年6—7月副热带高压较2016年同期偏西偏南,而2016年8月副热带高压更为偏西并明显比气候平均偏北。4)1997/1998年El Nio事件中的赤道西太平洋异常冷海温比较强盛,而2015/2016年基本表现为偏暖,可能是造成1998年6—7月副热带高压较2016年同期偏西偏南的原因。

El Ni?o发展年和La Ni?a年东亚夏季风季节内变化的比较

基于1979~2013年多种再分析资料,合成分析了El Ni?o发展年和La Ni?a年东亚夏季风的季节内变化。结果表明,东亚夏季风在两种情况下呈现出不同的季节内变化特征。在El Ni?o发展年,初夏期间高纬度地区出现偏北风异常,造成东亚地区位势高度场偏低,西太平洋副热带高压偏东,但均不显著。盛夏期间,El Ni?o强迫造成中太平洋对流增强,副热带西太平洋出现气旋异常,位势高度显著降低,副热带高压明显偏东。与此不同的是,La Ni?a年春季暖池海温偏高,造成夏季对流偏强,西太平洋地区位势高度场偏低,副热带高压减弱东退。此外,La Ni?a年东亚夏季风的季节内变化较为复杂,6月异常较弱,7月达到最强,8月又开始减弱。因此,虽然El Ni?o发展年和La Ni?a年夏季平均副高异常有一定的相似性,但季节内变化则有很大差异,其成因也完全不同。

厄尔尼诺次年广西前汛期降水量差异成因分析

利用1981年以来广西前汛期降水量、NCEP/NCAR再分析资料、英国Hadley中心海表面温度资料以及国家气候中心的大气环流指数、海温指数和积雪指数等资料,采用合成、相关计算方法,分析了厄尔尼诺次年广西前汛期降水量差异的成因。结果表明,厄尔尼诺次年广西前汛期降水偏多时,500hPa副热带高压更强更大更偏西,乌拉尔山高压脊偏强但东亚槽偏弱,西西伯利亚分裂西风槽东移,引导冷空气主要从西路、中路南下影响广西。外强迫因子中,NINO3.4、IOBW、青藏高原积雪面积和西太副高强度、脊线和西伸脊点正相关,NAT则为反相关;IOBW、SIOD对东亚槽强度作用相反,IOBW正位相有利于东亚槽偏弱,SIOD正值则东亚槽偏强;TIOD、SIOD负值有利于贝湖至巴湖高度值低,不断分裂西风槽东移南下。因而不同的海温关键区分布形态和高原积雪面积配置引起500hPa影响系统的差异,从而造成厄尔尼诺次年广西前汛期降水量的差别。

基于SWAT模型的典型厄尔尼诺/拉尼娜年广西北部湾南流江蓝绿水评估

广西北部湾沿海区域水资源充沛,但受厄尔尼诺/拉尼娜事件等影响,年际分布不均匀。以广西北部湾最大入海河流南流江流域为例,通过SWAT模型研究了流域典型厄尔尼诺/拉尼娜年蓝绿水特征。结果表明,1971~2015年流域多年平均蓝水为835.0 mm/年,绿水流为929.0 mm/年,绿水储为114.0 mm/年;典型厄尔尼诺年(1997年)/拉尼娜年(2007年)蓝水、绿水流、绿水储分别为多年平均值的145.7%/51.6%、92.4%/96.9%、115.5%/78.3%;厄尔尼诺/拉尼娜事件造成南流江降水明显增多/减少,主要影响蓝水;流域气候湿润,绿水流主要受太阳辐射和风速等因素影响。研究结果可为水资源合理高效利用及区域高质量发展等提供参考。

厄尔尼诺年春季中国南海中沙群岛海域鸢乌贼的渔业生物学特性

根据厄尔尼诺年春季(2016年3—5月)我国灯光罩网渔船在中国南海中沙群岛海域生产调查期间采集的572尾鸢乌贼样本,对其渔业生物学特性进行了研究,初步探讨了厄尔尼诺现象对鸢乌贼渔业生物学特性的影响。结果显示,厄尔尼诺年间雌性鸢乌贼胴长范围为59.5~207.5 mm,优势胴长组为90~150 mm,占样本总数的66.24%;雄性胴长范围为56.5~236.5 mm,优势胴长组为60~120 mm,占样本总数的78.81%,雌雄样本优势胴长存在显著性差异。雌性样本体质量范围为7~318 g,优势体质量组为20~140 g,占样本总数的70.18%;雄性体质量范围为7~381 g,优势体质量组为0~80 g,占样本总数的92.14%。雌性鸢乌贼净重比例范围为46.59%~86.67%,平均为70.19%;雄性为42.86%~91.11%,平均为73.12%。不同性别间鸢乌贼胴长与体质量、胴长与净重的生长关系存在显著性差异:雌性胴长与体质量、净重的生长均最适合用幂函数表示,而雄性则均适合用指数函数表示。全部鸢乌贼样本的性别比例为41.43∶58.57,雄性样本多于雌性样本;雌雄样本的性成熟度主要以Ⅰ期和Ⅱ期为主,分别占样本总数的61.7%和85.79%。样本胃饱满度以0~2级为主,胃含物主要包括头足类、中上层鱼类、软体动物以及甲壳动物等。厄尔尼诺年间中沙群岛海域的平均表温较上一年度偏低0.213°C,可能会对该海域鸢乌贼的渔业生物学特性产生影响,使其个体变小。

中国登陆热带气旋与太平洋海表温度的关系

根据1951～2000年中国登陆热带气旋与厄尔尼诺年、拉尼娜年的关系分析,得到了一些重要认识:(1) 在厄尔尼诺年,中国登陆热带气旋数偏少;(2) 厄尔尼诺事件强度越大,中国登陆热带气旋数越少;(3) 厄尔尼诺事件的结束时间若超过5月1日,那么次年中国登陆热带气旋数偏少;(4) 中国登陆热带气旋数的特多年主要集中在拉尼娜年;(5) 在拉尼娜次年,中国登陆热带气旋数偏少;(6) 中国登陆热带气旋强度越大,在厄尔尼诺年出现机会越少;(7) 在厄尔尼诺年,中国初旋偏迟,终旋偏早。同时对其机理进行了探讨。

中国大陆地区的OLR与厄尔尼诺现象

本文利用美国NOAA极轨卫星观测的1974年6月—1986年2月2.5×2.5经纬度网格区月平均的OLR资料,计算分析了中国大陆地区地—气系统射出长波辐射(OLR)的基本气候特征,给出了OLR的年、季平均值及均方差的空间分布图。并计算分析了1974—1985年期间厄尔尼诺年与反厄尔尼诺年中国大陆地区OLR的差异,进行对比分析,初步得到一些有意义的现象。

垂直低分辨率GCM模式大气平均经圈环流的诊断

以ＩＡＰ２－ＬＧＣＭ为例，给出垂直低分辨率ＧＣＭ模式大气平均经圈环流质量流函数的一个计算方案。结果表明，模式大气的Ｈａｄｌｅｙ环流季节变化与实际大气相一致。ＥｌＮｉｎｏ年模式大气平均经圈环流中可分离出一个与ＥｌＮｉｎｏ型ＳＳＴ异常关系密切的异常经圈环流，它导致平均Ｈａｄｌｅｙ环流向北半球盛夏型转变的滞后。

海气陆相互作用的准四年振荡机制

目前有关 El Nino( L a Nina)形成机制的讨论 ,大多是强调海气的相互作用。实际上地气相互作用过程中形成的异常气流对于 El Nino/ L a Nina的形成也是必不可少的 ,海气和地气相互作用过程应该是耦合的 ,不应该加以分离。本文综合了近年来我们得到的有关研究结果 ,提出了一个海气陆相互作用过程的准四年振荡过程 ,用来解释 El

厄尔尼诺事件与浙江丰水年的关系

根据对厄尔尼诺事件、太阳黑子活动与浙江丰水年关系的分析 ,得出了浙江丰水年的统计预报模式 :(1)在春季型厄尔尼诺事件的当年和夏季型厄尔尼诺事件的次年 ,浙江年径流量的距平一般都大于零 ;(2 )厄尔尼诺事件的结束时间若超过 5月 1日 ,那么次年浙江年径流量的距平一般都大于零 ;(3)厄尔尼诺事件的强度越大 ,对浙江丰水年的影响也越大 ;(4)在太阳黑子活动 2 2年磁周期转变年前后的厄尔尼诺事件的次年 ,浙江年径流量的距平一般都大于零。这对浙江河流长期及超长期的水文预报具有重要的指示作用。

黄河中游1500年水旱序列的历史检验与黄河大洪水

1981年在黄河中游地区建立了国内第一个1500年的历史气候长序列。此后12年的降雨变化证明,该序列指出的水旱变化规律是符合实际的。据此结合最新研究的全球变化背景,也说明本世纪90年代,尤其是90年代后期,黄河中游可能是个更为湿润时期,在多种全球变化影响因素相叠加的1997年前后,黄河流域有发生大洪水的可能。

埃尔－尼诺年西北太平洋的台风活动

文中统计分析了１９４９～１９９１年西北太平洋近赤道地区（０°～１０°Ｎ，１２５°～１８０°Ｅ）和热带地区（１０°～２５°Ｎ，１２５°～１８０°Ｅ）的台风日数。发现埃尔－尼诺年上述两地区的台风日数明显偏多。因此，冬、春各季该地区的台风日数、可作为该年是否可能发生埃尔－尼诺的一个预报指标。

温度关联网络稳定性分析Ⅰ——极端事件的影响

基于极端温度值、强El Niňo/La Niňa年、温度变化关键区域和极端事件频发年四个方面,研究了时间和空间上的极端事件对温度关联网络性质的影响及网络性质相对稳定的可能条件.结果表明,滤除一定比例的极端温度会在一定程度降低网络的连通性,P=0.1和0.9时对应温度关联网络性质变化的拐点,极端低温和高温的界定可以控制在百分比为0.1所对应的温度;La Niňa年长程连边数较El Niňo年明显增加,遥相关作用比较显著,温度变化的关联稳定性较El Niňo年更好一些.热带地区温度变化正常年份的长程和短程连边数均较少,气候变化的各种信号不明显,更难判断气候变化的中长期特征.极端高温事件频发年对网络性质的影响较小,极端低温事件频发年网络长程连边数明显增加,其关联稳定性较极端事件频发年和正常年更强;四方面的研究均表明对网络性质影响最大的区域为180°E—80°E,15°N—15°S的赤道中东太平洋区,网络能否保持稳定的关键是该区域是否会受到重大外强迫等作用.

过去300a长江中下游异常丰梅事件变化与洪涝灾害

2016年6—7月,长江流域发生重大洪涝灾害,给社会生产和人民生活带来严重损失。而该时段内梅雨因其强降水过程频繁、持续时间长、雨量集中等特点成为主要致灾因子。论文利用历史文献和观测资料,构建了1736年以来异常丰梅事件年表,分析了其长期变化特征及与El Ni?o事件的统计关系,并诊断了El Ni?o造成异常丰梅事件的大气环流背景。结果表明:1736—2016年间共发生44次异常丰梅事件(含21次特大梅雨事件),其中1900年代、1910年代、1990年代是异常丰梅事件最为频繁的3个时段;与2016年梅雨特征相近的特大梅雨事件有21次。过去300 a间,异常丰梅事件与El Ni?o存在较好的对应关系,44次异常丰梅事件中37次发生在El Ni?o的当年或次年;在21次特大梅雨事件中16次伴随El Ni?o出现。伴随El Ni?o事件而发生的异常丰梅事件环流特点是中高纬经向环流偏强,我国境内水汽输送通道偏西、偏北,大量水汽滞留在长江流域,并与南下的冷空气交汇,从而形成持续性降水;而在El Ni?o次年,低纬存在较强且稳定的副热带高压,水汽输送路径偏北,长江中下游水汽输送通量显著增强,更容易导致异常丰梅事件的发生。

厄尔尼诺年的中国各区域降水特征

本文用自然正文函数分别展开了历年(1951～1983年共33年)和9个厄尔尼诺年的全国务区域年降水量距平形势场.比较两种特征场后发现,厄尔尼诺年的年降水分布特征是比较特殊少见的,然后分析了这种情况下全国各区域降水距平配置形势.