长江中下游夏季气温变化型与西太平洋副高活动异常的联系

用中国气象局整编的气温资料以及NCEP/NCAR再分析资料和OLR资料,分析了长江中下游地区夏季气温变化型与西太平洋副热带高压(简称西太副高)的年际变动的联系。研究表明,长江中下游地区夏季气温异常可分为全区一致、南北反相、东西反相三种分布型。在年际时间尺度上,此三型的形成与东亚-西太平洋地区环流异常三种不同的分布密切相关。根据异常环流的这三种不同的分布型,分别定义了相应的东亚-西太平洋环流异常指数IEAWPi。分析表明,IEAWPi分别与三型气温指数有很好的相关关系,IEAWPi可在一定程度上反映与长江中下游夏季气温变化型相联系的副高活动异常。IEAWPi对应的高、低值年的高度距平场在长江中下游地区上空均呈相当正压结构。在500 hPa高度上,三型高度场异常的维持均与源自热带洋面上空的波列有关,而第三型高度场异常还与沿西风急流传播的波列有关。IEAWPi可为诊断和预测长江流域气温异常提供线索。

西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化的对比分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和全球海温海冰GISST2 .3b资料、英国CRU提供的南方涛动指数以及中国 1 60站月平均降水和气温资料 ,分析了冬季西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化特征。结果表明 :最近 5 0年 ,西太平洋海温指数(WPI)与南方涛动指数 (SOI)之间相关关系的年代际变化在冬季很明显。当WPI SOI相关关系不显著时 ,在西太平洋赤道北侧的对流层低层存在高 (低 )海温 反气旋 (气旋 )异常环流系统 ,不利于维持ENSO与西太平洋海温变化间的紧密联系 ;与此相对应 ,冬季整个对流层环流呈相当正压结构。在WPI SOI相关显著 (不显著 )时段 ,冬季中国降水、气温与西太平洋海温之间的相关较弱 (较强 )。

华南6月降水异常及其与东亚—太平洋遥相关的关系

利用1959～2010年共52年的大气环流和降水资料,我们分析了华南前汛期季风降水(6月降水)的变化特征,发现6月华南降水与同期EAP(East Asia-Pacific,东亚—太平洋)遥相关型有显著的相关关系,两者之间的相关系数为0.35。EAP指数为正时,长江中下游以南的地区降水偏多,而长江以北和黄河之间的地区降水偏少。将华南6月降水分为与EAP相关的降水序列和与EAP独立的降水序列,比较了二者所对应环流异常的异同点。结果表明,与EAP相关的降水异常对应着EAP相关型的环流异常分布特征,降水为正异常时,850hPa风场从低纬度到高纬度呈现"反气旋、气旋、反气旋"的异常分布,湿的偏南风和干的偏北风在华南上空交汇,降水增多;而整个淮河流域上空为偏北风异常,导致南风带来的水汽输送减少,降水偏少,因此降水异常呈现偶极子分布。相比之下,与EAP独立的降水正异常对应的环流异常表现为热带西北太平洋上空的反气旋性环流异常,华南地区上空为显著的西南风异常,输送到华南地区的水汽增多,导致降水偏多。

东亚夏季风环流异常指数与夏季气候变化关系的研究

利用东亚夏季风环流异常指数ＩＥＡＰ，研究了该指数对东亚地区夏季气候要素的描述能力及其与中、日、韩三国的气候要素变化的关系．结果表明，该指数可以较好地反映东亚地区的夏季气候要素场的变化．

陕西夏季旱涝与欧亚大气环流异常的关系

陕西处于青藏高原边坡地带,南北狭长,气候类型多样,地形复杂,生态条件脆弱,旱涝是夏季的主要气象灾害,因此分析其旱涝的成因对该地区防灾减灾具有重要意义。利用陕西78个气象站1961—2018年夏季(6—8月)降水资料、NCEP/NCAR高度场和风场再分析资料、西太平洋副高指数资料,通过相关、合成、多元回归分析方法,研究了陕西夏季旱涝与大气环流异常的关系。结果表明,500 hPa上乌拉尔山阻塞高压和西太平洋副高是影响陕西夏季旱涝的关键因素,当乌拉尔山阻高和西太副高偏强时,陕西夏季降水偏多,反之偏少。200 hPa西风急流位置与陕西夏季降水关系密切,急流偏南时陕西夏季降水偏多,反之偏少。西太平洋副高偏强、偏西时,陕西夏季降水偏多,反之偏少,副高脊线位置主要影响陕西夏季雨带的南北移动。

东亚海陆热力差指数及其与环流和降水的年际变化关系

利用 196 1～ 1999年海温和地温月平均资料 ,定义了一个海陆热力差指数 ,来表示东亚季风环流的纬向和经向海陆热力差异的变化强度 ,研究了夏季指数与东亚夏季风环流场和中国东部夏季降水的年际变化关系。结果表明 :(1)海陆热力差指数可用来表示东亚夏季风的强弱变化。强指数年东亚季风区低空西南夏季风气流和高层的东风气流明显偏强 ,表明这一年夏季风偏强 ,弱指数年反之。 (2 )海陆热力差指数能较好地反映东部季风区夏季降水的异常状况。强指数年 ,雨带偏北 ,江淮流域和长江中下游明显干旱 ,华南、华北降水偏多 ,弱指数年反之。这一降水异常特征可以从强弱海陆热力差指数年的环流场得到解释。 (3)海陆热力差指数所反映的东亚夏季风具有明显的准 2a和 3～ 6a周期的年际振荡 。

一个反映中国冬季气温异常的指标——东亚区域西风指数

分析了中国冬季气温变化的主要特征 ,揭示了能够较好反映中国冬季气温异常整体变化的主要空间分布 ;进一步研究了与之相对应的环流异常特征 ,结果表明中国冬季气温的异常与东亚及西伯利亚 50 0 h Pa高度场的异常有着密切的联系。在分析传统季风指数对气温及对应异常环流特征的表现能力的基础上 ,定义了一个能够反映环流异常的东亚区域西风指数 (IEARW)。经检验 ,可以利用 IEARW来反映中国冬季气温变化的主要特征。最后 ,对 IEARW的变化特征进行了初步分析。

赤道中东太平洋海温异常时与夏季副高的关系分析

通过对夏季副高的各特征量和综合指数的分析 ,找出副高与赤道中东太平洋海温处于冷暖位相 (即拉尼娜和厄尔尼诺事件 )的相关关系 ,从而通过海温的异常可以预测次年夏季副高的强弱及位置 ,对我国夏季大范围降水和台风等灾害性天气进行预测。

冬季西太平洋和海洋性大陆热源变化特征及其影响

利用ERA-interim再分析资料、中国地面降水资料、全球海温(SST)和降水资料研究了冬季西太平洋和海洋性大陆大气热源变化特征及其对区域气候的影响。结果表明:冬季西太平洋和海洋性大陆热源具有显著的年际变化,海洋性大陆热源同时存在明显的年代际变化。冬季西太平洋热源强年相较弱年,东亚副热带急流轴线偏北3～4°,东亚冬季风显著加强;热源强度与中国东部大部分地区冬春季降水呈显著负相关。由于西太平洋热源与ENSO事件密切相关,去除ENSO影响后,西太平洋热源对急流和冬季风的影响明显减弱,且与华东南部和华南地区降水无显著相关,但仍与华东中北部和华北地区呈显著负相关,相关关系仍可从同期冬季持续到后期春季。海洋性大陆热源在1993年左右发生显著突变,突变后海洋性大陆附近SST显著升高,海平面气压显著降低。进一步分析表明,海洋性大陆地区大气热源与Walker环流在年代际尺度上存在很好的对应关系,海洋性大陆岛屿整体增暖趋势快于周围海洋,导致海陆热力差异增大,这可能是触发局地热源和Walker环流长期变化的主要原因,进而影响太平洋SST分布和全球增暖的进程。

2009/2010年我国西南秋冬春连旱特征及其大气环流异常分析

利用中国逐日站点降水资料、逐日季风监测指数及逐日副热带高压指数、74项环流指数及NCEP/NCAR再分析资料,分析了2009年秋季至2010年春季的秋冬春西南特大干旱过程中各指数及大气环流异常特征.结果表明:自2009年10月底东亚冬季风建立以来,至2010年春季,东亚冬季风强度持续偏强,加之西太平洋副热带高压较常年偏西偏南,西南地区长期受副高控制,气温持续偏高,加之冷空气虽然总体偏强,但主要控制我国北方地区,造成冷暖空气在西南地区少有交汇,致使降水偏少,干旱发生发展.印缅槽强度较常年偏弱,来自印度洋、孟加拉湾以及南海的水汽条件不足,向西南地区输送的来自南海和孟加拉湾两条水汽通道的水汽通量均较常年偏弱很多,加之西南地区、特别是云南地区自2009年秋季以来,长期处于下沉运动的正距平区,造成这段时间西南地区干旱少雨,旱情持续.2009年9月El Nin珘o事件全面爆发,南海-西太平洋地区形成异常反气旋流场,该反气旋流场较常年偏西偏南,造成副高位置偏西偏南,从而使得云贵高原及其周边的印度季风区的降雨量明显偏少;高原地区及南海、菲律宾附近及热带辐合带地区OLR异常对西太平洋副热带高压的变化有一定影响,进而影响西南地区降水,其内在机制还有待深入研究.

一个新的东亚副热带夏季风指数的定义

利用1958—2014年夏季NCEP/NCAR大气环流资料和中国486站降水观测资料,通过多种统计诊断方法,从与夏季中国东部3类不同雨型分布相联系的东亚高低层风场变化特征出发,依据与雨带变化密切联系的高层200 hPa纬向风定义了一个新的东亚副热带夏季风指数。分析表明,该指数不仅能反映夏季东亚大气环流的变化特征,兼顾北方冷空气活动和南方东亚夏季风环流变化,同时还能反映夏季中国东部降水南北差异的年际特征。强东亚副热带夏季风指数年,高层中纬度西风急流位置偏北,低层西太平洋副热带高压偏强偏北,有利于冷空气活动位置偏北和东亚东部西南暖湿气流向北推进,中国东部多以Ⅰ类雨型为主;弱东亚副热带夏季风指数年的环流变化刚好相反,中国东部多以Ⅲ类雨型为主。与现有东亚夏季风指数的对比分析表明,该指数在反映中国东部南北区域降水变化的差异方面有很大改进。

影响东亚夏季风降水异常的前期海温信号

采用NCEP/NCAR大气再分析资料、Had ISST海温数据以及中国东亚季风区的实测降水资料,探讨前期冬季海温与东亚夏季风之间的关系。研究表明,影响东亚夏季风异常的海温变化存在2个关键区,分别位于南印度洋中部和北太平洋东部,关键区的海温与东亚季风区的降水在长江中游有显著正相关,与东亚夏季风指数有显著负相关。基于此,定义了印-太海温指数。强海温指数年的南亚高压、索马里越赤道气流、西太平洋副高偏强,有利于东亚夏季风北进,中国大部降水偏多;弱海温指数年则相反。

东亚夏季风指数的分类及物理特征分析

利用1961—2010年NCEP再分析资料,分析了较有代表性的16个东亚夏季风指数,讨论了不同季风指数反映的环流及降水之间的异同,探讨了不同季风指数与东亚夏季风不同空间模态之间的可能关联。结果表明,东亚夏季风指数大致分为两类:1)第一类季风指数存在明显的年代际变化,反映了东亚夏季风强弱的整体一致型变化,与东亚夏季风环流第一模态具有很好的对应关系。高指数年,整个东亚区域夏季风活动整体偏强;贝加尔湖地区为深厚气旋性环流控制,副高位置略偏北;华北、东北地区降水显著偏多,长江流域及其以南降水偏少,降水异常型与我国夏季偶极型季风降水相似,这类指数对我国华北地区降水有较好的指示作用。2)第二类季风指数具有明显的年际变化特征,反映的是东亚夏季风强弱的南北反相变化,与东亚夏季风环流第二模态相对应。高指数年,我国东南地区夏季风偏弱,东北部夏季风偏强;西北太平洋为深厚的气旋性距平环流控制,副高偏北,该分布型与东亚—太平洋(EAP)遥相关十分相似;我国东北、内蒙古地区,华南地区降水增多,长江流域降水显著减少,降水异常型与我国夏季三极型季风降水异常型相似,这类指数对我国长江流域降水有较好的指示作用。

山东夏季降水异常与大气环流特征分析

通过分析山东近40年夏季旱涝分布特征,利用NCEP再分析资料运用合成分析的方法,分析了影响山东夏季降水异常的大气环流特征,结果表明:山东夏季旱涝年,中高纬度环流、东亚大槽分布和西太平洋副高的位置和强度差异明显,涡度、散度等物理量也有明显的差异。

异常东亚冬季风对赤道西太平洋纬向风的动力作用

赤道西太平洋的纬向风异常对ENSO的发生起着重要的作用.对赤道西太平洋纬向风异常的发生进行了研究,资料分析结果清楚地表明它同东亚冬季风的异常有密切关系.异常的强(弱)东亚冬季风不仅能激发产生赤道西太平洋的西(东)风异常,而且还将在菲律宾以东的西太平洋上导致一个气旋性(反气旋性)环流的形成.更主要的,研究表明上述异常流型产生的物理过程是异常东亚冬季风所造成的气压形势的动力影响,因为在强(弱)东亚冬季风影响下,赤道西太平洋地区会形成向西(东)的气压梯度,即p0x??<(>0)的异常气压形势.

西太平洋副热带高压的准两年振荡及其与热带海温和大气环流异常的关系

东亚季风区在年际尺度上存在显著的准两年振荡（TBO）周期, 对我国气候异常有着重要影响. 本文基于一套能够客观描述西太平洋副热带高压系统的重建指数, 重点分析了东亚季风系统中的关键成员之一——西太平洋副热带高压（以下简称副高）的TBO特征及其与低纬地区海温与大气环流异常的关系. 研究表明： （1） TBO作为副高一个重要的年际分量, 在20世纪70年代末期表现出显著的转折特征, 近30年副高TBO的变率比前30年显著增大, 具有年代际尺度的变化. （2） 副高TBO与几个关键海区SSTa的时滞关系比副高原始序列更为显著, 相关持续时间更长; 其中西伸脊点对ENSO响应要早于副高强度, 分别在滞后3~5个月和5~6个月时相关系数达到最大. （3） 在一次完整的副高TBO循环过程中, 冬季赤道中东太平洋的类似El Ni？o型总是和弱东亚冬季风耦合出现, 对应副高TBO处于显著增强期; 而冬季的类似La Ni？a型则总是和强东亚冬季风耦合出现, 副高TBO则处于显著减弱期. （4） 在副高TBO循环中, 热带海洋和大气环流呈现不对称的异常分布, 副高TBO振荡在中东太平洋地区类似El Ni？o型发展期较类似La Ni？a型发展期更为显著, 因此当热带海洋处于类似El Ni？o型发展时, 在短期气候预测中需要更加关注TBO年际分量的信号.

Synoptic-scale reversal of dipole surface temperature anomalies over East Asia and Central Siberia in November 2021

2021年11月,东亚与中西伯利亚经历了相反的冷暖异常转换,表现为“中西伯利亚偏冷,东亚偏暖”与“中西伯利亚偏暖,东亚偏冷”的交替出现.该偶极型气温异常的天气尺度反转伴随着大尺度大气环流异常的反转.进一步分析表明,东亚与中西伯利亚的偶极型气温异常反转是1979-2021年期间11月欧亚气温日变化的主导模态之一(发生概率超过56%).

2024年汛期气候趋势预测与展望

2024年3月,中国科学院大气物理研究所开展汛期(6~8月)全国气候趋势预测会商会。通过综合分析大气所各数值模式和统计模型的预测结果,在未来3~5个月热带中东太平洋从El Niño事件恢复至正常状态的背景下,预计2024年汛期(6~8月),东北大部分地区、华北东部、黄河下游、长江中下游、西藏大部、陕西南部、西南地区南部和东部降水正常略偏多,其中东北的北部和东部以及长江中下游地区降水偏多2~5成,可能发生局地洪涝灾害。全国其他大部分地区降水正常略偏少,其中新疆北部至内蒙古西部和华南地区降水偏少2~5成,可能发生阶段性高温热浪。预计2024年夏季登陆台风数量略偏少。由于未来El Niño事件的衰减速度、热带印度洋和北大西洋海温异常的演变趋势以及西太平洋副热带高压和中高纬度环流的季节内变化等诸多因素都具有不确定性,因此此次汛期降水预测结果也存在一定的不确定性。

东亚夏季风环流异常指数及其年际变化

利用影响东亚夏季风的东亚_太平洋 (EAP)大气遥相关型的概念 ,定义了一个东亚夏季风环流异常指数 ,并利用最新的资料来研究 ,进一步指出该指数可以很好的表征东亚地区 (特别是江淮地区 )