东北夏季气温变异的区域差异及其与大气环流和海表温度的关系

利用1951～2000年中国东北地区23个台站资料,对东北夏季气温的时空分布进行了研究,发现其变化除具有整体的一致性外,东北南部和北部的夏季气温在年际和年代际时间尺度都表现出很大不同,其中北部区域的夏季气温在1987～1988年间发生了一次显著的气候突变.另外,剔除夏季气温全区一致变化的年份后,南北两区夏季气温与大气环流和海表温度的关系表明：突变前,影响北部和南部冷/热夏季的大气环流形势存在显著的不同,关键海域亦有很大差异：影响南部的为中纬度西太平洋和印度洋部分海域,影响北部的主要为ENSO事件;突变后,两区的夏季气温及相应大气环流和关键海区都趋于一致.在整个分析时段内,北部夏季气温与东亚夏季风存在显著负相关,而南部的关系则不明显.

东北夏季气温变化与北半球温度及极涡的关系

利用1961-2002年中国东北地区80个气象站夏季6—8月逐日气温、美国NCAR／NCEP再分析资料和国家气候中心环流因子资料，采用相关分析、SVD分解等方法，对中国东北夏季气温变化与中高纬主要环流系统的关系进行探讨。结果发现：中国东北位于东西伯利亚变温区南缘，其夏季气温年际变化规律和东西伯利亚一致；北极极涡边缘的形态变化影响东北夏季气温，不同的边缘形态对应东北不同的温度分布特征，主要是极涡边缘70°N左右的150～180°E和60～90°W两个关键区，其高度场的变化决定着东北夏季气温的变化。

欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温的影响

根据我国东北及邻近地区123个气象站的逐日气温和积雪深度资料,欧亚大陆积雪面积以及NCEP/NCAR全球再分析月平均500hPa高度场资料,通过相关、合成分析等方法,研究了东北夏季气温异常对欧亚和我国东北冬春季积雪的响应,并从大气环流的角度出发分析了欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温异常形成的影响机制.结果表明:东北地区夏季气温与欧亚大陆春季积雪面积以及东北冬季累积雪深的异常存在明显的关系.欧亚春季积雪面积的扩大与维持有利于8月我国东北上空500hPa位势高度的偏低,环流上表现出西欧与我国东北地区槽加深,泰梅尔阻塞高压加强的特征.由于欧亚中高纬上空的环流经向度加大,槽后脊前的西北气流加强,诱导冷空气南下,从而造成东北全区8月气温一致偏低;东北冬季累积雪深减少则有利于6月东北全区、7月东北西南部上空的位势高度偏低(负距平),造成相关区域气温偏低.研究结果对于提高东北夏季气温的短期气候预测水平具有重要意义.

东北夏季气温分区变化特征

对1961-2002年东北夏季气温用REOF方法分解,以此将东北夏季气温的变化区域分为南部、北部、中东部。讨论三个区域夏季气温的变化趋势及年代际变化特点,结果发现三个区域夏季气温年际变化表现为一致的上升趋势,只是升温的幅度有所不同,而年代际变化差异明显,主要体现在各区域回暖具有一定的先后顺序。功率谱分析的结果表明,各分区的周期变化有明显的差异。对全区以及各分区作滑动均方差,发现各分区气温的年际变化幅度存在差异,北部和中东部气温振荡幅度较为一致,南部地区在1990s之前气温的年际变化较小,1990s之后气温的振荡幅度明显增大。

行星运动对东北夏季气温与ENSO循环相互关系的影响

本文利用统计学方法和实况资料研究了东北夏季气温和ENSO循环与行星运动之间的相互关系,结果发现,行星运动的位置与ENSO循环、东北夏季气温有一定的联系,三大行星在三月冲日都有利于El Nino现象的形成,但不同行星却对应不同的东北夏季气温距平;在过去的60年中,东北夏季气温与赤道东太平洋海温之间以负相关为主,仅有三个正相关的时期分别发生在1960年代初、1980年左右和1990年代初,它们都与两个大行星同月冲日有关,表明行星引潮力对两者相互关系的影响。东北夏季气温在1990年代中期的突变发生在天王星和海王星长期位于7月冲日的位置上,这种同月冲日持续了多年,且与全球的变化是一致的,说明行星引潮力的作用可能是全球气候变化的一个重要因素。

行星运动对东北夏季气温与西北太平洋台风生成频数相互关系的影响

利用实况资料和统计学方法研究了东北夏季气温与西北太平洋台风频数的关系以及行星运动对两者相互关系的影响,结果发现:东北夏季气温与西北太平洋台风频数之间存在明显联系,表现在两者存在显著的正相关,大多数典型东北夏季低(高)温与台风频数偏少(多)相对应。东北夏季气温与西北太平洋台风频数都存在明显的年代际变化,两者的突变都发生在20世纪90年代初期,在此之前,东北夏季气温较低,台风的频数较多,但在此之后,东北夏季气温明显升高,而台风频数明显减少。因为突变导致两者的总体相关系数为负,但并没有改变分阶段显著正相关的关系。东北夏季气温与西北太平洋台风频数的相关系数变化与行星运动的位置有明显联系,表现在木星在7月冲日与相关系数的谷值相对应;土星7月冲日有利于相关系数向低谷发展,天王星和海王星同时在7月冲日与较深且持续时间比较长的谷值区相对应。20世纪90年代初期天王星和海王星频繁在7月冲日,并且在1993年7月12日形成天王星、海王星、地球和太阳四星一线,这时行星对地球的引潮力达到最大,正好与东北夏季气温与西北太平洋台风频数突变发生的日期相对应。

东北及邻近地区夏季气温异常的新特征及对大气环流的响应

利用我国东北及邻近地区(简称东北)123个气象站的逐日地面气温资料和NCEP/NCAR全球再分析月平均500hPa高度场资料,通过EOF和合成分析等方法,对东北夏季气温异常的特征和不同空间型的大气环流进行了分析。结果表明,在全球气候变暖的背景下,我国东北夏季气温异常主要有全区一致型和东北—西南反位相分布型。近60年来气温总体呈上升趋势,尤其是1990年以后增温明显,区域差异主要表现在东北部升温早而西南部晚。东北夏季气温的异常分布型有:(1)全区一致高温型,(2)全区一致低温型,(3)西南部低温、东北部正常或高温型,(4)东北部低温、西南部正常或高温型。进一步分析表明,夏季气温的高低与其上空500hPa位势高度有关,气温偏高对应位势高度正异常,气温偏低对应位势高度负异常。当东北全区处于一致的正(负)异常大气环流形势的控制下,全区气温一致偏高(低);当东北部与西南部分别处于不同位相的位势高度异常控制之下,则两区的气温变化不一致。