2015-2019年北支脊强度与中国空气质量状况的相关性研究

基于NCEP/NCAR再分析资料和AQI台站数据,通过统计分析、相关分析等方法,利用北支脊强度指数及空气质量指数讨论了2015-2019年北支脊强度及空气质量的变化特征以及两者之间的相互关系。结果表明:5年内北支脊强度表现为先增强后减弱,春季北支脊强度逐渐加强至夏季到达峰值后逐渐减弱至冬季到达谷值。空气质量状况表现为春、夏季较好,秋、冬季较差,中度污染区域主要位于中部地区,华北地区空气质量状况季节性变化显著。AQI值与北支脊强度指数的时间序列为显著负相关,当北支脊强度偏强(弱)时AQI值整体偏小(大),中国空气质量上升(下降)。春季西北及华北地区主要为负相关。夏季以长江为界,相关性在中国的分布具有明显的南北差异。秋季大部分地区负相关性显著。冬季内陆地区以负相关为主,东北及东部沿海城市为显著正相关。

东亚冬季风与青藏高原北支脊的关系研究

利用1979—2018年欧洲中期天气预报中心ECMWF的ERA-Interim分析资料和中国国家气候中心160个测站逐月总降水量和平均气温资料,选取冬季青藏高原北支脊指数()和东亚冬季风指数(EAWMI),运用相关分析、回归分析等方法,研究了东亚冬季风和青藏高原北支脊的关系。结果表明:从年际变化角度,东亚冬季风指数与冬季青藏高原北支脊指数呈显著正相关,且二者的线性趋势一致。同强年与同弱年中国冬季降水在内蒙古与黑龙江北部、河北及辽宁等地负异常显著,而甘肃西北部、西藏北部、新疆东南部、四川西部及云南大部分地区正异常显著;而中国冬季气温在松嫩平原以西正异常较显著。

春季北支脊变化特征及其对中国气候的影响

论文利用NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站月降水量和气温资料,通过小波、相关分析等方法,讨论了春季北支脊的变化特征及其对中国同期降水和气温的影响。结果表明:春季北支脊缓慢增强,存在2~3 a和准6 a的周期;纬向位置略向东移,具有准3 a和12 a的周期。春季北支脊偏强(弱),黄河流域到江南地区的降水量偏少(多),东北、西南和华南地区的降水量偏多(少);春季北支脊纬向位置偏东(西),中国北方大部分地区的降水量偏多(少),西南和江南大部分地区的降水量偏少(多);中国大部分地区的升(降)温显著。当春季北支脊纬向位置显著偏东(西)时,且强度偏强(弱),淮河流域降水偏少(多),东北、西南和华南地区的降水偏多(少),中国大部分地区气温明显偏高(低)。通过对相应的环流和物理量场的分析,能较合理地解释中国春季气候异常的原因,对中国短期气候预测有一定帮助。

冬半年青藏高原绕流与中国降水和气温的关系

冬半年中纬度西风带在青藏高原地区产生南北两支绕流,即动力性的南支槽和北支脊,这样的绕流对其周边及下游天气气候有重要影响。本文先分别用600 hPa动力性的南支槽和北支脊各自所在的关键区域的平均涡度与多年平均涡度的差异,表示南支槽和北支脊的强度,然后直观地将南支槽和北支脊强度之差定义为高原绕流强度指数,利用相关分析和合成分析等方法,讨论高原绕流在冬半年平均(10月至次年4月)、秋季、冬季和春季的演变与中国降水和气温的关系。结果表明:高原绕流在冬半年10月至次年4月期间定常的存在,年际变化明显,冬季最强。全球变暖背景下,各时间段绕流强度的变化与中国西北、西南和华南部分地区的降水和气温的关系明显,特别是在冬季。降水关联性最好的是中国西南地区和华南地区,与西北、西南和东北地区的气温变化关系明显。探讨各时间段各层的大尺度大气环流和水汽通量散度、垂直速度等物理量的异常场,亚洲大部分地区自下而上的正压性特征显著,可以很好地解释各时间段高原绕流的异常与中国降水和气温关系。绕流的异常也可能是引发中国冬半年期间高影响天气的原因之一。