青藏高原地面加热场强度与ENSO循环的关系

分析了近50年青藏高原地面加热场强度距平指数、Ni^no C区海温指数、SOI和印缅槽指数的统计相关,结果表明,ENSO指数和印缅槽指数在月、季时间尺度上具有很好的持续性。青藏高原地面加热场强度距平指数和印缅槽指数与Ni^no C区海温指数存在很好的正相关,与SOI有显著的负相关。由此建立了一个通过印缅槽将ENSO循环与青藏高原地面加热场联系起来,解释西北区东部及河套干旱形成的概念模型。

青藏高原地面加热场强度的气候特征

本文用1961～1985年共25年青藏高原60个站的地气温差资料,用季国良的回归方程计算了高原地面加热场强度,并且分析了它的气候特征。结果发现高原地面加热场强度比叶笃正(1979)的计算值小29%,根据自然正交函数分析和载荷量计算,发现玉树和日喀则两站地面加热场强度的平均距平可以粗略地代表整个高原。高原地面加热场具有显著的3年、准5年和准11年周期,在冬季和春季地面加热场的持续性很强。

中国西北干旱区夏季地面加热场强度的气候特征

利用AVHRR-NDVI和MODIS-NDVI卫星遥感资料以及西北地区95个常规气象站地面观测资料,计算得到了1982-2012年历年夏季(6-8月)地面加热场强度序列,并与三套再分析资料进行对比分析,利用数理统计和经验正交函数分解(EOF)等分析方法,研究其空间分布特征和时间演变规律。结果表明:(1)西北干旱区地面加热场强度大值区主要位于阿拉善高原、柴达木盆地及其以北地区、青海东部和河西走廊以东地区。三套再分析资料的地面加热场强度值较计算值整体略偏高,但量级相同。ERA-40再分析值与计算值在空间分布和年际变化上最为相似,计算值更加突出了局地的小气候特征。(2)西北干旱区标准化地面加热场强度的LV1为东-西反向型,PC1反映其年际变化趋势在1995年左右发生转折;LV2为东北-西南反向型,PC2反映西北干旱区东北(西南)部地面加热场强度在20世纪90年代中期以前逐年增强(减弱),随后没有明显的年际变化趋势,维持正常偏强(弱)。(3)以100°E为界,西北干旱区东、西部夏季地面加热场强度在年内和年际变化上存在明显差异:东部地面加热场强度大于西部;东部峰值月份(7月)落后于西部(6月);东、西部夏季地面加热场强度存在相反的年际变化,东(西)部年际变化主要受地面潜(感)热主导,先由弱(强)到强(弱)(1982-1995年),后由强(弱)到弱(强)(1995-2012年)。

青藏高原地面加热场强度变化及其与太阳活动的关系

利用1958-2006年日喀则和玉树观测的历年各月平均地面（0cm）温度和气温（百叶箱）资料，采用新量纲重新计算并续补了48年的青藏高原地面加热场强度距平指数。结果表明，青藏高原地面加热场强度存在后延1～2个月的显著相关，干季具有较好的持续性。除存在明显的年际和年代际变化特征外，总体表现出春、夏季由弱变强，秋、冬季由强变弱，且具有稳定而显著的准11年和17年周期。持续的太阳黑子数偏少对青藏高原地面加热场强度的增强具有明显的指示性；太阳黑子周期长度（SCL）变长（太阳活动减弱）时，青藏高原地面加热场强度减弱。通过初步分析认为，太阳活动是引起青藏高原地面加热场强度变化的重要原因之一。

塔中地面加热场强度变化特征分析

利用塔克拉玛干沙漠大气环境综合观测试验站塔中西站10 m梯度自动气象站2009年1、4、7、10月观测数据,基于土壤的一维热扩散方程计算四季自然沙地下垫面的地表土壤热通量和地面加热场强度,从而分析沙漠下垫面的地面加热场强度变化特征。结果表明:(1)春季和夏季地表土壤热通量日总量为正值,热通量方向向下,沙层相对大气是热汇,秋季和冬季则相反;日较差最大值出现在秋季,最小值出现在冬季;除冬季以外土壤热通量只占净辐射通量的很小一部分;(2)1、4、7、10月地面加热场强度分别为-33.20~87.39 W/m^2、-36.92~274.16 W/m^2、-7.59~244.78W/m^2、-24.90~170.42 W/m^2,地面加热场强度日平均值均为正值,地面为热源,夏季最强,春季次之,冬季最弱;(3)与大气相较,白天地面为强热源,夜间为弱冷源,春季地面加热场强度峰值出现在12时(地方时),夏季、秋季、冬季均出现在13时(地方时)。因此,塔克拉玛干沙漠腹地地面加热场强度具有独特的日变化和季节变化特征。

藏北高原地面加热场的变化及其对气候的影响

利用 1994— 1996年在藏北高原五道梁所观测得到的地面能量收支资料 ,结合同期的大气环流进行了分析研究。结果表明 :高原北部地面加热场强度的变化与高原西部相似 ,而与高原主体东半部的变化相反 ;冬季前期 11月的地面积雪过程对决定整个冬季地面加热场的性质具有重要的意义 ;高原冬季地面热状况的异常 ,引起夏季加热场的异常 ,这可能是造成大气环流异常的原因之一 ,从而影响我国的气候环境 ,因此对高原地面加热场的监测可以为短期气候预测提供依据。

河西内陆河流量对高原加热场强度的响应

选用莺落峡1944-2004年和疏勒河1953-1999年的流量资料,分析了近50年河西内陆河流量的持续性、周期性、年际变化及其对青藏高原地面加热场强度异常的响应。结果表明:河西走廊中、西部的水资源具有很好的持续性,特别是在秋、冬季节。河西走廊中、西部的水资源与前期青藏高原地面加热场强度存在较好的相关关系。前期(4月份)的环流特征可预报后期5月份流量。多水年新疆脊弱,东亚槽浅,降水偏多,流量加大;反之亦然。径流预报实质上可作为西北地区的干旱预报。

西北地区东部夏季降水日数的变化趋势及其气候特征

以西北地区东部(95°E～112°E,32°N～41°N)104个测站1960～2000历年夏季(6～8月)降水日数资料为基础,通过EOF和REOF等分析方法,研究夏季降水日数时空分布的异常特征。结果表明西北地区东部夏季多年平均降水日数的地区分布特点是西部多、东部少,沿祁连山山脉存在一个降水日数较多中心区域,并且降水量和降水日数均呈增多趋势。降水日数的空间异常主要表现为一致性异常和南北相反异常两种类型。根据REOF方法可将西北区东部分为5个不同降水日数气候区,即甘肃中东部及河套区、渭水流域区、河西走廊区、青海高原北部区、青海南部区和四川北部区。20世纪80年代以来,西北地区东部大部分地区降水日数呈现减少的趋势。冬季(或夏季)青藏高原地面加热场强度偏强,甘肃河西及祁连山地区、宁夏南部等地夏季降水偏多(或少),青海东南部-甘肃南部-渭水流域夏季降水日数偏少(或偏多)。

青藏高原积雪日数与高原季风的关系

利用青藏高原50个气象台站1960-2004年的积雪日数、NCEP/NCAR再分析资料、青藏高原地面加热场强度距平指数和高原季风指数资料,采用EOF、滑动t检验以及相关分析等方法分析了近60年来青藏高原季风的变化特征和近45年来青藏高原积雪日数的变化特征以及二者之间的关系;分析了青藏高原季风与青藏高原高度场和青藏高原地面加热场之间的相关性。结果表明：当初冬（11月）青藏高原地面加热场强度强时,隆冬（12月-1月）的青藏高原冬季风弱,次年春季（4-6月）的青藏高原地面加热场强度弱;当青藏高原夏季风强（弱）时,有利于唐古拉山地区积雪日数的增加（减少）,班戈地区和青海东北部积雪日数的减少（增加）;当青藏高原冬季风强（弱）时,有利于青海北部和西藏南部积雪日数的减少（增加）,喜马拉雅山和唐古拉山积雪日数的增加（减少）。