大气环流及北大西洋海温对我国南方冬季寒潮频次异常的可能影响

利用国家气象信息中心提供的1980-2022年日最低温度站点资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料和NOAA逐月海表温度(Sea Surface Temperature,SST)资料,采用了EOF、一元线性回归和T-N波作用通量等方法,分析了南方冬季寒潮频次的主要异常时空特征及大气环流异常和冬季大西洋海温异常(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)对其影响机制。结果表明:(1)冬季寒潮频次大值区主要位于南方东部及中部地区,大致呈“逆C”型分布。寒潮频次主要有全区一致型、南北反位相型和三极型三类主要异常模态,其中全区一致型能很好反映南方寒潮频次的总体异常时空特征。(2)负位相的北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)、强的里海-青藏高原脊和偏东偏北的东亚大槽、北弱南强的西伯利亚高压、强的温带急流和弱的副热带急流是影响南方冬季寒潮频次的关键环流系统,冷空气堆位于西西伯利亚地区,高低层环流系统配合,使得冷空气自西西伯利亚南下到里海附近,再沿着青藏高原北侧向东输送,在青藏高原东侧南下进入南方地区,造成南方冬季寒潮频次全区一致型增加。(3)冬季北大西洋“+”“-”“+”三极型SSTA可通过海气间热通量交换激发出-NAO型环流异常及Rossby波能量异常。Rossby波能量沿南、北两条路径自北大西洋向东亚传播,并激发出相应的异常波列,增强了影响南方寒潮的南、北方关键环流系统,致南方寒潮频发。当春季北大西洋SSTA呈现逆“C”型异常,且夏、秋季有发展为+”“-”“+”三极型的态势,可预测南方寒潮频次偏多。

夏季热带大西洋海温变化对华南前汛期降水的影响

利用1979~2019年全国160站逐月降水资料、Hadley中心海表面温度资料、NOAA的向外长波辐射资料以及NCEP/NCAR再分析资料,结合相关分析、信息流以及合成分析方法,分析了夏季热带大西洋海温变化对华南前汛期降水的影响。结果表明:前一年夏季热带大西洋海温升高(降低)在一定程度上导致了华南前汛期降水的减少(增多)。关键区(10°S~5°N,35°W~10°E)海温偏暖增强了Walker环流导致赤道太平洋下沉辐散增强,造成赤道中西部太平洋上空的东风异常,在海气相互作用下促进了随后秋冬季La Niña的发展。海温负异常时形势则大致相反,促进了El Niño的发展。冬季太平洋La Niña(El Niño)发展到最盛期,西太平洋的对流增强(减弱)在其北侧低对流层激发出异常气旋(反气旋)。直到第二年的前汛期,仍存在残余的海温异常形势,这一方面使得西北太平洋异常气旋(反气旋)依然维持,有利于西太平洋副热带高压减弱东退(加强西伸),减少(增多)了南海水汽向华南的输送;另一方面有利于热带地区对流活跃(抑制)从而增强(减弱)了局地Hadley环流,造成华南地区为下沉(上升)运动异常,抑制(增强)了对流。除此之外,赤道东太平洋的海温负(正)异常激发了指向北美洲的类太平洋—北美波列,北大西洋的海温异常在其基础上进一步激发了向下游传播的欧亚波列,使得欧亚中高纬呈现负(正)—正(负)—负(正)的位势高度异常特征,不利于(有利于)冷空气南下影响华南,最终造成前汛期降水负(正)异常。

北大西洋海温异常影响中东急流的观测分析和数值试验

采用1968—2009年的NOAA Extended Reconstructed Sea Surface Temperature(ERSST)资料、逐月NCEP/NCAR再分析资料以及改进的NCAR CAM3模式,分析了前期12月北大西洋海温异常对1月中东急流的影响。观测分析和数值试验结果表明,前期12月北大西洋关键区海温异常对1月中东急流具有重要影响,当前期12月北大西洋关键区海温为正(负)异常时,1月中东急流减弱(加强);前期12月北大西洋关键区海温异常通过激发下游地区的异常大气波列来影响1月中东急流的变化。

春季蒙古气旋活动与冬季北大西洋海温异常和欧亚大陆积雪异常的联系

基于1948-2013年NCEP/NCAR逐月逐日冉分析资料、美国国家海洋大气局月平均海表温度资料,1958-2013年日本JRA-55再分析陆地雪深资料,采用850 hPa相对涡度场气旋追踪方法,统计了春季蒙古气旋的年际及年代际变化特征。根据蒙古气旋偏多年与偏少年的高度场环流背景,研究了影响蒙古气旋的主要环流系统。对北大西洋海温、欧亚大陆积雪深度分布对于蒙古气旋生成的影响进行了探讨。主要结论如下:(1)蒙古气旋活动具有明显的年代际变化特征。20世纪80年代初到90年代末期蒙古气旋数量处于下降趋势,2000年以后又处于增多趋势。(2)贝加尔湖西北侧的大气环流异常中心会对蒙古气旋的生成造成明显影响。冬季北大西洋格陵兰岛南部地区海温升高会在欧亚大陆激发遥相关波列,造成乌拉尔山以北地区的冬春季节雪盖深度的减小,雪盖深度减小产生的热力作用异常会造成贝加尔湖西北侧高度场的升高,导致蒙古气旋的减少。(3)乌拉尔山北部地区的冬季积雪深度可以作为预测春季蒙古气旋个数的前兆因子,其与春季蒙古气旋频次为正相关。

西伯利亚高压强度与北大西洋海温异常的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料和NOAA海温等资料,采用EOF、相关分析等方法,研究了西伯利亚高压(Siberian High,SH)强度和北大西洋海表温度(SST)的变化特征,揭示了二者的联系及其时空变化。结果表明:1)冬季SH在1960s中后期开始偏弱,2003年后略增强。2)各季北大西洋SST指数(全区平均SST的标准化距平)均在1960s中期后偏低,1990s末后偏高。北大西洋海温三极子位相由正转负的时间在春冬季(1970s初)晚于夏秋季(1960s初),而后均在1990s中期后进入正位相。3)各季偏高(低)的北大西洋SST指数和海温三极子正(负)位相均有利于冬季SH偏强(弱),但前者与SH的关系更显著,且冬季最强。北大西洋北部和西南部是影响SH强度的关键区,但SH对北部SST异常的响应范围在冬季最大,而对西南部的响应范围在夏季最大。4)当冬季大西洋SST指数异常偏高时,下游激发出的罗斯贝波列使乌拉尔山高压脊加强,使SH上空负相对涡度平流增大,高层辐合和低层辐散增强,整个对流层下沉气流深厚,促使SH增强,反之亦然。

20世纪90年代以后华北初春低温增强和北大西洋海温关系

本文利用ECMWF再分析资料及Hadley中心提供的海温数据分析了20世纪90年代以后华北地区初春低温增强的原因,并通过数值模拟结果予以验证。结果表明,北大西洋"马蹄型"海温模态与影响我国华北地区的欧亚波列存在显著的相关关系。同时该海温模态与1997年以后北大西洋关键区垂直波作用通量有着较密切的相关关系,1997年以后北大西洋地区的500 hPa环流模态,整体呈现出东移南撤的趋势。1997年以后格陵兰岛东侧表面温度受异常热力强迫导致正值区增多,同时此处西风急流加大,有利于Rossby波向下游传播,导致其下游欧洲大陆地区形成暖脊。通过局地多尺度能量涡度分析法(Localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,简称MS-EVA)证明格陵兰岛东侧关键区表面温度的异常热力强迫作用与气压梯度力在对流层整层做正功,导致高层动能的增加并向外辐散,使得脊加强向北伸展。通过欧亚波列致使下游华北地区上空气旋式异常加强,促使亚洲极涡加强和稳定维持,华北地区温度下降剧烈,极端低温事件增多。最后通过CAM5.1模式模拟研究了北大西洋"马蹄型"海温模态对大气环流异常及华北地区极端低温的影响。模拟结果很好地验证了观测结果,进一步表明该海温模态可以通过激发出欧亚波列,影响欧亚大陆大气环流异常,进而导致我国华北地区气旋性加强和经向环流加大,极端低温事件增多。

“暖北极—冷欧亚”模态的年代际变化及其与北大西洋海温的联系

本文利用美国航空航天局戈达德空间研究所地表气温、美国国家海洋和大气局—环境科学协作研究所20世纪再分析资料,以及第六次国际耦合模式比较计划的多模式Historical试验结果,去除外强迫影响后,研究1910/1911~2019/2020年冬季(DJF)欧亚中高纬地区“暖北极—冷欧亚”(WACE)模态的年代际变化特征及其物理原因。结果表明:WACE具有显著的年代际变化,在WACE正位相时期,乌拉尔阻塞发生频率偏高,有利于热量向极区输送使得极区出现异常暖平流,且水汽向极区输送导致极区水汽辐合,向下长波辐射增加,另外对流活动增强导致潜热释放,进而极区温度上升。与此同时,极涡及欧亚大陆西风减弱且乌拉尔阻塞发生频率偏高,有利于冷空气侵袭欧亚大陆造成异常冷平流,且欧亚地区水汽辐散,向下长波辐射减少,对流活动减弱进而潜热释放减少,导致欧亚大陆温度降低。最后利用CAM3.0大气环流模式模拟了北大西洋海温正异常对WACE的影响,模式结果与统计结果相符合,进一步说明了北大西洋海温正异常可以通过强迫低层与高层大气环流异常,导致极区水汽辐合,欧亚大陆水汽辐散,进而影响WACE的年代际变化。

春季欧亚大陆积雪主模态及其与北大西洋海温的关系

本文利用日本第二次全球大气再分析项目(JRA-55)提供的逐日积雪深度数据、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的全球再分析数据及Hadley海温数据分析了春季欧亚大陆积雪异常模态及其与北大西洋海温的遥相关关系,并通过模式模拟分析验证。结果表明:春季欧亚大陆雪深前两种模态差异显著,分别表现为东、西区域同向变化及反向变化两种非对称形态。其中,同期北大西洋"三极子型"海温模态与"马鞍型"海温模态分别与雪深第一、第二模态具有显著相关关系,这两种海温模态下对应的北半球中高纬波动作用通量分别呈丝绸之路(SRP)型和欧亚波列(EU)型两种传播特征,对中高纬西风气流的位置、强度产生了不同影响,进而对欧亚雪深分布产生遥相关作用。通过局地多尺度能量涡度分析法(Localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,简称MSE-VA)表明,北大西洋源区有自下向上的动能传输,另外,西风急流出口的平均动能转化增加,使得高层动能累积并向外辐散,从而对下游产生遥相关作用。通过CAM5.1模式模拟研究了北大西洋"三极子型"和"马鞍型"两种海温模态下的波作用通量传播特征,结果较好地验证了来自北大西洋的波动作用通量传播呈"SRP"型和"EU"型两种特征,对应的降雪分布表明两种模态下气候场要素的变化与对应雪深模态的分布特征一致。

青藏高原初春积雪的多尺度变化与北大西洋海温的关系

青藏高原冬、春季积雪变化影响东亚甚至全球春、夏季的环流及气候异常。利用中国西部环境与生态科学数据中心提供的中国雪深长时间序列数据集,美国大气海洋局提供的全球逐月扩展重建海表温度,以及欧洲中期天气预报中心提供的逐月再分析数据,对青藏高原初春(3、4月)积雪的多尺度变化与北大西洋海表温度的关系进行了研究。结果表明,初春青藏高原雪深异常与初春北大西洋关键区海温异常有显著的负相关关系。当初春关键区海温正(负)异常时,初春高原中部偏北腹地地区、东南部地区积雪深度减少(增加);初春北大西洋关键区海温异常通过激发下游青藏高原上空大气波列以及波作用通量异常来影响高原局地区域的温度和垂直运动,从而影响降雪的产生和积雪的累积。该结果为青藏高原初春积雪的多尺度变化及其影响提供了依据。

夏季亚洲高空急流纬向非对称变异与北大西洋海温和欧亚陆面热力异常的可能联系

基于1979～2015年ERA-Interim再分析资料,分析了夏季亚洲高空急流纬向非对称变异特征及其可能的外强迫因子。研究发现夏季亚洲200 hPa纬向风异常EOF第二模态(方差贡献为16.4%)主要表现出了急流纬向非对称的空间异常形态,反映了西亚和东亚区域急流南北偏移的反位相变化。通过进一步的诊断分析,我们发现急流纬向非对称变异与北大西洋海表温度(简称海温)和欧亚陆面热力异常可能存在一定的联系。北大西洋三极型海温异常会激发出向下游传播的异常波列,夏季该波列在欧亚大陆上空的异常环流中心与急流纬向非对称相关的异常环流中心对应一致,其中东欧平原的异常反气旋和巴尔喀什湖附近的异常气旋对西亚急流变化存在影响,东亚地区急流的变化与贝加尔湖北部异常气旋和贝加尔湖南部的异常反气旋有关。对比欧亚土壤湿度关键区内垂直环流,陆面热力异常可能会改变局地环流进而影响急流变异,且这种影响存在区域差异。

夏季北大西洋海温变化对内蒙古东北部冷暖冬的预测意义

本研究在对63a(1951—2013年)内蒙古东北部地区冷暖冬调查的基础上,分析了夏季北大西洋海温变化对研究区域冬季气温的影响,结果显示:夏季北大西洋中部海温偏低,冬季北半球欧亚遥相关模态EU1多处于正位相,模态大气活动高压中心位于西伯利亚地区,高压活动中心偏东南的低压中心覆盖蒙古高原,欧亚中高纬地区西风带减弱,极涡易在亚洲扇区向南扩张,带来极地的冷空气。同时,蒙古高原气压偏低,西伯利亚高压增强,极地冷空气活动增强,引起降温,造成冷冬。否则,当夏季北大西洋关键区海温偏高时,随后易发生暖冬现象。夏季北大西洋关键区海温可考虑作为内蒙古东北部地区冷暖冬预测的一个重要信号。

秋季北大西洋马蹄型海温异常与初冬我国气温年际变化的联系

本文基于Hadley中心的海表温度资料、全国160站气温资料以及National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research(NCEP/NCAR)的再分析资料,运用经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分解和相关分析等多种统计方法,研究了1951~2020年秋季(9~11月)北大西洋海温年际异常的主要特征及其对初冬(12月)我国气温异常的影响。结果表明:秋季北大西洋海温异常EOF的第一模态是纽芬兰岛东南部海温为负(正)距平,北大西洋副极地和副热带及其东部海温为正(负)距平的马蹄型海温模态,方差贡献率为20.5%。研究表明,秋季北大西洋马蹄型海温异常与我国大部分地区初冬气温异常有显著的正相关关系,即秋季北大西洋马蹄型海温模态呈正位相时,我国大部分地区初冬气温偏高,反之,我国大部分地区初冬气温偏低。进一步分析表明,秋季北大西洋马蹄型海温异常能够持续到初冬。当秋季北大西洋马蹄型海温呈正(负)位相时,初冬北大西洋副极地和副热带海温异常通过加热(冷却)异常能够引起局地对流层上层的辐散(辐合)运动,并且激发出南、北两支Rossby波列。其中,北支波列由北大西洋副极地向东北方向传播至巴伦支海附近,然后沿西伯利亚向东南方向传播至我国上空;南支波列由北大西洋副热带向东传播至我国上空。在南、北支波列的影响下,我国上空对流层上层出现异常辐合(辐散),与之伴随的异常下沉(上升)运动使得我国上空云量减少(增加),到达地表的短波辐射增加(减少),同时地表向低层大气传输的长波辐射增加(减少),在非绝热加热的作用下,我国大部分地区气温偏高(偏低)。利用NCAR Community Atmosphere Model version 5.3(CAM5.3)模式模拟了北大西洋马蹄型海温异常对初冬大气环流、辐射强迫和气温的影响,模拟结果与观测资料统计分析结果基本一致,进一步表明该海温模态能够激发出遥相关波列,影响东亚大气环流异常,通过非绝热加热的作用影响我国气温异常的年际变化。

近20年北大西洋中纬度海温与江南5月降水关系增强的可能原因

本文以1980—2021年江南5月降水为研究对象,利用美国国家气候预测中心(Climate Prediction Center, CPC)降水资料、美国环境预测中心(National Centers for Environment Prediction, NCEP)大气环流和Hadley中心的海表面温度资料,分析了江南5月降水极端性的变化及其与大气环流、北大西洋海温的联系。结果表明,自2004年江南5月降水年际差异显著增大以来,200 hPa上的Rossby波能量从北大西洋向下游传播,一部分能量沿副热带西风急流传播,形成南支波列;另一部分沿不列颠群岛向西伯利亚地区传播,上述两支波列在旱涝年的不同配置一方面可以通过影响江南地区高空200 hPa附近的辐合辐散影响江南地区的垂直运动;另一方面波列下游的中国东南沿海200 hPa的异常气旋或反气旋具有准正压结构,对应于对流层中下层西北太平洋异常气旋或反气旋在孟加拉湾、中南半岛和南海上空位置和强弱变化,影响水汽向江南地区的输送。在偏涝年形成正位相的欧亚遥相关波列,利于冷空气在贝加尔湖附近积累并向江南地区输送,它和低纬暖湿气流在江南地区附近相遇,形成降水。2004年以来,欧亚大陆上空与5月不列颠群岛附近海温异常有关的波列分布发生了改变,影响了江南地区高空200 hPa的辐合辐散。上述遥相关波列增强了和西北太平洋异常反气旋的关系,进一步与江南5月降水建立起紧密联系。2004年以来自江南5月偏涝年前的冬季开始,北大西洋中纬度通常出现冷海温异常并随时间东移,于5月降水同期东移到不列颠群岛附近,偏旱年反之,这对江南5月降水具有一定的预报意义。

春季北大西洋三极型海温异常变化及其与NAO和ENSO的联系

利用1951—2016年HadISST逐月海表温度(Sea Surface Temperature,SST)资料,NCEP/NCAR再分析资料以及1958—2016年美国伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution,WHOI)提供的OAFlux数据集,运用经验正交函数分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)和偏相关分析等统计方法,研究了春季北大西洋海温异常的主要特征及其与春季NAO和前期冬季ENSO联系。结果表明:春季北大西洋海温异常EOF的第一模态是自北而南出现的三极结构的海温距平型,其方差贡献率为35.7%。春季北大西洋三极型海温异常的形成主要受到春季NAO主导作用,还受到前期冬季热带中东太平洋海温异常的影响。消除前期冬季Ni o3.4的影响后,春季北大西洋三极型海温异常指数与同期北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)指数的偏相关系数分别为0.50,通过了99%置信度水平的显著性检验。消除春季NAO的影响后,春季北大西洋三极型海温异常指数与前期冬季Ni o3.4指数的偏相关系数为-0.26,通过了95%信度水平的显著性检验。春季NAO正(负)位相引起的海表风场和海表湍流热通量的异常,进而激发出正(负)位相的北大西洋三极型海温异常。前期冬季ENSO事件可以引起春季大气环流异常和热带外海温异常,进而调制春季NAO对北大西洋三极型海温异常的影响。

热带大西洋暖海温促使拉尼娜事件发生的可能性研究

首先,通过对多年冬、春季节热带大西洋海温、夏季大气季节内振荡(MJO)异常活动特征和冬季太平洋ENSO之间的分析研究,发现三者之间存在显著的相关关系。其次,1951年以来最强的两次厄尔尼诺年(1982和1997年)后都跟随着拉尼娜年。因此对1983、1998和2016年大西洋春季海温及MJO信号进行的分析和比较表明,2016年初大西洋关键区海温异常偏暖,与1998年情况较为类似。2016年夏季,MJO可能出现在印度洋异常活跃的情况,并可能导致热带太平洋秋、冬季节出现中等强度的拉尼娜事件。

中亚地区冬季极端降雪增加与北大西洋两类海温模态增强的联系

利用气候预报中心(CPC)提供的1979-2018年日降水数据,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的全球再分析数据及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的海温数据分析了中亚地区极端降雪的时空演变特征及其与北大西洋海温的联系,并通过地球系统模式CESM1.0.4的CAM5.1模块进行敏感性试验验证.结果表明:中亚地区冬季极端降雪空间分布极不均匀,极端降雪主要发生在哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦和北疆地区,乌兹别克斯坦、土库曼斯坦和南疆的沙漠地区极端降雪较少;四个极端降雪指数在中亚和各个气候区均表现为显著的增加趋势,其中,以天山山脉为代表的南部关键区年际变率最大.中亚南部关键区极端降雪频次增加对应沿着北大西洋急流和亚非急流的两支波列增强,其波源位于副热带北大西洋和热带北大西洋,并对应北大西洋"一致型"和"三极子型"两类海温模态.自2000年以来,增加的(副)热带海温及两类模态指数均有助于亚非急流入口西伸,并与北大西洋急流对接,加强了波源区能量沿两支急流向下游频散,并增强了两支波列,进而导致巴尔喀什湖一带的气旋异常和阿拉伯海北部的反气旋异常加强,二者增强了来自阿拉伯海的西南水汽输送以及中亚南部地区的辐合,有助于2000年以来的极端降雪增加.CESM模式结果较好地验证了北大西洋副热带和热带地区海温通过波列和涡旋异常对极端降雪的影响.

热带大西洋对东亚气候的影响

运用Hadley中心资料,对1980—2015年间热带大西洋平均海温进行EOF分析。通过对其第一模态空间分布和时间系数图的分析,运用NCEP/NCAR再分析资料做出对应正相关年与负相关年的东亚地区500 hPa位势高度场距平与800 hPa年平均环流场图。通过2个高度正/负相关年环流场差值分析,研究热带大西洋地区海温异常与东亚地区上空环流场之间的关系。结果表明,热带大西洋海温异常对东亚大气环流影响存在一定因素,热带大西洋海温异常可能对东亚地区部分气旋移动产生影响,具体表现为热带大西洋海温变化影响着东亚区域季风推进。

中纬度海温对北方冬季寒潮强度异常的协同影响

利用中国气象局国家信息中心提供的1980-2019年日最低温度资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料和Hadley中心提供的逐月海表温度(SST)资料,分析了北方冬季寒潮强度异常时空特征及北半球中纬度海温异常(SSTA)对其影响机制。结果表明:(1)北方单站寒潮强度存在年际和年代际变化;1998年之前寒潮强度年代际变化更明显,1999年之后寒潮强度的年际变率更大。华北地区寒潮最强,内蒙古、甘肃和新疆交界处次之。(2)寒潮强度主要有全区一致型、东西反位相型及三极型异常分布,且全区一致型异常基本能反映强度总体时空变化特征。(3)北太平洋前春到冬季的类似太平洋年代际振荡负位相型(类“-PDO”型)SSTA、北大西洋前秋与冬季负SSTA有利于北方寒潮增强。秋季两大洋SSTA对寒潮强度的作用相当,冬季北大西洋SSTA影响更显著。(4)前春到前秋北太平洋类“-PDO”型SSTA及秋冬季北大西洋SSTA,激发出冬季负北极涛动(“-AO”)、正欧亚太平洋(“+EUP”)型、类太平洋-北美(“PNA”)型、负北大西洋涛动(“-NAO”)等遥相关型或波列异常;两大洋SSTA存在类似跨季节“接力”的关系,秋冬季两大洋协同作用,上游Rossby波能量向下游频散,持续加强“+EUP”等遥相关波列,使乌拉尔山高压脊和东亚大槽偏强,并有300 hPa北弱南强的急流配合,有利于高纬冷空气南下到我国北方地区辐合堆积,高低层环流异常配合,导致北方寒潮强度增强。

1961-2018年新疆区域高温变化与环流和海温关系

利用1961—2018年4—9月新疆气象台站实测日最高气温资料、NCEP再分析资料以及大西洋海温资料,对新疆区域高温(≥35℃)的日数、初终日、强度等变化特征及与高空环流、大西洋海温关系进行了分析。结果表明:在气候“增暖增湿”背景下新疆高温日数显著增多。在这一情势下,高温的极端性在增多、增强,表现在极高温(T_(max)≥40℃)发生的日数占比显著增多,一般高温(37℃>T_(max)≥35℃)发生的日数占比呈下降趋势;极高温站数增多,北扩至北疆偏北的阿勒泰地区。全疆高温日初日呈提前、高温日终日呈推后态势,高温日在春季、初秋增多成为高温变化的显著特征。新疆高温日数的增多趋势与高空异常环流密切相关,当赤道大西洋海表温度偏高将有利于南亚高压控制巴尔喀什湖至蒙古国区域,使得新疆区域高温日数偏多。

2021年盛夏中国东部极端降水月际演变成因及可预测性

2021年7—8月中国东部雨带演变特征与气候平均季风北推进程存在显著差异。其中,7月降水正异常中心位于江淮-华北地区,8月则南移至华中地区。2021年中国东部降水异常偏多且存在月际差异主要与7(8)月西北太平洋副热带高压(西太副高)偏北偏东(偏南偏西)、东亚副热带西风急流偏北(偏南)以及南亚高压持续东伸相关联。进一步研究表明,热带对流的活跃位置和北大西洋的增暖加强是影响其降水中心南移的主要原因。2021年7月热带大气低频振荡(MJO)在海洋性大陆地区活跃对应其热带海洋性大陆对流异常偏强,激发北传的类太平洋-日本(PJ)型遥相关波列,使得西太副高偏北偏东,有利于西北太平洋水汽在江淮-华北地区辐合,导致其降水偏多。8月,新发展MJO在热带印度洋上空对流异常持续偏强,加强局地经向环流,使得中国35°N以南至西北太平洋地区出现异常下沉运动,有利于西太副高南移西伸。此外,2021年8月北大西洋海温(SST)异常偏暖激发对流层高层向东南传播的Rossby波,有利于南亚高压加强和东亚副热带西风急流加强南移。因此,8月降水中心南移至华中地区。CFSv2预测系统(6月起报)结果能预测7月江淮-华北大部分地区降水偏多,但预测的8月华中南部地区降水偏少与实况相反。这可能是由于模式能够较好再现7月海洋性大陆热带对流活动影响江淮-华北地区降水的过程,但不能预测2021年8月热带印度洋对流活动和北大西洋海温异常偏暖对华中地区降水的影响。