青藏高原冬春季积雪异常与西南地区夏季降水的关系

选取1961-2007年青藏高原冬、春季积雪日数资料和西南地区夏季降水资料,对高原积雪和降水作奇异值分解(SVD)分析.结果表明:冬春季高原积雪对西南地区夏季旱涝有重要的影响.冬、春季高原积雪的不同分布将造成后期西南地区夏季降水分布出现差异.西南地区夏季降水对冬季高原积雪异常最敏感的区域主要是四川东北部、重庆、西藏中西部,对春季积雪异常最敏感的区域主要位于四川东部、重庆、贵州东北部,以及西藏中东部.与降水敏感区相对应的冬季高原积雪分布的关键区是西藏中西部和青海中南部至四川西北部地区,春季则转变为西藏西部和青海部分地区.总的来说,冬季高原积雪的异常变化比春季对西南地区夏季降水的影响更为明显.因此,前期青藏高原积雪是西南地区夏季降水预测中的一个重要信号,对夏季西南地区降水有一定的指示和预测意义;冬季高原积雪日数尤其具有预报指示意义,可作为一个重要的预测指标.

青藏高原春季积雪多、少年中低层环流对比分析

利用青藏高原(下称高原)68个气象测站1961-2007年逐日积雪观测资料,分析了高原春季积雪日数变化及其异常偏多、偏少年的环流特征,还深入分析了春季积雪的多少对北半球夏季环流的影响。结果表明,在高原春季积雪日数偏多、少年,在500 hPa高度场上欧亚(东半球)地区中高纬度虽然均表现为两槽一脊的环流形势,但积雪日数偏多、少年槽脊的位置和强弱明显不同。同期春季,当高原春季积雪日数偏多(少)时,500 hPa环流场上冰岛低压偏强(弱)、蒙古高压偏强(弱)、印度低压偏弱(强)。高原春季积雪与夏季北半球的主要大气活动中心和影响中国夏季气候的主要大气环流系统之间存在紧密联系,当高原春季积雪日数偏多(少)时,夏季500 hPa环流场上东亚地区易(不易)形成阻塞高压,同时西太平洋副热带高压易(不易)偏南。这种关系说明高原春季积雪有一定前兆意义,对中国短期气候预测有重要的指示意义。

新疆冬春季积雪及温度对冻土深度的影响分析

利用新疆64个气象台站1960-2010年的气象资料,分析了新疆50 a来冻土深度的变化趋势,并讨论了温度(平均地温、平均气温)、降水(冬春季年降水、平均积雪深度)与冻土深度(平均冻土深度、最大冻土深度)的相关关系.结果表明:以10 a时段的年代际变化分析,新疆50 a来平均冻土深度和最大冻土深度均呈明显减小趋势.50 a来平均冻土深度全疆、北疆、南疆分别减小了约7 cm、10 cm、4 cm,最大冻土深度则分别减小了约11 cm、16 cm、9 cm.新疆50 a来平均气温和平均地温均呈波动上升趋势,且与冻土深度均有着良好的相关性,其与平均冻土深度的相关系数分别达到了-0.67、-0.77,与最大冻土深度的相关系数也分别达到了-0.51、-0.65,地温与气温的上升对应着冻土深度的减小.新疆冬春季年降水与冻土深度有着较好的相关性,其与平均冻土深度、最大冻土深度的相关系数分别达到了-0.40、-0.37.新疆的平均积雪深度与冻土深度也有着一定的弱相关,其原因与积雪对地面的保温作用有关.

青藏高原地面站春季积雪日数的时空演变特征

利用高原地区1962年-2004年64个地面站积雪资料,揭示了该地区春季积雪日数的时空演变特征,结果表明:①高原地区春季积雪日数空间分布局地差异显著,多雪区集中在巴颜喀拉山东段和藏北高原东南部,少雪区主要是藏南谷地、柴达木盆地以及川西干暖河谷地带;②空间分布可以概括为6种类型,青南高原东部型、藏北高原东部型、川西高原南部型、青藏高原东北部型、西藏东北部型以及川西高原东部型;③青南高原东部的春季积雪日数呈显著增长趋势,青藏高原东北部呈减少趋势,川西高原南部基本没有趋势变化,其余分区内各测站的线性变化趋势不完全一致,春季积雪日数仅在青南高原和川西高原东部地区存在由少变多的显著年代际变化,分别出现在1975年和1982年前后;④高原地区的春季积雪日数主要以准2年、准6年以及准10年的周期振荡为主。

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。

青藏高原冬春积雪特征及其对我国夏季降水的影响

本文利用国家气象中心提供的逐日地面积雪深度和积雪日数数据,以及NOAA的大气环流再分析资料,通过合成分析等方法,对1961-2013年青藏高原冬春季积雪高原整体、高原东部、高原西部进行了年际和年代际趋势分析,结果表明,青藏高原整体冬、春季积雪的变化趋势一致,雪深呈现“少雪-多雪-少雪-多雪”的变化趋势,积雪日数呈现“少雪-多雪-少雪”的变化趋势。高原东(西)部积雪在20世纪60-70年代均明显增加,20世纪80-90年代均减少,20世纪90年代末东部春季和冬季积雪减少更为显著,而西部地区除了春季积雪日数变化不大,春、冬季积雪雪深和冬季积雪日数均明显增加。其次,对青藏高原东、西部地区多(少)雪年的划分,发现高原东部和西部地区积雪异常年对应的大气环流形势也存在差异。最后,进一步分析了青藏高原不同区域积雪异常年环流形势变化特征及其对我国夏季降水的影响,发现高原东(西)部积雪异常年时我国夏季降水分布存在显著差异,因此,在将高原积雪作为气候预测因子的时候,应当考虑东部和西部积雪异常不同所产生影响的差异。

西藏春季雪深的时空变化特征及其与前期海表温度的关系

基于1979—2016年卫星反演的青藏高原逐月积雪深度数据、NOAA逐月海表温度和NCEP/NCAR逐月再分析大气环流数据,利用经验正交函数分解(EOF)、谱分析、相关分析和线性回归等方法分析了西藏春季雪深的时空变化特征及其与前期海表温度的可能联系。主要结论如下:1)常年春季,西藏地区雪深空间分布不均,东北部那曲地区为雪深大值区(5mm~7mm),中南部昆仑山山脉附近为小值区(约1mm);线性趋势分析表明,尽管全西藏平均春季雪深呈现显著减小趋势,但具有空间不均匀特点,减小趋势在中北部地区明显,而南部地区不明显;甚至略有增加;2)西藏春季雪深异常存在两个主要模态:第一模态表现为全区一致型变化,大值中心位于西藏西南部和东北部,时间序列具有3~4年振荡周期;第二模态则捕获了一种东西偶极型空间分布,具有准2~3年与10年以上的振荡周期;3)进一步分析表明,第一模态与前期冬季赤道中东太平洋海温异常密切相关,当拉尼娜(厄尔尼诺)事件发生时,受异常大气环流的影响,西藏地区有来自印度洋的水汽输送,且局地气温偏低,有利于(不利于)春季雪深偏多;第二模态则与前期冬季南印度洋东西偶极型海温异常有关,东冷西暖(东暖西冷)的南印度洋海温异常也可通过改变大气环流和局地气温,使得高原春季雪深呈现东大西小(东小西大)的异常分布。