太湖流域降水量变化及其与组合大气环流的关系

【目的】探明太湖流域降水量变化及与大气环流的多尺度效应。【方法】采用Mann Kendall(MK)、Modified Mann Kendall(MMK)趋势检验法以及小波相干分析(Wavelet Coherence,WTC)、多小波相干分析(Multiple Wavelet Coherence,MWC),对太湖流域1960—2020年30个气象站的降水量变化及其与单个和组合大气环流因子的多尺度振荡关系进行分析。【结果】①MMK及MK的趋势值在年尺度降水量及季节尺度降水量的空间分布相似,但显著性存在差异。年降水量上升趋势最大,而冬季降水量上升趋势最小。MMK可以检测出MK无法检测出的显著性,尤其是对于春季降水量。②WTC分析结果表明,太湖流域降水量与大气环流因子具有复杂的非线性关系,不同时域具有明显差异。③从单要素来看,EASM是太湖流域最具影响力的遥相关;在多要素组合中,Prep-AO-PDO-ENSO-EASM-DMI组合对流域降水量影响最大。【结论】单独的主导遥相关并不能很好地解释降水量与大气环流的关系,具有最高显著功率数百分比(POSP)的大气环流组合可作为解释降水量变化的最佳组合。

大气环流系统组合性异常与极端天气气候事件发生

根据2008年1月我国南方发生的持续严重雨雪冰冻灾害、1998年长江流域的特大洪涝灾害和2009/2010年冬季云南的极端干旱灾害的分析结果,再次强调指出,对于一些小概率的极端天气气候事件的发生,大气环流系统的组合性异常起着极其重要的作用。对于2008年的严重雨雪冰冻灾害的发生,多个大气环流系统的组合性异常包括:乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖-巴尔喀什湖的横槽,这为不断有冷空气从西路向南爆发提供了条件;东亚和日本地区的高度正异常使得北方冷空气的势力不是很强,适于锋面在我国南岭及其以北地区较长时间停留,为持续降水确立了背景;西太平洋副高偏强和偏西也对冷空气的向南推进起了阻挡作用;印-缅槽的持续偏强和西太平洋副高的偏强共同使暖湿空气源源不断地输送到华南地区,有利持续降水的发生,为冰冻造成了条件。对于1998年夏季长江流域的特大洪涝的发生,多个环流系统的异常包括:夏季西南季风涌的活动,西太平洋副热带高压活动,北方冷空气活动和青藏高原对流系统东传的共同作用。对于2009/2010年冬季云南的极端干旱灾害的发生,多个环流系统的异常包括:对流层高层中东地区副热带西风急流减弱,影响Rossby波的活动,不利于青藏高原-孟加拉湾槽的建立;西太平洋副热带高压偏强、位置略为偏南,对低层水汽输入云南起到抑制作用;NAO的负异常所导致的遥相关波列异常,使得东亚北方冷空气活动偏东,不易到达云南地区,还使得南支槽偏弱,暖湿气流也不易到达云南地区。ENSO虽然对中国天气气候变化有相当重要的影响,但并非每次异常天气气候事件的发生都是它的直接影响。对于ENSO影响必须具体分析,才能决定它在异常事件、特别是极端天气气候事件中的确切作用。

中国南方雨雪冰冻异常天气原因的分析

2008年1月我国南方发生了罕见的持续严重雨雪冰冻灾害,对于这次小概率极端天气气候事件的初步分析表明,虽然这个冬季在赤道东太平洋存在明显的La Nia事件,但2008年1月无论是我国的异常降水场和温度场,还是亚洲和西太平洋地区的大气环流异常场都与历史上11个La Nia事件盛期1月的合成场有显著的差别,因此La Nia事件不是造成持续雨雪冰冻天气的直接罪魁祸首。进一步的分析发现这次持续严重雨雪冰冻天气的发生与多个大气环流系统的异常有关,而且更为重要的是它们的异常形成了某种形式的配合,我们称其为组合性异常。其中,乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖-巴尔喀什湖的横槽,为不断有冷空气从西路向南爆发提供了条件;东亚和日本地区的高度正异常使得北方冷空气的势力不是很强,适于锋面在我国南岭及其以北地区较长时间停留,为持续降水确立了背景;西太平洋副高偏强和偏西也对冷空气的向南推进起了阻挡作用;印缅槽的持续偏强和西太平洋副高的偏强一起使暖湿空气源源不断地输送到华南地区,有利持续降水的发生;持续的冷空气活动和持续的降水,导致持续的低温,为冰冻创造了条件。可以认为,大气环流的组合性异常是造成持续雨雪冰冻天气的直接原因。