云南省雨季降水的年际年代际变化特征及其与热带上层海洋热含量分布的关系

利用云南省126个站1961～2000年的月平均降水资料,基于小波分析方法,研究了云南省雨季降水异常2～6年的年际变化特征和准30年的年代际变化特征,这种准周期振荡与热带海洋上层热含量的异常分布相关,在云南雨季降水偏多(少)的年份,整个印度洋异常偏冷(暖),西太暖地区异常偏暖(冷)而东太异常偏冷(暖)。而云南雨季前期冬季的印度洋上层热含量的异常,特别是南印度洋东西向偶极子型的热异常变化,以及中国南海深水海盆区上层海洋热状况的异常,都与未来云南雨季的降水异常有很好的相关关系,因此冬季南印度洋和南海海域的热状况对于未来云南雨季的旱涝有着很好的指示意义。

地形对青藏高原丰枯水年雨季降水量空间分布的影响

采用高分辨率的3″数字高程模型及青藏高原东部102个常规气象观测站5～9月份的降水量资料,根据降水随高度分布将站点分为三类,再采用多元逐步回归的方法,建立了青藏高原40年(1961-2000年)逐年雨季降水量与经度、纬度、海拔、坡度、坡向、开放度等6个地理、地形因子关系模型,并以此为基础,分析了三类区域在丰枯水年里的因子系数的变化规律。结果表明,此法建立的关于高原降水量与诸因子之间方程的相关性显著,相对误差20%,平均相对误差4.4%,估算模型的相关系数均通过0.05的显著性检验;海拔低于1 400 m的第一类区域,主要受地形高度和开放度等局地地形的影响,来改变旱涝年的降水分布特征,海拔高度大于3 600 m的第三类区域,主要受开放度和坡度的影响,其他区域主要受地形的海拔、经度和开放度等局地地形的影响;高原季风是影响第三类区域水汽分布的主要因素,在季风加强时,开放度和经度的影响也随着加强,而坡度和海拔的影响减弱,从而使得水汽的局地性分布特征增强,东西分布差异加大,相应地局地降水分布特征加强,东西差异加大。地理地形因子影响大气的水汽输送和大气的垂直运动,从而导致其对空间降水分配的差异。

天津地区雨季降水异常年大气环流特征分析

利用1958—2009年天津地区和中国160站月总降水资料以及NCEP/NCAR月平均再分析数据资料集,采用相关分析和合成分析,分别研究了天津地区雨季降水的变化特征以及异常年同期(7—8月)和前期(前一年1 2月至当年6月)大气环流的特征。结果表明:天津地区的降水大部分集中于雨季且雨季降水存在着年际变化和年代际变化。天津地区雨季降水偏多年同期,西太平洋副热带高压主体偏北,天津地区西北部有低值系统发展,对流层低层有正涡度发展,辐合上升运动较强,南亚高压和高空副热带西风急流偏北,西南暖湿气流输送较强;雨季降水偏少年同期情况正好相反。此外,天津地区雨季降水与前期夏季6月SAM(南半球环状模)存在显著的反相关关系,这为天津地区雨季降水的短期气候预测提供了有参考意义的前兆信号。

新疆北部雨季降水对ENSO的响应

分析研究了新疆北部地区近 50年 (1 951～ 2 0 0 0年 )全年各月降水的气候分布特征和各季降水的年际变化规律 ,重点揭示了北疆多雨季节 (4～ 7月 )及各月降水量对赤道东太平洋的海温SST和南方涛动指数SOI的显著响应关系 ,并用前期SST和SOI作为预报因子 ,建立了北疆地区雨季降水量的预报方程。

新疆雨季降水量的小波分析及其与ENSO的响应关系

采用新疆地区1954—2006年14个气象站的系列资料,通过小波分析的方法,分析了新疆53a(1954—2006年)雨季降水的周期变化;用t检验分析了强ENSO对新疆雨季降水的响应关系。结果表明,新疆雨季降水周期变化与ENSO周期变化相比具有明显的滞后性;新疆大部分地区雨季降水与ENSO关系显著。

青藏高原春季感热异常对中国北方雨季降水影响的数值研究（英文）

青藏高原作为一个抬升的热源对亚洲季风演化及其周边区域降水都有着深刻影响,近年来高原春季冷暖异常引起学者们的高度关注。本文利用NCEPⅡ和NOAA资料分析了近33年春季高原感热通量、东亚夏季风北缘及中国北方雨季降水年际年代际变化特征,进而利用公用大气模式CAM5进行了关闭春季高原感热的敏感性数值试验。主要结论如下:近33年来春季高原感热通量呈下降趋势,与中国北方雨季(7—8月)降水显著正相关,达到95%显著性水平。春季高原冷(2000—2011年,简称CTP)较暖时段(1986—1997年,简称WTP)感热通量平均降低20 W·m^(-2)左右。相应地,夏季风北缘平均南退3个纬度左右,导致中国北方雨季大气可降水和降水率也分别减少2.44 kg·m^(-2)和1.09 mm·d^(-1)。数值试验结果显示,当关闭春季(3月1日至5月15日)高原感热对大气加热时,东亚夏季风整体爆发时间明显推迟,夏季风最北位置偏南2~3个纬度,中国北方整体降水减弱。这种因春季高原热源异常引起大气环流的改变是中国北方雨季降水多寡的主要原因之一,可以作为中国北方区域雨季降水的关键因子。

雨季降水对浙江井头山深埋土遗址地下水位的影响

以中国沿海埋藏最深、年代最早的典型海岸贝丘遗址——井头山遗址为例,对2018年6月至2020年11月处于发掘阶段的考古基坑地下水位进行持续监测,通过有限差分法预测基坑地下水位,分别探讨基于2018年和2020年的近5~30年降水数据预测地下水位的可行性,分析在不同降水条件下地下水位场演化规律.结果表明:基于2018年与2020年的近5、10、30年降水数据均可有效模拟地下水位,其中近30年降水数据为最佳降水边界条件,平均相对误差为5.73%,且有77.78%的数据平均相对误差不超过10%;主雨季期间梅雨季持续降水及台风强降水易造成地下水位预测值偏高,旱季造成地下水位预测值偏低;基坑内地下水位场在开挖后期逐步演化形成矩形分布.

相似离度在福建雨季降水预测中的应用

本文简单介绍了相似离度的基本使用技术。从前期（1-3月）北半球500hPa各月月平均高度场中划分出与福建省雨季降水关系较密切的区域，使用该方法寻找若干个历史相似年份，进行迭加综合，做出雨季降水预测。通过对1998年-2007年的试报，效果较好，在业务中有一定的应用价值。

黄河源区雨季降水与汛期径流量重建及其千年尺度下的演变特征

黄河源区年内降水集中,洪水风险大,重建源区雨季降水和汛期径流量对于提高径流预报预测精度及防洪防灾具有重要科学意义和应用价值。本文利用黄河源区及周边筛选的16个树轮年表,采用嵌套主成分层次贝叶斯回归模型,估算参数后验分布替代固定值以考虑不确定性,重建了黄河源区过去1160 a的雨季降水;提出了基于年径流的分类占比回归模型,以考虑汛期径流量与年径流量的一致性,将黄河源区汛期径流量展延至公元159年。结果表明:①嵌套主成分层次贝叶斯回归模型的误差缩减值(E_(R))和有效系数(E_(C))评价指标值均显著高于0,分类占比回归模型的E_(R)和E_(C)值最高分别达0.90和0.88,重建结果可靠性较高;②即使在千年尺度下,1979—1985年亦是较为不寻常的汛期高径流量时期。

基于EOF的降尺度法在福建雨季降水预测中的应用

本文介绍了统计降尺度法（Downscaling）的基本原理并详细介绍了基于EOF（empirical orthogonal function）分析的降尺度方法，利用NCEP再分析资料的北半球雨季500hPa高度场和850hPa湿度场预报产品，采用基@EOF分析的降尺度方法对福建省的雨季降水进行预测，取得了较好的结果，表明用降尺度法预测福建的雨季降水是可行的，具有较高的技巧，在业务中有一定的应用价值。

近60 a西南雨季降水变化特征

为更好地分析近60 a来西南雨季降水的时空变化特征,利用1960-2017年西南地区81个气象站点的逐日降水资料,主要运用线性趋势估计、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析、经验正交函数分解(EOF)和旋转经验正交函数分解(REOF)等方法进行研究。结果表明:近60 a来西南雨季降水量总体呈下降趋势,空间分布自东南向西北大体呈减小趋势。其年代际变率为-9.865 mm/10 a,空间分布由南到北呈先减少再增加趋势。西南雨季降水量EOF分析表明:第1模态显示西南雨季降水量为全区一致的同位相变化;第2模态从西南到东北呈“负-正-负”的分布类型;第3模态显示除云南省外由东到西为“负-正-负”的分布类型;第4模态显示在西北-东南呈反位相变化。应用REOF方法对西南地区雨季降水划分为3个地区:1区为川西高原区;2区为云南区;3区主要包括四川东北部以及重庆南部及贵州西部地区(以下简称东部区)。3个区域雨季降水均呈下降趋势,1972年为雨季降水量显著突变年份且存在准5 a及准10 a的显著周期。

云贵高原雨季降水变化特征

为对云贵高原雨季降水的时空变化特征进行分析,利用云贵高原68个站点1962-2017年5-10月逐日降水量资料,并采用一元线性回归、EOF分解以及Morlet小波法等多种方法。研究结果表明:云贵高原雨季平均降水量的空间分布呈西北部向东部和南部递增。EOF分解得到,云贵高原雨季降水分布呈现为全局一致性和东北-西南差异型,降水量逐旬变化呈现单峰型,月降水量整体呈东北向西南递增的分布,高值区位于云贵高原的东南部和西南部。近56年来,云贵高原雨季降水量和降水日数呈现波动减少趋势,高原东部的雨季降水量呈现增长趋势。大雨日数呈现减少趋势,暴雨日数呈现增长趋势。雨季降水量存在着28年的显著振荡周期和15年、10年次振荡周期。

近50年六盘水市雨季降水特征分析

[目的]研究近50年六盘水市雨季降水的变化规律。[方法]利用六盘水市六枝、盘县、水城3个测站1960～2009年5～9月的逐月降水量资料,采用线性倾向估计、滑动T-检验和Morlet小波分析方法,对近50年来六盘水市雨季降水的年际、年代际变化及突变特征等进行分析。[结果]近50年六盘水市雨季降水量呈下降趋势,其线性倾向率为-15.4 mm/10a。六盘水市雨季降水存在明显的年际、年代际变化特征;20世纪60年代中期为明显的少雨期,60年代后期降水相对偏多;整个70年代为相对少雨期;70年代末到80年代后期,雨季降水进入多雨期,是近50年来降水最多的时段;80年代末到90年代中期降水相对偏少,90年代中后期为多雨期,进入21世纪转为少雨期。滑动T-检验表明,近50年六盘水市雨季降水突变点在2002年。小波分析表明,六盘水市雨季降水具有显著的多时间尺度特征,在年代际尺度上存在显著的16年周期振荡,且50年来稳定存在;在年际尺度上,存在准8年的周期振荡。[结论]该研究为六盘水市旱涝灾害的准确预报和防灾减灾提供科学依据。

近47年三江源雨季降水时空分布特征

利用三江源(黄河、长江、澜沧江)地区13个气象站1961～2007年雨季(6～9月)降水资料,分析了三江源地区雨季降水的变化特征。结果表明:近47年来三江源地区雨季降水量呈减少趋势,减少幅度为1.9mm/10a。EOF分解显示,第一模态表现为降水空间变化的全区一致性,第二模态表现为西南部与东北部的反相,第三模态表现为西北部与东南部的反相。将全区分为东部、南部、西部、北部四个地区,用小波变换分析的结果是,东部和西部的突变点相接近,分别为1987、1988年,但旱涝期正好相反:南部为先涝后旱,突变点在2004年;北部为先旱后涝,突变点在1966年,南、北两地区的干旱期均长于偏涝期。

20世纪70年代末云南省雨季降水的突变及原因分析

利用1961-2011年云南省124个站点的逐月降水资料,NCEP/NCAR大气再分析资料,NOAA全球逐月海温资料,通过M-K突变检验,滑动相关,合成分析等方法分析了云南省雨季(5-10月)月平均降水的突变特征。研究显示:1978年左右云南省雨季降水有一次突变。雨季降水量突变后(1979-2001年)比突变前(1965-1978年)减少,而变化趋势由负转正。突变前后的环流分析表明,蒙古地区反气旋导致的偏北风异常有利于云南省雨季降水突变后比突变前减少,孟加拉湾北部的水汽输送有利于突变后的增加趋势。进一步分析表明,西南印度洋变暖与云南省雨季降水的这一突变相关,其基本影响机制是:西南印度洋变暖,通过海气相互作用,引起低纬环流和中高纬波列变化,从而影响云南雨季降水变化。研究表明,西南印度洋变暖对云南省雨季降水增减的影响存在不确定性。这种不确定性表现为西南印度洋海温距平和云南省雨季降水的滑动相关关系的变化。

青藏高原湖泊纹层孢粉记录的过去2000年雨季时长和雨季降水时空变化

青藏高原雨季时长及雨季降水量的长尺度定量重建,是揭示高原西风、季风时空演变规律及其生态环境效应的关键,其中准确判断高原雨季的起止时间是研究难点.本文通过寻找降水拐点的方法确定了高原不同地点的雨季起、止时间,并计算了雨季时长和雨季降水量,建立了表土孢粉组合与雨季起止时间、雨季时长和雨季降水量的转换函数,重建了具有年纹层沉积特征的高原北部库赛湖区和中部江错湖区过去2000年来的雨季起止时间、雨季时长和雨季降水量变化.结果表明,过去2000以来,库赛湖区雨季降水序列记录了5次高降水时段:AD580~680、AD1000~1100、AD1200~1450、AD1550~1780、AD1920至今,其普遍对应雨季天数长的时段;江错湖区雨季降水序列记录了4次高降水时段:AD80~500、AD800~950、AD1250~1450、AD1780至今,其与雨季天数长的时段在AD1000以前对应良好,在AD1000后关系不明确.在空间上,高原雨季降水呈现出“南北同湿”、“南北同旱”、“南湿北旱”和“南旱北湿”四种模式,其中“南北同湿”可能与异常强盛的夏季风有关,“南北同旱”与弱西风和弱季风有关,“南湿北旱”与强季风和弱西风有关,“南旱北湿”与弱季风和强西风有关.本文从雨季降水的角度揭示了高原2000年来雨季起止时间、雨季时长及雨季降水量的时空演变模式,为进一步认识西风、季风耦合作用提供了自然背景的支持.

云南省雨季降水量变化的区域特征分析

用EOF,REOF方法对1961-2002年云南省124个测站雨季降水的时空分布、演变规律及各区域的降水特征进行了诊断分析.结果表明：大范围区域降水的一致性是云南雨季降水的主要特征,其次为东、西反向变化以及东南、东北反向变化空间异常分布型态;云南雨季降水存在着7个主要的异常区域：滇中以东区,滇南区,滇西北区,滇中以西区,滇西南区,滇东南区,滇东北区;除滇东南区之外,其他各区在20世纪90年代末期雨季降水都有增多的趋势.

1961-2017年青海高原雨季和降水的变化特征

基于青海高原46个气象观测站1961-2017年逐日降水观测资料,采用REOF方法将整个高原分为3个区域,分析不同区域雨季起讫期、降水量的分布态和变化特征。结果表明:(1)自高原东南部向西北部雨季开始期逐渐推迟、结束期逐渐提前、持续期逐渐缩短、降水量逐渐减少;(2)在高原西北部和南部地区经度变化对雨季影响明显,经度每增加1°,雨季开始期分别提前2.4 d和2.0 d;结束期分别推迟2.3 d和1.2 d;持续期分别延长4.6 d和3.2 d。(3)海拔对整个高原的雨季降水量影响很大,在海拔相对较低的高原西北部和东部地区,每上升100 m,降水量分别增加46.8 mm和8.3 mm,而在平均海拔4000 m以上的高原南部地区,每上升100 m,降水量减少20.3 mm。(4)1961-2017年高原平均雨季开始期平均每10年提前1.4 d,结束期推迟0.8 d,持续期延长2.2 d,降水量增加6.5 mm。(5)高原雨季降水极端性增强,尤其是2007年以来表现明显,2007年前后中雨日数、1日最大降水量、强降水量和降水强度分别增加1.0 d、9.3%、16.9%和0.4 mm·m^(-1)。

云南雨季逐候降水量的低频振荡特征

应用主分量方法分析了云南省84站1991～2000年雨季（5～10月）逐候降水量的主要时空特征,并用非整波技术分析了所提取的第1、第2主分量频谱分布的低频振荡特点,同时分析了低频振荡现象与El Nino（La Nina）事件及云南雨季降水多、少之间的关系.结果表明：①云南地区雨季降水主要低频振荡周期为6候（30天）、10候（50天）的月际振荡和15～17候（75～85天）的季节内振荡;②云南雨季的候降水每年都存在30天振荡周期,30天振荡是云南雨季固有的振荡;③当发生El Nino或La Nina异常气候事件时,云南雨季的候降水存在50天振荡周期;④当云南雨季存在75～85天振荡时,云南主汛期（6～8月）降水距平百分率为正（除2000年为零距平）;当云南雨季不存在75～85天振荡时,云南主汛期降水距平百分率为负.

中国西南部区域雨季极端降水指数时空变化特征

基于1971-2013年中国西南部区域7省市477个气象站点的逐日降水观测资料,选取11个极端降水指数,运用线性倾向法、Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法分析了西南部地区雨季极端降水指数的时空分布及变化特征,并探究极端降水指数多年平均以及变化趋势与海拔高度的关系。结果表明:(1)近43a来,西南部地区雨季PRCPTOT、CWD、R1mm、R10mm以及SDII分别以12.6mm·10a^(-1)、0.23d·10a^(-1)、1.57d·10a^(-1)、0.49d·10a^(-1)和0.31mm·d-1·10a^(-1)的速率下降(P<0.05),CDD上升速率为0.37d·10a^(-1)(P<0.05),而Rx1day、Rx5day、R95、R99以及R20mm的变化不显著。(2)雨季CDD、R1mm、Rx1day的突变集中发生在20世纪80年代,而PRCPTOT、R10mm、Rx5day和SDII的突变主要发生在2003年前后;PRCPTOT、CDD、R1mm、R10mm、Rx1day和SDII在突变年份以前表现出一定的稳定性,而在突变年份以后则会发生显著的上升或下降趋势。(3)从变化趋势空间分布的角度看并非所有地区均表现出干旱化趋势,云南、贵州及广西三省交界处雨季干旱化程度较严重,广西东南部地区雨季发生暴雨洪涝灾害的风险较大,而横断山脉地区雨季更加湿润。(4)从贡献率变化的角度,西南部地区雨季降水占比的变化趋势具有很强的区域特征,四川北部和西藏地区雨季指数对全年贡献率逐年下降,而广西东南部地区雨季指数对全年贡献率逐渐上升。(5)综合11个指数与海拔高度的关系来看,一方面,西南高海拔地区R1mm较高,降水以中小雨为主,并且PRCPTOT、R1mm、R10mm以及R20mm的多年平均值均表现出不同程度的上升趋势。因此,43a来西南高海拔地区变得更加湿润。另一方面,低海拔地区R1mm较低,而R95、R99、Rx1day、Rx5day以及SDII均较高,并且在低海拔地区CWD和CDD均呈现上升趋势,因此,雨季低海拔地区面临洪涝及干旱的风险相对较大。