NINO3.4指数的多模式集合预报方法

基于贝叶斯模式平均方法(Bayesian Model Averaging),发展了一个NINO3.4指数的多模式客观权重集合预报方法(简称OBJ)。该方法基于训练期内单个模式的预报结果,用线性回归订正单个预报的偏差,依据模式的预报效果估计单个模式的权重。利用2002年2月—2015年10月美国哥伦比亚大学国际气候与社会研究所(IRI)提供的7个单一模式对NINO3.4指数的预报结果进行OBJ试验,并采用均方根误差对多模式集合平均预报(简称ENS)和OBJ的预报结果进行检验和评估。结果表明,ENS的预报效果优于7个单一模式的预报效果,而OBJ预报效果优于ENS预报效果,其NINO3.4指数的均方根误差比ENS方法降低了4%。将单一模式预报结果按时间划分为训练期和预报期,利用独立样本估计OBJ的参数并进行预报试验,这些试验也表明,OBJ能进一步提高预报精度。

厄尔尼诺指数与聊城市降雨相关性研究

本文以聊城东昌府区的降雨为切入点,系统分析了Nino3.4指数与聊城市东昌府区农业汛期和春灌期降雨的关联性。通过1997—2012年16年的长期数据参数对比分析,笔者发现,当厄尔尼诺指数剧烈变化时,往往会出现全年降雨量的较大幅度的增加,并且厄尔尼诺指数的高低变化规律与春灌期降雨量的高低变化规律呈现正相关趋势。另外,全年降雨量变化规律与汛期降雨量变化规律相似,但不同于春灌期降雨量的变化规律。

一次“双谷”型ENSO冷事件的成功预测

2011年春季利用基于Morlet小波分析的余弦函数叠加法对中东太平洋的ENSO冷事件(La Nina)未来发展进行预测,结果成功地预测出了一次呈现"双谷"型的ENSO冷事件发展过程。此方法拟合的1980年1月—2011年2月的Nino3.4指数序列与原序列的相关系数为0.68;对2000—2011年间7次ENSO事件预测结果检验,发现提前3、6、9和12个月时Nino3.4指数的平均预报相关系数(R)分别为0.79,0.81,0.83和0.64,平均预报技巧得分(SS)分别为0.87,0.80,0.80和0.27。此方法具有计算简便,易于运行,预报时效稳定的特点,特别在提前6—9个月时对ENSO的预测仍有较好效果。

影响江南春雨年际变化的前期海洋信号及可能机理

基于诊断,本文计算了1982~2014年江南春雨的开始时间、结束时间和总降水量,分析了江南春雨的气候特征和年际变化,探讨了前冬Nino3.4区域海温异常与江南春雨的联系及可能机理。结果表明,江南春雨的起止时间和总降水量都具有显著的年际变化,前冬赤道东太平洋海温与江南春雨总量存在显著的正相关。前冬Nino3.4指数为正时,一方面通过Walker环流在赤道120°E附近区域激发出异常下沉运动以及低层异常反气旋,增强了南海地区低层西南气流以及水汽输送,另一方面与东太平洋海温变化相联系的印度洋增暖在赤道印度洋引发低层东风和孟加拉湾北部反气旋环流异常,进一步增强了江南地区的水汽输送;高层南亚地区则存在西风异常,对应江南上空辐散和抽吸作用加强,导致上升运动进一步增强,使得江南春雨总量增加;前冬Nino3.4指数为负时则次年春雨偏少;并且前冬El Ni?o事件的强度对春雨异常也有影响,前冬El Ni?o强(弱)的年份,海温异常的信号能(不能)持续到春季,江南春雨总量通常偏多(偏少)。另外,加入了前冬南极涛动指数和印度洋海盆一致模所建立的江南春雨总量的多元线性回归方程,其回归结果比基于单独的Nino3.4指数能更好地反映江南春雨的异常,可用于季节预测。

1470—2019年中国东部旱涝年代际变化及其与太平洋海表温度的关系

基于中国东部地区(30°—40°N,105°E以东)19个代表站1470—2019年旱涝等级序列、古气候代用资料定量重建的北太平洋海表温度年代际振荡指数以及Nino3.4指数,通过经验正交函数分解、小波分析和集合经验模态分解方法分析了中国东部旱涝年代际变化特征及其与太平洋海温的关系。结果表明,(1)1470年以来中国东部旱涝变化的主模态为全区一致型(方差贡献率为25.2%),变率中心主要位于黄河中下游,其时间系数的小波分析和集合经验模态分解揭示出全区旱涝存在10—30 a的准周期;该模态长期趋势揭示17—18世纪中国东部整体偏涝,而19世纪以后出现干旱化趋势。(2)寒冷背景下中国东部旱涝一致变化更明显,在17世纪前、中期和19世纪中、后期的小冰期寒冷期全区一致型模态的方差贡献率为35%—40%,且这两个时段10—30 a的年代际变化信号尤为显著;而旱涝的变率中心则表现出冷期偏北,暖期偏南或偏西的特征。(3)中国东部旱涝的年代际变化与北太平洋和赤道中东太平洋海表温度异常有关,表现为偏涝(旱)气候对应于北太平洋海表温度年代际振荡的冷(暖)相位,以及年代际尺度上的冬季Nino3.4区海表温度的异常偏低(高);在小冰期的寒冷期,旱涝的年代际变化可能与Nino3.4区海表温度异常关系更密切。