赤道太平洋温度、流场距平EOF分析及与厄尔尼诺的关系

利用EOF分析方法,讨论了最近20a赤道太平洋次表层温度、纬向流距平与厄尔尼诺的关系.结果表明:赤道太平洋海温距平EOF分析第一、二主分量占总量的近80％,其中第一主分量类似于厄尔尼诺模态,第二主分量类似于暖池模态;后一模态存在着突变和渐变两种过程,其中由冷位相变暖位相过程为渐变过程,而暖位相变冷位相过程为突变过程.厄尔尼诺事件是赤道西太平洋暖池突变过程的结果.赤道太平洋纬向流距平EOF的第二主分量代表赤道西太平洋潜流和东太平洋南赤道流的变化,这个模态存在着半年左右的振荡和与厄尔尼诺同位相的年际振荡两种频率.另外,它还存在明显的年代际变化.赤道西太平洋潜流和东太平洋南赤道流减弱是产生厄尔尼诺的必要条件.统计回归分析表明,赤道太平洋海温距平和纬向流距平EOF的第二特征向量的时间系数对厄尔尼诺和拉尼娜均有一定的预报意义.

中国冬季气温异常EOF分析的改进

采用站网均匀化订正方法处理了中国160站站网1951—2010年冬季(12月—次年2月)气温距平序列,订正后的序列较好地处理了由站网不均匀性引起的方差不均匀。对订正前、后序列分别作了EOF分析,结果表明:1)订正后序列的前2个典型场上的高绝对值区比订正前序列的前2个特征向量有更好的组织性,其高值区主要位于三北地区(西北、华北、东北)及青藏高原,与均方差场的高值区基本一致;2)订正前、后主要模态时间系数演变特征相似(rh≥0.886,h=1,2),但订正后的前2个时间系数的线性分量和年代际变化分量对它们的方差贡献更加集中于第一模态;3)订正后资料EOF分析的第一个典型场和时间系数中的线性分量可以给出中国最近60a冬季主要强增暖区的分布;其年代际分量与分析期间中国强年代际变化分布区域的一致性也优于订正前资料的EOF分析结果。

赤道外北太平洋冬夏海温场的EOF分析

利用较高分辨率的SODA资料,对赤道外北太平洋海洋上层各层的海温,特别是对中纬度北太平洋海温明显异常的海域(其被定义为关键区)做了海温的EOF分析,得到以下结论:北太平洋第一模态空间场上,冬、夏在中纬度北太平洋中西部均有较强正值带出现。在关键区第一模态空间场上,冬、夏两季近表层在日本本州岛的东、西面海域均分别有较强正值区,而次表层则仅存前者;这表明近表层海温(前者)受辐射、蒸发等影响明显,而次表层海温(后者)则其主要受流场垂直运动的影响,前者属海温的热力变化而后者则属海温的动力变化,两者性质不同。北太平洋和关键区的第一模态冬、夏海温变化的趋势均相近,两者在年尺度上均有持续性;两者的年际变化冬、夏均不明显,但均有明显的约20年的年代际变化;两者时间系数的演变均与太平洋年代际振荡(PDO)中的冷、暖位相期有较好的对应;这两个模态均可称为PDO模态。

ENSO事件对我国季节降水和温度的影响

对近４０年来ＥＮＳＯ当年和次年我国季节降水和温度异常进行了合成分析和信度检验。结果表明，ＥＮＳＯ当年我国以少雨、低温为主，次年则相反。降水和温度异常季节变化也基本呈相反趋势。长江中下游地区显著降水异常并不发生在夏季，而在ＥＮＳＯ当年春、秋季和次年春季；东北地区最显著的低温也不在夏季，而在ＥＮＳＯ当年秋季至次年春季。根据本文。结果对目前ＥＮＳＯ影响研究中的有关问题提出了看法。

热带太平洋—印度洋温跃层海温异常联合模及其演变

利用SODA次表层海温再分析资料和卫星遥感海面高度异常数据,分析了热带太平洋和印度洋温跃层海温之间的联系,提出了太平洋—印度洋温跃层海温异常联合模(PITM)的概念、并定义了该联合模指数.结果表明,联合模指数具有准两年和3~5年的年际变化周期以及2011—2012年的年际变化周期,并具有季节锁相和振幅不对称等特征.联合模的演变过程与温跃层海温异常(TOTA)的发展和传播过程紧密相联:在太平洋,TOTA一般从西太平洋出发沿赤道(5°S—5°N)向东传播,到达东太平洋之后折向北,再沿10°N—14°N纬度带向西传播到达太平洋西岸并向赤道西太平洋扩展,形成一条回路;南太平洋也有类似回路但信号较弱;在印度洋,则主要沿8°S—12°S纬度带向西传播,到达西岸后折向北,然后迅速沿赤道(1.25°S—1.25°N)向东扩展,也形成一条回路.对NCEP/NCAR再分析风场资料的合成分析则表明,联合模的演变过程与大气环流尤其是纬向垂直环流(Walker环流)的变化密切相关,联合模的正位相对应着赤道印度洋区域顺时针的Walker环流以及赤道太平洋区域逆时针的Walker环流;而联合模的负相位则有相反的情况.此外,联合模演变过程中,TOTA的传播发展与850hPa异常纬向风的传播发展有很好的相关.

北太平洋冬季上层海温异常的NPGO模态

利用较高分辨率的全球海洋同化分析系统(SODA)资料,对冬季北太平洋上层的海温异常做了整层经验正交函数(EOF)分析,并主要讨论了第二模态的结果。该模态空间结构与经典的北太平洋涡旋振荡(NPGO)一致,且时间系数与NPGO指数也吻合,故北太平洋上层海温异常EOF第二模态可称为NPGO模态。这说明NPGO现象不单纯反映在海表面温度异常上,在上层海温中该现象也存在。在该模态空间场上,水深100m以上25°N～30°N的副热带处,沿纬圈从120°E向东延伸至中东太平洋均为海温正异常带,其北面则为负异常带,两者构成双带系统;其中在170°W附近分别有正、负异常大值区,中心构成南北偶极子;在本州岛以东海域,从海表直到海洋上层底则有小范围的海温强异常。该模态空间结构的形成与大气NPO模态关系密切,并与中纬度西风大值带上的风应力异常有关,是造成NPGO的直接原因。该模态表现出明显的准13年年代际变化,且对其进行5年滑动平均后发现,从20世纪70年代中期以来,该序列的振幅越来越大,1976/1977年和1988/1989年的两次气候年代际突变均处该序列峰值处。引入了冬季北太平洋上层海温异常的NPGO指数,其能更好反映海洋上层的NPGO现象及其年代际变化。

近50a江苏梅雨量异常的时空分布及其环流特征

利用1961—2009年江苏66站逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,采用EOF分解、小波分析、合成分析等方法,探讨近50 a江苏省梅雨量异常的时空变化和环流特征。结果表明,江苏梅雨量存在全区一致型、南北(以32°N为界)反位相型、江淮之间与淮北及沿江苏南反位相型三种主要空间型;江苏梅雨量异常均存在显著年际变化和年代际变化特征,并存在准2 a、准4 a和准6 a的振荡周期;近50 a江苏梅雨量呈一致的增长趋势,且淮北地区和苏南地区的正趋势明显,通过置信水平为95%的检验。此外,江苏丰梅年份,南亚高压中心偏东,强度偏弱,面积偏小;副热带高压西伸脊点偏东,588 dagmp线北界偏北,面积偏大;东北冷涡活动频繁,引导干冷空气南下,与强盛的西南暖湿气流相互作用,冷暖气流在江苏交绥,梅雨量偏多。枯梅年环流形势则与之相反。

河南省年平均气温的时空分布及变化特征

采用EOF分析、气候突变分析、最大熵谱分析、倾向率等多种方法,对河南省1961-2005年的年平均气温进行时空特征分析,结果表明:河南省年平均气温空间分布由南向北递减;第一主分量代表了河南省年平均气温变化的时空特征,显示出全省气温变化具有高度的一致性;1994年为气温变化的突变点,其后气温增温明显;时间序列具有4 a、5.5 a、2.4 a的变化周期。

1月中国地温异常与北半球500hPa高度场异常关系的合成分析

在对中国区域１月份０．８ｍ月平均地温距平场进行ＥＯＦ分析的基础上，研究了中国地温异常与北半球５００ｈＰａ高度异常的关系。结果表明：地温异常与大气环流有一定的关系；与地温异常同月和前一月的大气环流距平分布相似，而与后一月的大气环流不同。进一步分析表明，前一月的大气环流异常至少部分地激发了１月份的地温异常，反过来地温又影响大气环流。

热带太平洋—印度洋海温异常综合模的数值模拟

通过数值模拟及结果的合成分析,对热带太平洋-印度洋异常海温综合模态的三维热力结构、动力结构及其发生发展的可能机制进行了研究。数值模拟结果的分析表明,太平洋、印度洋海温异常的综合模态在表层、次表层的表现都很明显,即在赤道西印度洋、中东太平洋的海温偏高(低)时,赤道西太平洋、东印度洋的海温偏低(高),该模态还存在着显著的年变化特征、年际变化特征以及年代际变化特征。数值模拟的合成分析结果表明,异常的海表风应力引起表层洋流异常,表层洋流异常及由其引起的海表高度异常可导致次表层海水环流的异常,海洋环流异常导致的平流热输送异常是海温形成异常综合模态的主要原因之一,垂直输送是形成次表层海温综合模态的主要原因。平流热输送过程对海表温度变异的贡献是:在事件发生到盛期阶段促进了次表层海温异常综合模态的形成,在盛期到消亡阶段次表层的平流过程阻碍其进一步发展;短波辐射是海洋的主要热力来源,海表面异常的净短波辐射通量、潜热通量是表层海温形成异常模态的主要热力学原因,异常的海表面净短波辐射通量、潜热通量、感热通量在到达盛期阶段后抑制其进一步发展。

晋北地区春季降水异常的环流特征及其与海温的关系分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料、ICOADS的SST格点资料以及晋北地区18个台站1960-2008年春季降水资料,采用合成分析等方法,对影响晋北地区春季降水异常的海-气因子进行分析。结果表明,晋北地区春季多雨年中高纬度500hPa呈现"东高西低"的分布特征,在乌拉尔山以东至贝加尔湖以西一带有低压槽加强,晋北地区处于低槽的东南侧,西北冷空气与东南暖湿气流多交汇于华北一带,因而造成春季多雨天气。与此相反,在少雨年冷、暖空气势力较弱,弱的辅合区位于蒙古中部,不利于晋北地区春季降水的产生。通过分析晋北春季降水与海温异常的相关关系得出,当前期ENSO暖位相时,晋北地区春季降水偏多;前期ENSO冷位相时,晋北地区春季降水偏少。研究结果有利于了解晋北地区旱涝异常成因,为短期气候预测提供理论依据。

赤道太平洋温度纬向对流距平分析及其与ElNio/LaNia的关系

本文用最近 20 年赤道太平洋温度、流场资料,诊断了绝热不可压缩热平衡方程中纬向对流项,并且利用 EOF 分析方法,讨论了纬向对流距平变化及其与 El Nino/La Nina 的关系。分析发现:赤道太平洋温度纬向对流距平 EOF 分析第一模态反映了在经向的振荡,第二模态反映了在纬向的振动,它们都与 El Nino/LaNina 有密切的联系。这两个模态占了总量的 70%左右。纬向温度对流距平在 3°S^3°N、3°S 以南和 3°N 以北分为正负相间的三个不同的区域,当 3°S 以南和 3°N 以北的区域温度纬向对流正/负距平沿着斜温层向西太平洋移动时,赤道区域的温度纬向对流负/正距平则穿越斜温层向东太平洋移动,形成以赤道为对称的南北两个回路。对应赤道,在 3°S 以南和 3°N 以北区域的纬向温度对流距平并不是对称的,它们在位相、中心强度和中心强度位置上都是不同的,其中 3°N 以北与赤道区域形成一个比较明显的回路,而赤道以南的回路就不是那么明显。在赤道西太平洋暖池,温度的纬向对流有很大的贡献。在 El Nino 发生前一年,赤道西太平洋暖池,主要暖的对流发生在赤道和其以南地区。

MJO对华南前汛期降水的影响及其可能机制

利用站点降水资料、实时多变量MJO（Madden-Julian Oscillation）指数、向外长波辐射（OLR）资料和NCEP/NCAR再分析资料,采用合成分析方法研究了MJO对华南前汛期降水的影响,并讨论其可能机制.结果表明,（1）在MJO不同位相,华南前汛期降水异常有明显的差异,并且这种差异随滞后时长而发生变化.第2～3位相和第6～7位相分别是影响华南前汛期降水的典型“湿位相”和“干位相”.（2）华南前汛期降水对MJO的响应需要一定时间,滞后时长约为1～2候.（3） MJO活跃（受抑）对流可通过激发Rossby波影响华南前汛期降水.当MJO活跃（受抑）对流中心位于赤道印度洋附近时,非绝热加热作用激发的Rossby波到达并影响华南地区,华南地区出现水汽供应的增强（减弱）,从而促进（抑制）华南前汛期降水.

云南省40年来气温场变化的基本特征

根据云南省内分布相对均匀、资料年代较长的１８个代表站的１９５１～１９９４年的气温资料。

广东省盛夏气温异常的成因初探

通过对广东省1961～2003年19个代表站盛夏(7～8月)平均气温的EOF分析,探讨广东省盛夏气温异常(热夏或凉夏)的时空分布结构特征,并研究分析其前期和同期500hPa高度距平场和海温距平场的特征,得到了预测广东省盛夏气温异常的一些结果和判据:第一特征向量对应的标准化时间系数显示异常高温的年份有6年:1962、1983、1990、1993、1998、2003年;异常低温的年份有5年:1973、1975、1976、1994、1997年。异常高温年份盛夏前期的副高已经异常偏强,而且东亚的大气环流的经向度不大,极涡不强,冷空气势力不强、东亚槽不深等特征也有利于副高的进一步加强;到盛夏,副高异常偏强,异常低温年份的情形恰恰相反;异常高温年份冬春季的海温呈厄尔尼诺分布,对预报盛夏副高异常偏强有一定作用;而异常低温年份冬春季的海温呈拉尼娜分布,可预报盛夏副高偏弱。

江苏省夏季气温异常的海气背景

通过 1 96 1～ 1 998年江苏省 1 1个站点夏季 ( 6～ 8月 )平均气温的EOF分析 ,探讨江苏省夏温异常的时空分布结构 ,并在此基础上 ,分析其前期及同期 50 0hPa高度距平场、海温距平场的特征 ,得到了一些对本地夏季气温异常预测有意义的结果。

壮侗语族族群成人身体组成成分与自然地理因素的关系

目的探讨随着自然地理因素(经度、纬度、年平均温度、年均日照)的变化,壮侗语族族群身体组成成分的变化规律。方法采用生物电阻抗法,测量了中国壮侗语族13个族群5098例身体组成成分数据,搜集13个族群的经度、纬度、年平均温度、年均光照资料,以人均可支配收入为控制变量,将身体组成成分分别与经度、纬度、年平均温度、年均光照进行偏相关分析。结果随着经度增大,壮侗语族族群的脂肪率下降,肌肉量、推定骨量、水分率变化不大。随着纬度增加,壮侗语族族群男性脂肪率减少,肌肉量增多(主要是四肢肌肉增多),女性脂肪率增多,肌肉量减少(主要是上肢、躯干肌肉减少)。总体说来随着年平均温度的增加,壮侗语族族群男性脂肪率增大,下肢肌肉减少,女性脂肪率减少,肌肉量增多。随着年均日照的增多,男性体脂率增多,肌肉量减少;女性体脂率减少,肌肉量增多。结论自然地理因素(经度、纬度、年平均温度、年均日照)对壮侗语族族群身体组成成分有明显的影响。

近40a江苏省冬季气温异常的演变及其海气背景场特征

通过 1 961～ 1 998年江苏省 1 1个站点冬季平均气温的 EOF分析 ,探讨江苏省冬温异常的演变特征 ,并分析其同期及前期 50 0 h Pa高度距平场、海温距平场的特征 ,指出冬季异常冷年 ,同期与前期 50 0 h Pa高度距平场主要表现为亚洲—太平洋地区阻塞形势发展 ,经向环流加强 ,同期至前期 6个月赤道东太平洋海温为持续负距平。而暖冬同期与前期 50 0 h Pa高度距平场的特征是 ,西太平洋副高势力较强 ,亚欧大陆中高纬纬向环流占优势 ,同期赤道东太平洋海温具有厄尔尼诺的特征 ,但前期赤道东太平洋海温距平具有由负向正转变特征。

长江中下游沿江地区夏季旱涝分型及预测

对 1 961～ 2 0 0 0年长江中下游沿江地区 8个站夏季 (6～ 8月 )累积降水距平进行EOF分析 ,根据前三个特征向量将长江中下游沿江地区旱涝趋势异常分成 4种主要空间型 :旱型、涝型、东旱西涝型、东涝西旱型。并在此基础上 ,分析了它们与 50 0hPa高度场异常的同时、时滞关系 ,得到一些对长江中下游沿江地区汛期旱涝异常预测有意义的结果。

近40年江苏省年平均气温异常演变及其海气背景场特征

通过 1 96 1～ 2 0 0 0年江苏省 1 3个站年平均气温距平场时间序列的EOF分析 ,探讨江苏省年平均气温异常的演变特征 ,并在此基础上利用合成分析 ,对其前期及同期50 0hPa高度距平场、海温距平场的特征进行研究 ,得到了一些对本地年平均气温有预测意义的结果。