近20年全球冬、夏季海平面气压场和500 hPa高度场年代际变化特征分析

利用 195 8— 1997年全球海平面气压场和 5 0 0hPa高度场的月平均资料分析了 70年代中后期年代际突变前后 16a平均的冬、夏海平面气压场和 5 0 0hPa高度场的变化特征。结果表明 ,发生在 70年代中后期的年代际气候突变是全球性的 ;突变后与突变前相比 ,冬季海平面气压场上的阿留申低压增强并发生了东移 ,与之对应的冬季 5 0 0hPa高度场上的东亚大槽减弱 ,同时也发生了明显的系统性东移 ;冬季 ,蒙古高压北部减弱 ,南部稍有增强 ;夏季 ,印度低压和东亚的季风低压均减弱 ;

500hPa高度场的信号场突变与我国暴雨的发生规律性研究

作者在500hPa高度信号场与我国暴雨发生的规律研究基础上,进一步寻找高度信号场能显示与暴雨的突变现象有关的异常信号出现的地区和描述指标。发现异常信号出现的地区大致可分为三个区域:我国境外西部、我国内陆地区和我国境外东部,可以反映区域信号场的主要特征,并由此形成信号场指标。研究表明,利用致洪暴雨发生日的前期信号场指标序列,其累积距平和逐日滑动平均值与我国暴雨出现有密切关系。对我国年度暴雨短期预报分析有一定的参考价值,可以作为传统天气动力诊断与预测的补充工具。

中高纬度地区500 hPa高度场动力预测统计订正

利用DEMETER多模式集合研究计划中Meteo France模式的预报资料集,在分析其对冬季北半球中高纬度地区(20°～90°N)500 hPa高度场预报效果的基础上,针对模式预测较差的模态分别运用最优子集回归修正方案和回归-相似相结合的修正方案对其进行订正。结果表明:数值模式对观测模态的预测能力并非随模态数的增加而递减,方差贡献较小的模态的预报效果可能好于方差贡献较大的模态;基于最优子集的回归订正方法未能改进原模式预报技巧;在最优子集回归基础上再经相似订正的方法(DAP-OSR)能够改进预测效果,独立试报的距平相关系数平均每年提高0.1。

CMIP5模式对东亚500 hPa高度场主要模态时空结构模拟能力的评估

利用第5次耦合模式比较计划(CMIP5)提供的39个全球气候模式模拟的1961—2005年逐月500 hPa位势高度场资料,以及同期美国国家环境预测中心再分析资料,通过经验正交函数分解提取主要模态,基于泰勒图方法、概率密度函数的Brier评分和显著性评分指标,探讨CMIP5模式对东亚500 hPa高度场主要模态时空结构的模拟能力,寻求具有较好东亚环流型态模拟能力的气候模式以及模拟较好的主模态。结果表明:(1)CMIP5模式能够模拟出东亚500 hPa高度场主要模态,且各模式对冬季主要模态时空结构的模拟能力都高于夏季。(2)各模式对冬季模态(西太平洋遥相关型)模拟能力最强,第3模态最差,对冬季主要模态空间结构模拟较好的模式为IPSL-CM5B-LR、MPI-ESM-P、CMCC-CMS、FGOALS-g2、HadGEM2-ES;夏季第1模态空间结构模拟能力最强,其次分别为第2模态和东亚-太平洋型(简记第3模态),西太平洋遥相关型较差,对夏季主要模态空间结构模拟较好的模式为ECEARTH、CanESM2、CMCC-CM、GFDL-ESM2G、IPSL-CM5A-MR。(3)对主要模态时间系数概率密度函数特征的模拟评估表明,模式对冬季第2模态概率密度函数的模拟较好,其次为西太平洋遥相关型,其主要模态时间系数的概率密度函数模拟较好的模式为CESM1-FASTCHEM、HadGEM2-ES、INM-CM4、GISS-E2-H、BCCCSM1-1;模式对夏季第2模态时间系数的概率密度函数模拟较好,其次分别为第3模态、西太平洋遥相关型,其主要模态时间系数概率密度函数模拟较好的模式为CCSM4、HadGEM2-CC、GFDL-CM3、MRI-CGCM3、NorESM1-M。(4)综合时空结构模式模拟能力,对冬季主要模态模拟较好的前5个模式为HadGEM2-ES、IPSL-CM5B-LR、CESM1-FASTCHEM、INM-CM4、BCC-CSM1-1;夏季前5个模式为ECEARTH、CMCC-CM、CCSM4、CANESM2、MIROC5。

春季川渝地区气温与500hPa高度场的奇异值分解

应用奇异值分解 (SVD)技术研究了北半球 5 0 0hPa高度场与春季川渝地区气温场的关系。结果表明 :前期 10月和同期春季 5 0 0hPa高度场与川渝地区气温场具有密切的同步及非同步时空相关 ,其第一模态代表了两场间的主要耦合特征 ;当前期 10月 (15 0°～ 180°E ,6 0°～ 70°N)范围 5 0 0hPa高度场降低 (升高 ) ,同期春季青藏高原、川渝地区到我国东部 5 0 0hPa高度场升高 (降低 ) ,相应川渝地区春季气温升高 (降低 ) ;大气环流的异常演变 ,通过影响区域天气气候 ,是造成川渝地区春季冷暖异常及气候变冷的重要原因之一 ;而前期 10月 5 0

恢复近百年北半球500hPa高度场的试验

高空环流与地面温度、海平面气压等气象要素有密切联系，而较为完整的北半球地面温度及地面气压都可追溯到上世纪后期。根据观测的地面温度和气压资料利用逐步回归的多元统计方法，恢复１８７３年以来的北半球冬季和夏季５００ｈＰａ高度场，并用１９５１～１９５７年的独立资料进行了检验，分析表明恢复方案是可行的，恢复的结果是可信的。

中国西北地区雨季降水与500hPa高度场的SVD分析

利用西北地区131个测站(1961～2000年)的逐旬降水量和国家气候中心整编的(1960～2000年)逐月北半球500 hPa 5×10高度场网格资料,分析了西北地区平均雨季起讫时段,并用SVD方法分析雨季降水与500 hPa高度场的关系.结果表明,西北地区多雨期在5～9月,但雨季起讫时间的分布较为复杂,7月上旬至9月上旬可代表主要降水区的雨季.西北地区雨季降水除与同期500 hPa环流有关外,还与前期3～5月、12～2月的500 hPa环流有关,但不同时期的影响关键区有很大的不同.

近46年汕头夏秋季500 hPa高度变化及其与粤东降水量的关系

分析汕头气象站探空资料1960-2005年500 hPa高度的气候变化特征,得出夏秋季的高度变化存在年代际尺度的气候变化,转折年出现于1976/1977年。汕头的500 hPa高度变化和西太平洋副高、南海高压变化有密切关系,也受ENSO影响。汕头的500 hPa高度变化与粤东地区夏秋季降水量存在显著负相关。

1960～2005年汕头500hPa高度变化

分析汕头气象站1960-2005年500hPa高度的气候变化特征，得出存在年际和年代际尺度的气候变化．汕头500hPa高度变化和西太平洋副热带高压、南海高压变化有关联，也受ENSO影响，与闽南-粤东近海SST变化有密切关系．

集合样本数影响月平均500 hPa高度场预测技巧分析

气候系统模式输出结果是当前开展气候预测业务的重要参考依据之一,如何提高气候系统模式输出结果的可信度是改进气候业务预测能力的关键之一。利用1999—2010年NCEP CFSv2模式每日四次预测未来45天的回算数据,分析了集合样本数对模式预测能力的影响。分析结果表明,模式对月平均500 hPa位势高度的预测技巧在热带地区较高,而中高纬度地区较低;模式对500 hPa位势高度时间异常的预测能力优于空间异常。无论是空间异常还是时间异常,随着模式超前时间的增加,预测技巧均逐渐降低,但是在不同区域和不同月份,模式预测技巧随超前时间的变化存在差异。此外,模式预测技巧存在非常大的年际变率。增加集合样本数,对不同月份和不同起报时间预测技巧的稳定度和预测技巧值均有明显正效果,特别是对亚洲中纬度地区改善度较大。增加集合样本数也可以在一定程度上降低模式预测技巧年际变率。集合样本数增加对于500hPa位势高度空间异常的改进优于时间异常。

中国北方春季沙尘暴频数与北半球500hPa高度场的SVD分析

选取1957—2000年中国北方地区春季沙尘暴发生次数资料和北半球500hPa秋、冬、春季的平均高度场资料,对沙尘暴和高度场作SVD分析。结果表明,我国北方春季沙尘暴次数各地具有比较一致的变化趋势,表明可能与大尺度气候背景的变化有联系。变化的最敏感区域为内蒙古中西部地区、新疆西部、青海西部和东北地区。我国北方春季沙尘暴发生次数与同期及前期500hPa高度场有较好的相关关系,前期环流形势对春季沙尘暴频数有一定的指示和预测意义,冬季环流场尤其具有预报指示意义,因为前一年冬季北大西洋涛动对我国春季北方沙尘暴发生次数有影响。

江西地区冬季气温异常与北半球500hPa高度场的关系

利用1960—2011年江西省81个台站月平均气温观测资料和NCEP/NCAR北半球逐月500 hPa高度场再分析资料,分析了江西地区冬季(当年12月至次年2月)气温异常的时空特征、冷暖典型年500 hPa高度距平场特征以及气温异常与北半球500 hPa高度场的相关性,并运用奇异值分解(SVD)方法探讨了北半球500 hPa高度场异常与江西地区冬季气温异常之间的耦合关系。结果表明:(1)江西地区省冬季气温以全区一致的变化为主;(2)影响江西地区冬季气温异常的500 hPa高度场关键区为北大西洋(20.0°—42.5°N,10°—70°W)和欧亚地区(25.0°—72.5°N,40°—150°E),影响时段分别为当年7月(前期)和当年冬季(同期);(3)前期7月北大西洋关键区500 hPa高度场与江西地区冬季气温呈显著的正相关关系,其中最显著的区域为赣北地区;冬季欧亚大陆关键区500 hPa高度场与江西地区冬季气温也呈显著的相关关系,其中最显著的区域为赣北、赣中地区。

500hPa高度场与中国西北春季降水量的耦合特征

对近 35年 ( 1961～ 1995 )春季西北降水量和同期与前期冬季的北半球 5 0 0hPa高度场进行奇异值分解 (SVD) ,得到了同期和前期 5 0 0hPa高度场与西北区春季降水场的高相关区域 ,分析两场之间的耦合关系 。

试用500hPa高度资料做中长期雾日预测

利用鲁西南地区雾日与同期、前期全球500hPa高度资料,统计得出欧亚大陆槽脊位置,亚洲南北两支锋区的位置、强度、走向等与鲁西南地区雾日密切相关,并选取优势因子建立鲁西南地区月、旬、候雾日预测方程,试报结果表明,用前期全球500hPa高度资料预测雾日具有一定的效果。

北半球500hPa高度场与我国东部地区夏季降水场的经验正交相关分析

对夏季我国东部地区降水场与北半球５００ｈＰａ高度场进行相关分析，用经验正交函数分解法展开相关系数矩阵，得到了相关阵的特征向量场和振幅系数。分析结果表明：我国东部的部分地区夏季降水量的多寡与北半球５００ｈＰａ高度场上某些区域高度距平的变化具有密切的相关关系。

1948—2005年7月500hPa高度场EOF分析

利用1948—2005年逐年7月份的NCEP/NCAR格点资料,对北半球的亚洲和太平洋区域500hPa高度场进行经验正交函数(EOF)分解,分析了前3个特征向量(模态)的空间分布特征和时间系数的变化,结果表明:7月份的500hPa高度场的分布特征比较复杂,但第一模态有一定的代表性,反映出西太平洋副热带地区高度场与亚洲大陆的反相关关系,而这种关系在20世纪80年代以后出现了反位相的变化。

夏季中高纬500 hPa高度和海表温度异常特征及其相关分析

用旋转主分量（ＲＰＣ）方法，对１９４９～１９８８年４０个夏季的中高纬５００ｈＰａ高度场以及北太平洋和北大西洋海表温度异常（ＳＳＴＡ）的主要时空分布特征作分析，然后通过交叉相关讨论夏季海气相互作用的特征。结果表明，夏季中高纬５００ｈＰａ高度场最明显的异常型为副热带型（ＳＴ），极地北美型（ＰＡ），４波型（ＦＷ），以及３波型（ＴＷ）。夏季北太平洋ＳＳＴ的主要异常型为赤道东太平洋型（ＥＥＰ），阿拉斯加湾型（ＢＡＬ），热带中太平洋（ＣＴＰ），以及北部北太平洋型（ＮＮＰ）。而夏季北大西洋ＳＳＴ的主要异常型为赤道大西洋型（ＥＡＬ），加勒比海型（ＣＡＲ），东部北大西洋型（ＥＮＡ）和中部北大西洋型（ＣＮＡ）。夏季中高纬海气之间的最强相关出现在海气异常对应的空间位置上。这种区域性或邻域性的海气相关呈正相关的特征。但海气之间的相关耦合不及冬季紧密，赤道ＳＳＴＡ与中高纬５００ｈＰａ高度异常的相关不显著。太平洋ＳＳＴＡ所对应的５００ｈＰａ高度场的相关中心多为局地性，而大西洋ＳＳＴＡ所对应的５００ｈＰａ高度场的相关中心呈现更有组织性的，甚至是波状的形态。

春夏500hPa高度与四川盆地气温的奇异值分解

应用奇异值分解 (SVD)方法分析了春夏青藏高原 ,四川盆地到我国东部 50 0hPa高度场与四川盆地气温场的关系。结果表明 ,春夏 50 0hPa高度场与四川盆地气温场关系密切 ,其第一模态代表了两场最主要的耦合特征 ;四川盆地气温场的冷暖异常与高度场的高低异常呈同位相变化 ;当 50 0hPa高度升高 (降低 )时 ,四川盆地气温升高 (降低 ) ;近半个世纪以来 ,青藏高原及其东部地区 50 0hPa高度呈下降趋势 ,而四川盆地气温呈变冷趋势。这一结果表明大气环流的异常演变也是造成四川盆地春夏气候变冷的重要原因。

应用500hPa高度场和太平洋海温格点资料建立统计预报方程的试验

介绍了从500hPa高度场、太平洋海温格点资料中筛选预报因子，建立广西短期气候要素统计预报模型的方法以及桂西北区域汛期逐月降水量的预报模型和检验、拟合情况。对建立预报模型中的一些问题进行了讨论。

北半球500hPa高度场特征与厄尔尼诺、台风活动的若干关系

本文对各月500hPa高度场分南北两个纬带进行分解,求得主要的系数和谐波参数。分析结果表明,厄尔尼诺年和反厄尔尼诺年及台风活动多或少年在展开系数特征和振幅上有明显不同。这些结果对做台风长期预报是有益的。