杨士恩[1]2004年在《山东夏季降水异常与大气环流的关联》文中认为本文应用1961-1998年共近40年的山东省17个地面代表站站夏季(6、7、8月)的月降水实况资料及美国国家环境预报中心与美国国家大气研究中心(NCAR／NCEP)再分析的高空月平均资料，利用EOF分解、合成分析、相关统计、遥相关技术分析了山东夏季降水的时空分布特征，较为科学的划分出了山东夏季旱涝年份，对夏季旱涝年发生时及前期的大气环流进行了对比分析，并就冬季5种遥相关型与山东夏季降水的关系进行了分析，并初步探讨了山东夏季旱涝的物理成因。 利用EOF分析研究了山东夏季降水的时空分布规律，结果表明山东夏季降水整体表现为旱涝同步，降水分布呈现由东南向西北递减的趋势；南北差异、东西差异明显。夏季季降水有明显的年际变化，有准3.8～9年的周期振荡。山东夏季干旱和洪涝有一定的持续性。 根据山东夏季旱、涝年的划分，对典型夏季涝年和典型夏旱年的大气环流形势从不同的高度进行了合成分析。结果表明，山东省夏季涝年与旱年的环流形势存在明显的差异：涝年贝加尔湖及其以西的地区位势高度降低，我国东部到日本海的高度明显升高，东亚大槽、乌拉尔山阻高、副热带高压位置及强度的变化对山东夏季降水有重要影响。有叁只暖湿气流在山东上空交汇，为降水提供了充沛的水汽来源，东亚夏季风的强弱对山东的旱涝有决定性的作用；而在旱年上述环流特征呈现相反的形势。同时分析高空急流及物理量场的差异表明山东夏季降水受低纬度热带、副热带系统的影响。在北半球从高纬度到低纬度呈现出大气环流的欧亚遥相关型。 通过对前期大气环流的分析发现：前期低纬度对流活动对山东夏季降水也有重要影响，涝年低纬度对流活动加强，通过Hadley环流向中高纬度输送能量。冬季500hpa高度场上的PNA、EU遥相关机制，可能是影响山东夏季降水的一种主要机制。冬季在北太平洋及欧洲上空激发的定长Rossy波对上下游的能量频散而导致的大气环流异常可能是引起山东夏季降水异常的重要原因。
郝立生[2]2011年在《华北降水时空变化及降水量减少影响因子研究》文中研究指明本论文利用国家气象信息中心整理的全国752站1951-2008年逐日逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析的1951-2008年月平均环流资料、NOAA重构的1951-2008年月平均海温等资料,采用多种统计方法、环流合成分析等方法,综合分析华北降水时空变化及关键影响因子、降水季节演变主模态、印度洋偶极子、东亚季风环流变化与华北夏季降水减少的关系。主要结论如下：1)华北各区域降水变化不一样,如果研究华北降水整体变化趋势,可能选择山西、河北(含京津)作为代表区更为合理。华北近50年降水减少主要是由于夏季雨量减少造成的,其中夏季雨日减少,尤其暴雨雨日减少造成的影响最为重要；华北近50年雨季峰值雨量显着减小和雨季变长是华北夏季降水量减少的又一个内在特征。2)华北夏季降水在1965年发生了气候突变,之后降水显着减少,这是由于在1965年之后亚洲中高纬夏季环流发生明显改变造成的。第一,500 hPa高度场环流由突变前的经向环流突出转变为纬向环流突出,贝加尔湖高空槽活动减少,使得华北上升运动过程减少；第二,蒙古地区高空出现降温,一方面造成对流层中上层位势高度降低,导致高空急流位置南移,引起东亚夏季风减弱,使得水汽很难越过长江到达华北；另一方面降温还造成对流层底层气压升高,使得地面低压天气过程减少。这几个方面共同影响,结果造成华北夏季降水出现减少趋势。3)华北降水季节演变存在两个主要模态,第一模态主要受ENSO和IOD演变过程控制,具体是前期受ENSO、IOD共同影响,IOD的作用更大一些,而在当年,ENSO的影响更加明显；第二模态主要受IOD演变过程控制。近50年,第一模态逐渐减弱,而第二模态逐渐增强,两者的共同作用使得近50年华北夏季降水出现减少趋势。4)近50年印度洋海温升高、正IOD指数加强,通过改变东亚冬季、春季降水分布,影响夏季海陆热力对比,造成夏季西太平洋副热带高压加强、位置偏西偏北,华北被副高控制,同时,孟加拉湾西南风水汽输送减弱,华北水汽来源不足,结果造成近50年华北夏季降水出现减少趋势。5)随着近50年印度洋、太平洋海温升高和正IOD指数增强,东亚季风环流发生明显改变,夏季西南风显着减小,蒙古气旋环流转为反气旋环流,河套由辐合转为辐散环流,500hPa高度场上华北夏季“东高西低”的环流形势转为“西高东低”形势。因此,水汽来源不足和缺乏有利的动力条件,使得华北夏季降水出现减少趋势。
于群[3]2011年在《山东降水的多尺度性与地域特征研究》文中指出降水是描述气候系统及其变化的关键要素之一,是气候系统各因子相互作用的综合体现。降水变化有高随机特点、多尺度特征,局地降水的气候问题通常着眼于降水量或距平的变化。降水不仅具有日、年固有的气候周期振荡,还有低频振荡,年际、年代际变化。本文主要关注山东降水气候形成的多尺度性,及其地域特征。山东雨季降水的季节内变化、年际变化都主要表现为全区一致性,夏季降水日变化、冬季降水存在显着的地域性。采用山东多年地面、高空观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料和统计方法,根据气候变化固有和常现规律,从降水年序列中分解出年循环、季节变化、30—70d季节内振荡、10—28d月内振荡四种气候分量,并称其为气候模态。分析了不同尺度之间山东与周边地区降水的联系与差异,山东降水与东亚高空急流的关系；主雨季起讫、降水量及不同尺度分量方差贡献的异常变化,主雨季降水异常与环流低频振荡传播之间的关系。此外,还分析了降水的日变化及地域特征,冬季山东半岛和内陆降水的地域差异。深入分析一个地区降水的各气候分量,有利于把握气候变化规律,了解降水异常的气候背景,对提高降水预测和减灾防灾能力具有重要意义。1)山东降水日变化具有地域性、季节性、年际变化特征,分为内陆型、半岛南部型和半岛北部型,内陆和半岛北部为双峰型,半岛南部为单峰型,夏季尤其7、8月降水日变化最为显着,偏涝年日变化接近气候平均,偏旱年偏离气候态较大。并提出夜间边界层惯性振荡易激发对流引起降水可能是夜间—清晨降水峰值形成的重要机制之一。2)中国东部降水年循环体现了雨带自南向北的移动,季节变化清楚地反映了夏半年东部各区的主要雨季。山东与淮河流域、华北都只有一个雨季(即主雨季)。季节内振荡(CISO)尺度,4—7月山东与淮河流域步调一致,7月底—9月底二者各不相同；4—9月山东与华北北部呈反位相变化。月内尺度上,山东与华北北部8月上半月位相相反,而主雨季开始、结束时段振荡相位一致。山东降水与东亚高空急流各模态间有着密切关系,年循环和季节变化降水与东亚高空急流指数(EAWJI)呈现较为一致的反位相,夏季风活跃期间CISO尺度二者基本同步振荡。3)山东5—9月夏半年降水相对冬半年存在明显的低频振荡,而且振幅起伏大。5—9月雨季降水主要存在叁次突变,第一、叁次突变对应着山东主雨季(即汛期)的起、讫时间。在年循环和季节变化背景下,月内尺度振荡对CISO的调制过程中导致降水突变,其中月内振荡起着决定作用。4)主雨季降水量年代际变化明显,1975年之前降水偏多,21世纪开始降水持续偏多,期间约20年为偏旱期,出现中间旱、两头降水偏多的趋势。分离为年际和年代际尺度的降水量序列分别表现出显着的2—3a和11a周期振荡,年际变化两次突变发生在1976年和2005年前后,前一次突变与11a周期振荡关系密切,第二次突变由两个振荡周期共同调制所致。5)历年各模态振幅和相位变化对于气候平均的偏离各不相同,方差贡献也不同,这也是导致主雨季降水年际变化大的根本原因。主雨季起讫时间与降水量异常有明确的统计相关关系。主雨季开始偏晚,主雨季降水量可能偏少：主雨季结束和持续时间与主雨季降水量显着正相关。主雨季开始、结束偏早／晚年主要发生在山东降水年代际偏旱时期,即偏早期主雨季起讫时间偏离气候平均幅度较大。6)主雨季偏涝年北太平洋自春季出现较为明显的“南冷北暖”SSTA分布,并持续到秋季,可引起哈得莱环流显着减弱,其后夏季500hPa副高脊线位置偏北,导致降水明显偏多；反之亦然。主雨季偏涝年同期500hPa位势高度山东半岛至日本岛南部异常偏高,贝加尔湖和巴尔喀什湖南部区域位势高度异常偏低,表明副高易偏北,西风带多有低槽发展；200hPa位势高度沿40N有类似正CGT的波列存在,同时40°N以南／北西风急流分别表现为显着减弱／增强,即副热带急流偏北、加强。7)主雨季降水量异常与年循环、季节变化方差贡献显着相关(超过99.9%),但主雨季降水的起伏、突变主要是由低频振荡决定的。典型偏涝年(1998)大气环流季节内振荡传播信号显着,季节内振荡降水峰值与经向风、纬向风经向在35°N附近、120°E附近峰值出现时间同步,经向风、纬向风传播位相一致。月内振荡这种同步存在阶段性。典型偏旱年(1999)则不然。旱、涝年大气环流低频振荡在纬向传播上差异显着,偏涝年不仅季节内振荡西传较强,月内振荡也同样比偏旱年明显。8)山东内陆及周边包括华北地区冬季降水有很高的一致性,但半岛东北部有很强的地域特点。产生这一局地气候现象的原因并非单一的“半岛效应”,也不是主要由半岛地形所致。冬季风背景下大气环流的高低指数循环导致冷、暖位相交替,大地形和海陆分布在环渤黄海的低层大气形成区域性次天气尺度的定常扰动;中高层大气层结稳定,低层不稳定,海洋向大气输送热量和水汽,以浅对流形式在半岛东北部产生降水。
周连童[4]2007年在《引起华北持续干旱的环流异常型及其与西北干旱区热力变化的关联》文中研究说明鉴于我国华北地区从1977年之后发生持续性干旱的严重性,本研究利用我国气候资料、ERA-40和NCEP/NCAR的再分析资料从观测事实、动力理论和数值模拟分析了引起华北地区持续干旱的环流异常型及其与西北干旱区热力变化的关联。分析结果如下:(1)我国夏季降水在1976年前后发生了一次明显的跃变,从1977年到2000年,华北地区和黄河流域夏季降水明显减少,并导致了持续性干旱的发生;而西北地区和长江流域夏季降水明显增加。(2)华北地区上空对流层中下层发生的暖高压、鄂霍兹克海地区的高压脊和西太平副热带高压是影响华北地区夏季气候变异的主要环流系统。并且,从1977年之后,欧亚大陆对流层下层环流异常分布产生了一个与1977年之前的分布相反的遥相关波列,且我国东部季风区与西部干旱区的纬圈环流也于1977年之前的分布相反。这就是从1977年之后,华北地区上空700hPa出现反气旋型环流异常,并出现明显的偏北风异常,且下沉气流异常加强,水汽输送出现辐散,且200hPa西风带偏南,华北上空西风减弱,这些都不利于华北地区夏季降水,造成华北地区自1977年之后降水偏少,发生了持续性的干旱。(3)华北地区夏季环流异常与西北干旱、半干旱区的热力变化有很明显的关联。西北干旱、半干旱区春、夏季地气温差异常从1977年之后都增强了,特别是春季感热输送从1977年之后明显增强,从相关分析可知,当西北地区春季感热输送异常偏高时,华北地区夏季降水偏少,而长江流域夏降水偏多;并且,分析结果还揭示了从1977年之后西北干旱、半干旱区春季感热输送偏强,这导致了西北地区夏季上空出现明显的上升气流异常,而华北地区上空夏季出现下沉气流异常,这个下沉气流的加强不利于华北地区夏季降水,故引起华北地区夏季降水的减少,并发生持续性的干旱。(4)利用倾斜位涡理论分析西北干旱区春季感热异常对于东亚大气环流位涡异常的影响,表明:由于西北干旱区地气温差(Ts-Ta)和感热输送自1977年之后明显增强,而此地区对流层上层温度却明显下降,这种热力变化使得此地区pθ从1977年之后变成负距平,并且,低层垂直位涡分量也随之变成负距平,这种位涡变化有利于西北干旱区气旋性环流异常的加强,并造成上升气流异常的加强和夏季降水的增多,从而有利于纬圈环流的发展。正是由于此纬圈环流的发展,导致了华北地区上空对流层低层pθ从1977年之后由负距平变成正距平,这不仅有利于华北地区上空反气旋式环流异常的加强,而且还有利于下沉气流异常的加强,从而导致华北地区夏季降水偏少,发生持续性干旱。(5)RegCM3模拟结果表明了,当西北地区春季感热增强时,我国华北地区南部夏季降水偏少,而长江流域和西北地区夏季降水偏多。并且在华北上空下沉气流异常加强,这不利于华北地区夏季降水偏多。
许浩[5]2016年在《珠穆朗玛峰东绒布冰芯离子记录的过去1000a气候变化》文中指出气候变化对人类的生存与发展有着重要而深刻的影响。研究历史气候变化并分析其机理,对我们了解现代气候的过程及变化趋势具有很大帮助。青藏高原由于其海拔高、气温低,有大量的山地冰川分布,是极地以外重要的冰川分布区。随着全球变暖,青藏高原正在发生的环境变化逐渐成为全球关注的焦点。冰芯记录具有分辨率高、保真度好、信息丰富、时间尺度长等优势,是研究气候变化的良好载体。青藏高原冰芯能够记录青藏高原周边区域乃至北半球的气候变化信息。2002年在珠穆朗玛峰东北坡的东绒布冰川(27°59'N,86°55′E,6518 m a.s.l.)钻取了一支108.8米长的冰芯。本研究以东绒布冰芯主要离子和δD同位素为主要指标,采用EOF、M-K检验、小波分析等方法,对比了冰芯记录与大气环流各因子的关系,并探讨了冰芯离子记录的过去1000a气候变化,研究的主要结果如下。1.对冰芯离子进行EOF分析,结果表明,陆源离子(Mg2+, Ca2+, SO42-和NO3-)在EOF1的载荷较高,海洋离子(C1-和Na+)在EOF2的载荷较高。EOF1与夏季亚洲大陆地表气压呈正相关关系(中心位于蒙古及周边区域),而EOF2与夏季亚洲大陆的地表气压呈负相关关系。进一步的检测表明,亚洲大陆高压增强、温度偏低时,青藏高原南部区域受大陆气团影响增强而南亚季风气团影响减弱,此时与大陆气团相关联的陆源离子输送增加而海洋离子输送减少(EOF1偏高EOF2偏低)。当亚洲大陆低压增强、温度偏高时,陆地低压吸引南亚季风气团深入北上,青藏高原南部地区南亚季风的影响增强而大陆气团的影响减弱,因此冰芯海洋离子输送增加而陆源离子输送减小(此时EOF2偏高的EOF1)。陆源离子和海洋离子可作为青藏高原南部地区大陆气团与南亚季风气团强度的替代指标。2.对比了过去1000a EOF1和EOF2的关系发现,在-1380年以前,EOF1和EOF2有着共同的变化趋势,呈现出正相关关系；～1380年之后EOF1和EOF2呈负相关关系。突变检测显示在过去1000a EOF1呈上升趋势,突变时间点在～1382年,EOF2呈下降趋势,突变时间点在～1358年。从Ca2+和Clm-所指代的蒙古高压和青藏高原南部南亚季风的变化来看,蒙古高压在-1382年以前较弱,～1382年以后显着增强,～1382-1900年期间有过4次偏弱的时段；青藏高原南部的南亚季风在～1358年之前较强,在～1358年后开始减弱,在～1600-1700年有过一次短暂的增强阶段,其余的时间段都是偏弱的。这表明青藏高原大气环流模式在～1358-1382年前后发生了转型,这和中世纪暖期-小冰期的气候转型相一致。依据冰芯记录推测,在中世纪暖期气候偏暖,陆地低压强,南亚季风能够深入北上,青藏高原南部降水增多,在此时段冰芯离子浓度主要受到季风降水量影响,陆源离子和海洋离子有共同的变化趋势。进入小冰期以来,陆地高压增强,南亚季风中心南移,此时喜马拉雅地区季风降水减少,冰芯离子浓度主要受到大陆气团和季风气团强度的影响,降水量影响减弱,由于气团相互作用,陆源离子和海洋离子呈现负相关关系。虽然青藏高原南部地区的季风在减弱,但是喜马拉雅以南低纬度地区的南亚季风增强,这可能和南亚季风槽的南移有关。从大气环流的形式来看,自小冰期以来青藏高原南部地区环流模式一直持续到现在。3.冰芯离子与主要气候模态的分析表明,亚洲-太平洋涛动(APO)指数与EOF1负相关而与EOF2正相关。太平洋年代际涛动指数(PDO)与EOF1正相关而与EOF2负相关。进一步分析表明当APO增强(PDO偏弱)时,以蒙古地区为中心的亚洲大部地区地表气压偏低,对流层气温偏高,太平洋东部地区气压偏高、温度偏低,此时青藏高原南部地区大陆气团减弱,季风气团增强,陆源离子输送减少,海洋离子输送增加；APO减弱(PDO偏强)时,蒙古及周边区域气压偏高、温度偏低,太平洋东部地区气压偏低、温度偏高,此时青藏高原南部地区南亚季风增强、大陆气团强度偏弱,因此海洋离子的输送增加而陆源离子的输送减小。APO和PDO通过对大气环流的作用影响到青藏高原南部的离子传输。冰芯离子记录与南方涛动指数(SOI)对比发现,EOF1偏高(偏低)和EOF2偏低(偏高)的年份,南方涛动指数偏低(偏高)。交叉小波和小波相干分析表明EOF时间序列和SOI有共同的高能量区,这证实了东绒布冰芯离子记录与ENSO的相关性。进一步的检测表明SOI偏高时青藏高原南部地区大陆气团会减弱,南亚季风气团会增强,导致海洋离子输送增多而陆源离子输送减少。青藏高原南部地区和澳大利亚达尔文(Darwin)地区地表气压的同相位变化把ENSO和青藏高原南部离子传输关联到了一起。APO、PDO和ENSO都是大尺度大气环流异常现象,这种环流异常和青藏高原地区大气环流相互之间紧密相关,各气候模态之间也存在显着的关联性。正因为如此,各种气候模态通过对大气环流的作用影响了青藏高原南部的离子传输,冰芯离子记录了这种气候变化信息。
王庆[6]2003年在《山东夏季降水与东亚夏季风以及大气环流异常的关系》文中提出利用山东26个代表站1961～2001年夏季降水、1961～2001年副高特征指数以及1958～1998年NCEP／NCAR再分析月平均风场、高度场、比湿、OLR等资料，对山东夏季发生旱涝的北半球大气环流、副热带高压、东亚夏季风以及季风区水汽输送等异常特征进行了合成对比分析。对山东夏季旱涝形成的原因，从季风区水汽输送和出现降水异常的物理机制等方面进行了较深入的研究。本文的研究工作对深入研究山东夏季降水异常的成因、改进和提高山东夏季旱涝预报具有明显的理论意义和应用价值。 基于Z指数构造的区域旱涝等级指标，对山东夏季旱涝等级进行了分类。结果表明，山东夏季旱涝存在着明显的阶段性和群发性的特征。1961～1978年雨涝发生频繁，1979～1992年是干旱的群发阶段，雨涝较少。通过对夏季旱涝等级指数的Morlet型和Mexican hat型小波变换分析，发现山东夏季旱涝指数主要存在着2～5年和7年左右的周期振荡。 分析对比旱涝年不同层次高度场以及高低层散度场，结果发现，在春夏季旱涝年，高度场几个主要的距平中心以及115～130°E区域高(200hPa)低(925hPa)层散度场基本呈现出反位相分布特征，北半球夏季存在的东亚-太平洋遥相关型(EAP型)对山东夏季降水产生重要影响。夏涝年，500hPa高度场从欧亚大陆到太平洋中高纬度出现-、+、-、+的距平波列，鄂霍茨克海高压减弱，西太平洋副热带高压偏北，印度低压加深，热带地区低层辐合、高层辐散，赤道辐合带增强，副热带地区低层辐散、高层辐合，热带和山东地区盛行上升气流，Hadley环流加强。夏旱年则相反。 通过对旱涝年水汽输送与山东夏季降水的相关分析，山东夏季降水和水汽输送SVD分析，发现：影响山东夏季降水的水汽输送“关键区”主要位于热带印度洋、南海-西太平洋、中国大陆-日本海以及山东上游西风带地区。热带印度洋以纬向水汽输送为主，中国大陆-日本海季风区以经向水汽输送为主。5～6月来自上述“关键区”水汽输送对山东夏季降水异常均有贡献。7月虽然来自热带印度洋季风区的水汽输送通量达到最大值，但7～8月它们对山东夏季降水异常的贡献并不显着，相反来自南海-西太平洋、中国大陆-日本海的水汽输送以及西风带天气系统对山东夏季降水异常的贡献较显着。另外，山东夏季降水与前期(冬季、春季)和同期(夏季)“关键区”的水汽输送通量均有较好的相关性，春季相关程度最高。 分析基于海陆热力差异建立的东亚夏季风指数，发现该指数具有准2～6年的周斯性振荡，能较好地反映西太平洋副热带高压、中高纬度西风带天气系统(北方冷空气)等异常特征。强指数年，500hPa环流形势呈EAP遥相关型，副热带高压偏北，山东夏季以多雨年份居多；弱指数年则相反，500hPa环流形势呈反EAP型，副热带高压偏南，山东夏季以少雨年份居多。 通过分析强弱季风年春、夏季热带地区OLR场的分布特征，发现热带地区的对流活动与山东夏季降水之间存在着遥相关关系。两者遥相关的机制是热力强迫激发的准定常Rossby波向较高纬度的传播。春季热带对流活动对山东夏季降水异常的贡献比夏季更显着。强季风年与山东夏涝年相联系，热带印度洋一菲律宾群岛、南海一热带西太平洋对流活动偏强，热带东太平洋地区对流活动偏弱，Walker环流加强。弱季风年与山东夏旱年则相反。 通过分析山东夏季降水与东亚夏季风以及大气环流异常的物理过程，得出了如下物理概念模型:热带印度洋以及南海-热带西太平洋地区对流加强(减弱)吟热带地区垂直上升(下沉)气流增强峥热带印度洋和南海一西太平洋地区水汽输送通量增加。朔引峥上升(下沉)运动所释放(吸收)的凝结潜热产生正(负)反馈机制促进了上升(下沉)运动的发展吟热带地区低层辐合(辐散)、高层辐散(辐合)峥副热带和东太平洋地区低层辐散(辐合)、高层辐合(辐散)峥产生正(负)的经向和纬向环流幼赤道Hadley和撇Iker环流加强(减弱)吟低纬度向中纬度输送的热量和角动量增加(减少)峥夏季风偏强(偏弱)睁激发大气环流EAP(反EAP)遥相关型峥山东地区盛行上升(下沉)气流吟副热带高压偏强偏北(偏弱偏南)峥山东夏季降水增多(减少)。
齐冬梅[7]2008年在《南亚高压活动与高原季风演变的关系分析》文中研究表明基于ECMWF再分析资料、我国台站降水和气温资料,从夏季高原季风环流系统特点出发,定义了能较好表征高原夏季风环流变化的特征指数。通过合成分析、相关分析、Morlet小波分析、曲线拟合等分析方法,分析了高原夏季风年际、年代际变化特征,并揭示了高原夏季风强弱异常时的环流特征及高原夏季风对中国夏季气候的影响,进一步分析了高原夏季风与华西秋雨的关系,最后讨论了南亚高压东西位置异常与高原夏季风的关系,并分析了南亚高压和高原夏季风对川渝盆地夏季气候的影响。主要结论有以下几个方面:(1)用6-8月600hPa(27.5~30°N ,80~100°E )范围内平均的西风分量距平与(35~37. 5°,80~100°E )范围内平均的东风分量距平差定义了高原夏季风指数(PMI)。该指数计算简单,意义清楚,代表性好,且与中国夏季降水和气温相关很好。将该指数与之前汤懋苍定义的指数进行性能综合比较后,发现该指数对川渝地区的夏季降水和气温以及华西秋雨的预测有更好的指示意义。分析其周期变化后发现,1958-2002年高原夏季风整体呈增强趋势,在20世纪60年代中期之前是高原夏季风的强盛期,之后是高原夏季风弱期,在80年代以后又转为高原夏季风强期。(2)高原夏季风异常偏强或偏弱的年份,高度场、流场、垂直环流及我国夏季降水和温度都有明显的变化。高原夏季风的变化,通过南亚高压、西太平洋副高、低层环流场的异常变化,对我国广大地区的夏季气候产生重要影响。高原夏季风与中国夏季降水的正相关区主要位于新疆西部、高原东部及南部、云南西北部、川东及长江下游江浙一带;川西、甘肃、河套和华北地区为明显的负相关区,华南也为负相关区。气温形势与降水配合,高原夏季风与同期气温的正相关区位于新疆北部、青海北部、高原东北侧、河套及甘肃一带,华南沿海也为正相关区;负相关区在新疆西部、川东及长江下游江浙一带。表明高原夏季风对中层大气圈环流气候有重要影响。(3)高原夏季风与华西秋雨呈反相关关系。当高原夏季风偏强时,华西秋雨偏弱;反之,当高原夏季风偏弱时,华西秋雨偏强。高原夏季风和华西秋雨均以7年左右的年际变化、12年左右的年代际变化为主。从它们的多年变化规律中可看出两者呈反位相变化。合成分析表明,华西秋雨的多年变化与大气环流的多年变化有密切关系。500hPa上副高偏北偏西时,是华西秋雨偏多阶段;副高偏南偏东时,秋雨偏少。高原夏季风与华西秋雨联系的机理是,高原夏季风异常通过强迫后期500hPa东亚大气环流异常来制约华西秋雨的多寡。利用前期高原夏季风的强弱预测华西秋雨是有意义的。(4)南亚高压与高原夏季风及西太平洋副高有很好的对应关系。当南亚高压异常偏东时,100hPa上整个北半球的位势高度场升高, 600hPa上北半球高度距平为“+-+”分布,青藏高原上空存在高度正距平,600hPa上低压偏弱,流场上出现反气旋式距平环流,气流向四周辐散,高原夏季风偏弱。500hPa上对应副热带高压向我国大陆内部西伸,其西端控制了川渝盆地东部,从而使盆东少雨,川渝盆地气温偏高,而盆西位于副高西北边缘的上升气流中,盆西多雨;而当南亚高压异常偏西时相反,100hPa上整个北半球的位势高度场均降低,600hPa上北半球高度距平为“-+-”分布,青藏高原上空存在高度负距平,600hPa上低压偏强,流场上出现气旋式距平环流,气流从四周向中心辐合,高原夏季风偏强,500hPa上副热带高压东退至海上,盆东位于副高西北侧边缘附近,受副热带锋区的影响,多气旋和锋面活动,有利于降水发生,而盆西水汽条件不足,降水偏少,川渝盆地气温偏低。
廖荣伟[8]2011年在《中国东部季风湿润区大气水分收支特征的研究》文中研究指明本文利用NECP/NCAR1、NECP/NCAR2、ECMWF(ERA40)的再分析资料,以及中国160台站月平均降水资料和中国757台站夏季(6～8月)月平均降水资料,运用经验正交函数分解(EOF)、小波分析、奇异值分解(SVD)、M-K检验等统计方法以及相关、合成诊断方法,对中国东部季风湿润区大气水分收支的气候特征,水汽输送及降水的时空分布特征进行了较为系统的分析研究。其中着重分析了冬季、夏季大气水分收支高低值年(代)对应的水汽输送异常、大气环流异常、冬夏季风强弱、经向风异常和降水异常等问题。运用RegCM3模式对中国东部季风湿润区冬夏大气水分收支高低值年(代)对应的水汽输送、水汽通量散度及降水进行了模拟试验。全文主要结论归纳如下:⑴中国东部季风湿润区多年平均的大气水分收支,年总和与四季均为水分收入。水汽输送在春季和夏季最强,大气水分收入最多,对净收入的贡献最大;秋季和冬季的水汽输送较弱,大气水分收入较少。⑵多年平均的季风湿润区南边界为主要的水汽输入区;西边界全年水汽输入,东边界水汽输出。水汽输送计算得到的大气水分收支年循环在2～10月为水分收入,水汽通量散度和P? E计算得到的大气水分收支在2～9月为水分收入。⑶水汽输送和水汽通量散度计算的大气水分收支垂直分布情况较为接近。四季的大气水分收支垂直分布各不相同,在对流层低层,春季和夏季以水分收入为主,秋季和冬季以水分支出为主;在对流层中上层,四季均以水分收入为主。整个区域在850hPa为水分支出外,其余各层均为水分收入。四季大气水分收支的长期变化趋势明显,在几十年里表现出显着的线性趋势。⑷对年总和及四季大气水分收支时间序列进行M-K检验,揭示了存在的突变现象;通过小波分析,发现上述时间序列的周期表现为2～4年。⑸运用EOF方法对冬、夏季降水场,水汽输送场进行分解,揭示了冬、夏季水汽输送及降水的异常时空分布特征。运用SVD分解,发现冬、夏季经纬向水汽输送与降水的第一对奇异向量场具有同相变化关系。⑹冬季大气水分收支时间序列的高低指数年能够指示季风湿润区经向风的异常变化,还能够指示东亚冬季风的强弱和降水的异常变化。高值年,蒙古冷高压和阿留申低压偏弱,东亚大陆对流层低层盛行异常偏南风。季风湿润区30°N以南有强烈地上升运动,配合南海、孟加拉湾的暖湿水汽输送,可使大气水分收入增多,造成降水异常增加;而低值年则相反。合成的异常水汽输入集中在900～600hPa之间,其中西、南边界为水汽输入区,而东、北边界为水汽输出区。合成的大气水分收入的经向变化占净收入变化的91.3%。合成的异常降水中心量值可达40mm以上,而水分收支年代际变化合成的异常降水中心量值可达30mm以上。冬季的平均流造成季风湿润区水汽辐合,瞬变波造成水汽辐散。高值年季风湿润区的瞬变偏南水汽输送强,南海的瞬变偏南水汽输送弱;低值年则相反。⑺夏季大气水分收支时间序列的高低指数年能够指示中国东部季风湿润区经向风的异常变化,对季风湿润区的降水变率具有指示意义。合成的整层水汽输送在东亚–西太平洋区表现为经向叁极子型。不同层次的大气环流异常有利于外部的异常水汽输入,可造成大气中的水分增多,降水增加。降水的差异由经向水分收入与支出的变化造成,纬向的收支变化对此差异贡献只有经向的1/4。⑻夏季高值年代,东亚夏季风偏弱,副热带高压偏西、偏强,亚洲热低压偏弱,对流层低层为异常气旋式辐合,异常偏南风盛行,外界有较多水汽输入,上升运动强烈,有利于降水的产生;低值年代则相反。合成的边界水汽异常输入输出主要集中在900～500hPa之间。高值年代,5月以前的降水偏少,对应经纬向水汽输送负异常,6～8月偏多,对应经纬向水汽输送正异常,10月以后经纬向水汽输送正异常,降水负异常;低值年代则相反。⑼夏季瞬变水汽通量高值区较冬季北抬,瞬变波造成水汽辐散。夏季高值年代季风湿润区的瞬变偏南水汽输送强,南海的偏西水汽输送强。根据NECP1、NECP2、ERA-40资料得出的大气水分收支时间序列具有相同的变化趋势,在水汽输送、水汽通量散度的合成场上分布形式较为一致。⑽RegCM3模式对于冬、夏季季风湿润区降水的分布具有较好的模拟能力。SWT2模拟结果的水汽输送场比SWT1与再分析资料结果相似性更好,揭示了夏季更大的海陆热力差异可能是影响大气环流发生异常的原因之一。
徐康[9]2013年在《东部和中部型ENSO模态及其对中国降水影响的差异》文中指出厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是热带太平洋大尺度海气耦合作用的主要模态,其对全球气候异常有着极其重要的影响。研究证据表明,热带太平洋存在两种不同类型且相对独立的ENSO事件,即以热带东太平洋海表面温度(SST)异常为主的东部(Eastern-Pacific, EP)型ENSO和以热带中太平洋SST异常增暖(变冷),热带西太平洋和热带东太平洋SST变冷(增暖)的中部(Central-Pacific, CP)型ENSO。本论文以EP和CP型ENSO为研究核心,从海洋和大气多个角度深入分析两类ENSO的海气耦合模态和周期变化等主要特征,重点探讨EP和CP型ENSO事件分别对热带大气响应和东亚气候异常的关联,并利用国际耦合模式比较计划5(CMIP5)发布的多情景下全球气候系统模式模拟结果,通过对EP型和CP型ENSO模拟能力的评估,试图揭示两种类型ENSO自然振荡属性及其未来对全球气候变化的可能响应。主要结论概括如下：(1)东部型和中部型ENSO事件分别表现出显着的年际尺度(2-7年)和年代际尺度(10-15年)周期变化特征,并以纬向偶极型和叁极型模态于热带太平洋SST和次表层海温(SOT)场之间相互耦合。当CP型ENSO处于成熟位相时,暖SOT异常中心位于日界线(180°)以西地区,其可能导致Nino4区的SOT增温,同时引起热带中太平洋SST增暖。根据SVD分析结果中SOT场的第一和第叁模态所对应的时间系数定义为东部型次表层指数和中部型次表层指数,该指标不仅与其它学者定义的两类ENSO指数具有较高的相关性,而且它们具备良好地描述和区分EP型和CP型的ENSO事件的能力。此外,20世纪80年代后SOT在年代际时间尺度上振幅明显增强这一事实说明,CP型ENSO事件的频率和强度均呈现出上升趋势,且在过去30年里CP型ENSO事件明显加强了对全球气候的影响。(2)EP型和CP型El Nino对热带纬向和垂直环流的响应存在显着差异,根据热带地区海气耦合关系重新定义EP型和CP型SO指数。EP-SO和CP-SO分别与EP型和CP型El Nino模态相互耦合,并呈现出年际(2-7年)和年代际(10-15年)的周期振荡特征。两种不同类型SO指数还将有效地描述热带地区不同的海气耦合作用：当EP-ElNino事件发生时,热带太平洋Walker环流异常表现为大尺度偶极型单圈环流结构；当CP-E1Nino事件发生时,Walker环流异常呈现出纬向叁极型双圈环流结构。此外,EP型和CP型SO事件与中国冬春季节降水的关系在全国范围均呈现相反特征,而两类SO事件与中国夏秋季节的降水呈相反特征的地区却分别只集中于长江中下游地区和华南地区。以中国南方冬季降水为例,EP型ENSO往往造成我国南方冬季降水偏多,而CP型ENSO时,南方降水异常偏少,这种相反关系主要体现于年际变化尺度上,同时造成冬季降水异常显着差异的主要原因是西北太平洋异常反气旋环流差异。因此,进行预测东亚季风区季节性降水时必须考虑两类ENSO与我国降水之间关联的差异性。(3)通过评估CMIP5发布的20个气候模式在工业革命前(Pre-industrial)控制实验中模拟EP型和CP型ENSO耦合模态的能力发现,当前气候系统模式对热带太平洋SST年际变率的模拟能力强于年代际变率,且气候系统模式模拟EP-ENSO的能力相对强于CP-ENSO。所有CMIP5气候模式能够模拟出EP型ENSO的耦合模态,但仅12个模式能够真实反映CP型ENSO的耦合模态。基于这12个气候模式集合结果发现,EP型ENSO模态主要表现出显着的年际变率,而CP型ENSO模态主要表现为多年代际振荡。由于Pre-industrial控制实验仅仅考虑自然因子,因此,CP-ENSO的多年代际周期振荡和EP-ENSO的年际变化特征均属于气候系统中自然变率的结果。(4)CMIP5气候系统模式对两类ENSO的空间耦合模态和周期变化等主要特性具有较好的历史再现能力,即EP-ENSO呈现为纬向偶极型海气耦合模态,并以年际尺度振荡为主要特征,而CP-ENSO呈现为纬向叁极型海气耦合模态分布,并主要以年代际尺度变化为特征,同时可以反映CP型El Nino事件发生频率增多和强度增强的趋势。21世纪在未来全球变暖背景下,热带太平洋EP型和CP型ENSO的空间耦合模态和周期变化等主要特性仍将维持,它们的模态强度较历史模拟结果有所增强,而且未来EP型和CP型El Nino事件亦呈现频率增多和强度增强的趋势。此外,造成热带太平洋SST长期趋势变化的主要原因是外源强迫因子的作用,CP型ENSO的年代际周期变化不仅是气候系统中的自然振荡,而且人为温室气体强迫对CP-ENSO年代际周期变化的影响并不显着。
高留喜[10]2003年在《山东春季降水特征与成因分析》文中提出本研究应用1961-1998年共38年的山东省81个地面站春季各月(3、4、5月)的降水资料及美国国家环境预报中心与美国国家大气研究中心(NCAR／NCEP)再分析的高空月平均资料，分析了山东春季降水的时空分布特征，将春季旱涝年对应的大气环流进行了对比，讨论了500hPa高度场的变化与山东春季降水异常的联系，发现了朝鲜-日本上空500hPa高度场异常是影响山东春季降水异常的关键因素之一。 山东春季降水分布呈现由东南向西北递减的趋势；南北差异明显，东南部的降水接近西北部的两倍。随月份推移，降水逐渐增加，春季各月(3、4、5月)降水分别占春季降水的17％、36％、47％。山东春季降水的年际变化与降水分布类似，东南部变化大，西北部变化小。春季降水有明显的年际变化，有4.8～6年左右的周期。山东春季容易出现干旱。 应用自然正交函数展开(EOF)方法，分析了山东省38年春季月、季降水量。发现前3个典型场就基本能反映山东省春季降水分布的主要特征，其累积方差贡献率为81％，前3个典型场为：总体一致型(方差贡献率为63％)、东南-西北反位相型(方差贡献率为11％)、西南-东北反位相型(方差贡献率为7％)。这3种空间分布型分别有各自的年际变化规律。另外，山东春季降水空间分区可分为4个区：Ⅰ区(南部区)，包括日照、临沂、枣庄、济宁；Ⅱ区(半岛区)，包括烟台、威海、青岛和潍坊东部；Ⅲ区(西部区)，包括荷泽、聊城；Ⅳ区(北部区)包括德州、滨州、东营、济南、泰安、莱芜、淄博、潍坊西部。山东春季各月(3、4、5月)EOF分析表明，总体同旱同涝是各月降水分布的基本型。 根据山东春季旱、涝年的划分，对典型春涝年和典型春旱年的大气环流形势进行了合成分析。结果表明，山东省春季涝年与旱年的环流形势存在明显的差异：异常多雨年，贝加尔湖以西的广大中高纬地区高度场降低，我国东部到日本的高度场明显升高，亚洲中高纬地区呈现纬向环流。异常少雨年，贝加尔湖地区高度升高，日本、朝鲜半岛附近高度场降低，亚洲中高纬地区盛行经向环流。这种异常环流型与大气环流的欧亚遥相关型一致。影响山东春季降水的50OhPa高度场的最主要关键区在朝鲜一日本上空。孟加拉湾的水汽输送是山东地区春季降水的重要水汽条件。 应用奇异值分析方法，诊断分析了50OhPa高度场与山东春季降水的关系。进一步证实了影响山东春季(3一5月)各月和季平均降水的同期50OhPa高度场 上最主要的关键区在朝鲜一日本上空。500hPa高度距平场西低东高型是造成山东 春季降水偏多的主要形势，其中东高比西低更为重要。山东春季各月降水异常型 不完全相同，影响山东春季各月降水的SO0hPa高度场的关键区也有差异。冬季 日本东北部500hPa高度场升高(降低)，春季山东南部降水偏多(少)，因此冬 季日本东北部50OhPa高度场可以作为预测山东春季降水的前期预报因子。
参考文献：
[1]. 山东夏季降水异常与大气环流的关联[D]. 杨士恩. 中国海洋大学. 2004
[2]. 华北降水时空变化及降水量减少影响因子研究[D]. 郝立生. 南京信息工程大学. 2011
[3]. 山东降水的多尺度性与地域特征研究[D]. 于群. 中国海洋大学. 2011
[4]. 引起华北持续干旱的环流异常型及其与西北干旱区热力变化的关联[D]. 周连童. 中国科学院研究生院（大气物理研究所）. 2007
[5]. 珠穆朗玛峰东绒布冰芯离子记录的过去1000a气候变化[D]. 许浩. 南京大学. 2016
[6]. 山东夏季降水与东亚夏季风以及大气环流异常的关系[D]. 王庆. 中国海洋大学. 2003
[7]. 南亚高压活动与高原季风演变的关系分析[D]. 齐冬梅. 中国气象科学研究院. 2008
[8]. 中国东部季风湿润区大气水分收支特征的研究[D]. 廖荣伟. 中国气象科学研究院. 2011
[9]. 东部和中部型ENSO模态及其对中国降水影响的差异[D]. 徐康. 南京信息工程大学. 2013
[10]. 山东春季降水特征与成因分析[D]. 高留喜. 中国海洋大学. 2003