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海温异常对中国汛期降水的影响及预测应用

应用气象学报 2024年第2期35卷 129-141页

作者：陈丽娟王悦颖李维京孙林海李想章大全中国气象科学研究院北京100081 国家气候中心中国气象局气候预测研究开放实验室北京100081

以厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)循环和其他关键区海温对东亚季风关键系统影响机理的科学认知与应用为线索,回顾我国汛期降水业务发布预测的技巧。按照三类雨型划分,1981—2020年每10年的雨型预测正确率分别为50%、60%、50%、70%;按照四类雨... 详细信息

以厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)循环和其他关键区海温对东亚季风关键系统影响机理的科学认知与应用为线索,回顾我国汛期降水业务发布预测的技巧。按照三类雨型划分,1981—2020年每10年的雨型预测正确率分别为50%、60%、50%、70%;按照四类雨型划分,1981—2020年每10年的雨型预测正确率分别为30%、30%、40%、50%,即我国汛期旱涝空间分布型的预测准确率明显提高。筛选预测准确率偏低且有显著洪涝发生年用于复盘,重点分析当年的主要预测依据和预测偏差较大的原因。结果表明:对海温影响东亚夏季风系统机理的有限认知影响很大,包括ENSO循环不同位相的影响、ENSO影响的不对称性、ENSO空间型的变化、印度洋等海域海温异常的影响均起重要作用,提出多因子多时间尺度协同作用理论、客观化预测方法、精细化监测预测影响评估一体化系统建设等有助于提高精准化预测能力和精细化服务水平。

关键词：海温汛期降水预测协同作用

2022年汛期气候预测效果评述及先兆信号分析

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气象 2023年第3期49卷 365-378页

作者：章大全袁媛韩荣青国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

2022年汛期,国家气候中心准确预测了“全国气候年景总体偏差,区域性、阶段性旱涝灾害明显,降水空间差异显著,主要多雨区在我国北方”的总趋势,较好、较早把握了汛期主雨带位置和全国旱涝分布。对东亚夏季风和雨季季节进程“南海夏季风5... 详细信息

2022年汛期,国家气候中心准确预测了“全国气候年景总体偏差,区域性、阶段性旱涝灾害明显,降水空间差异显著,主要多雨区在我国北方”的总趋势,较好、较早把握了汛期主雨带位置和全国旱涝分布。对东亚夏季风和雨季季节进程“南海夏季风5月第3候爆发,长江中下游入梅偏早,梅雨量偏少,以及华北雨季开始偏早,雨量偏多”的预测与实况一致。对夏季台风生成个数较常年偏少,盛夏出现北上台风可能性大的预测与实况基本吻合。准确预测了全国平均气温趋势和高温异常特征。对“夏季我国中东部大部气温偏高,华东、华中、新疆等地高温日数较常年同期偏多,可能出现阶段性高温热浪”的预测与实况一致。主要不足之处是对长江中下游和川渝地区高温干旱的范围和极端程度估计不足。2022年汛期预测重点考虑连续La Ni a事件和印度洋偶极子负位相对东亚夏季风环流的影响,夏季西太平洋副热带高压强度偏强,脊线位置偏北,东亚夏季风偏强,初夏东北冷涡活跃,导致汛期主雨带位于东北、华北和西北地区东部等地。

关键词：气候预测先兆信号东亚夏季风雨带连续La Nina事件

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2022年夏季我国气候异常特征及成因分析

气象 2023年第1期49卷 110-121页

作者：章大全袁媛韩荣青国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

2022年夏季我国气候异常特征突出,区域性、阶段性旱涝灾害明显,降水空间差异显著。利用观测资料和再分析数据,基于合成和相关分析等方法,总结和探讨东亚夏季风和我国气候异常特征及可能成因。结果表明:2022年东亚夏季风季节进程总体提前... 详细信息

2022年夏季我国气候异常特征突出,区域性、阶段性旱涝灾害明显,降水空间差异显著。利用观测资料和再分析数据,基于合成和相关分析等方法,总结和探讨东亚夏季风和我国气候异常特征及可能成因。结果表明:2022年东亚夏季风季节进程总体提前,南海夏季风爆发偏早,华南前汛期、西南雨季、江南和长江中下游梅雨、华北和东北雨季开始均较常年偏早。2022年夏季我国气候总体温高雨少,全国平均气温为1961年以来历史同期最高,全国平均降水量为历史同期第二少,盛夏长江流域发生破纪录的高温伏旱。夏季降水异常的阶段性特征显著,6月上中旬主雨带位于华南,6月下旬至8月,随西太平洋副热带高压明显北跳,多雨区北移至华北、黄淮、东北、西北地区东部等地,我国东部地区降水呈“北多南少”分布。2022年夏季气候异常与海温等外强迫因子密切相关。La Ni?a事件在春季再次发展,赤道中太平洋冷海温加强和海洋性大陆上空对流活跃,热带印度洋偶极子负位相异常偏强,黑潮及延伸区海温偏暖,导致西太平洋副热带高压加强西伸和北抬,对夏季主雨带位置偏北和长江流域持续性异常高温天气起到重要作用。

关键词：夏季降水东亚夏季风西太平洋副热带高压拉尼娜菲律宾异常反气旋

2021年汛期气候预测效果评述及先兆信号分析

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气象 2022年第4期48卷 479-493页

作者：赵俊虎陈丽娟章大全国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

2021年较准确预测了我国汛期(5—9月)“气候状况总体为一般到偏差,旱涝并重,区域性、阶段性旱涝灾害明显,极端天气气候事件偏多,主要多雨区在我国北方”的总趋势。准确预测了海河流域局部、松花江流域、长江上游和下游可能有较重汛情。... 详细信息

2021年较准确预测了我国汛期(5—9月)“气候状况总体为一般到偏差,旱涝并重,区域性、阶段性旱涝灾害明显,极端天气气候事件偏多,主要多雨区在我国北方”的总趋势。准确预测了海河流域局部、松花江流域、长江上游和下游可能有较重汛情。对夏季(6—8月)降水预测不足包括:预测的北方多雨的异常程度与实况存在偏差,即对降水极端性的预测能力有限;预测的西北地区东部和华南东部降水偏多、长江中游偏少与实况相反,对旱情预估不足。6月发布的盛夏(7—8月)预测,扩大了北方多雨区范围,预测长江中下游及其以北地区大范围降水偏多,与实况更吻合。在2021年3月发布汛期预测前,重点考虑了太平洋十年际振荡冷位相、La Nina事件衰减、冬季青藏高原积雪异常偏少和北大西洋三极子正位相等多个先兆信号对东亚夏季风的综合影响,结合动力模式对夏季东亚大气环流的预测信息,成功预测出东亚夏季风偏强和主要多雨区在我国北方地区。而对东亚夏季风环流季节内变化和区域降水极端性的预测有较大偏差,外强迫信号和国内外主要动力气候模式对此的预测能力均有限。最后,将2021年外强迫信号及大气环流与2020年做了对比,指出影响汛期降水因素的复杂性,还需深入开展相关研究。

关键词：气候预测夏季降水先兆信号 La Nina事件

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2021年夏季我国气候异常特征及成因分析

气象 2022年第1期48卷 107-121页

作者：赵俊虎陈丽娟章大全国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

2021年夏季我国天气气候异常特征突出,极端天气气候事件多,东部主要多雨区在我国北方,降水的季节内变化显著,华南前汛期开始偏晚、江淮流域梅雨和华北雨季开始偏早。东亚大气环流季节内变化对降水异常的空间分布影响较大。6月,东北冷涡... 详细信息

2021年夏季我国天气气候异常特征突出,极端天气气候事件多,东部主要多雨区在我国北方,降水的季节内变化显著,华南前汛期开始偏晚、江淮流域梅雨和华北雨季开始偏早。东亚大气环流季节内变化对降水异常的空间分布影响较大。6月,东北冷涡活动频繁,导致东北及邻近区域降水异常偏多,黑龙江、嫩江流域发生严重汛情;东北冷涡的异常活跃可能受到前期北大西洋三极子海温持续正位相的影响。7月,长江下游至内蒙古东部的经向型多雨带及河南特大暴雨,主要受到台风烟花长时间维持和北上、偏强的大陆高压和偏东偏北的西太平洋副热带高压的综合影响;副热带大气环流表现出对前期La Ni a事件衰减的滞后响应可能是重要原因。8月,副热带高压异常偏强、偏南,水汽输送异常辐合区位于我国长江流域,导致持续时间长的“倒黄梅”天气;8月热带大气低频振荡处于印度洋达22 d,平均强度偏强,可能是导致副热带大气环流季节内转折的重要原因。

关键词：气候异常季节内变化东北冷涡河南特大暴雨台风烟花 “倒黄梅”

利用中值检测方法研究近50年中国极端气温变化趋势

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物理学报 2008年第7期57卷 4634-4640页

作者：章大全钱忠华扬州大学物理科学与技术学院

利用中国194个站点1957—2001年的逐日温度观测资料和月平均温度资料,分别采用中值和均值两种极端事件检测方法,检测并比较了中国极端高温事件和极端低温事件的变化趋势和空间分布特征.检测表明,年均极端高温的次数在近50年中趋于上升,... 详细信息

利用中国194个站点1957—2001年的逐日温度观测资料和月平均温度资料,分别采用中值和均值两种极端事件检测方法,检测并比较了中国极端高温事件和极端低温事件的变化趋势和空间分布特征.检测表明,年均极端高温的次数在近50年中趋于上升,而年均极端低温的次数有所减少,这与目前观测结果一致,符合全球变暖的特点.在空间分布上,除西南地区部分站点外,近50年中国大部分地区极端低温事件的年均发生次数趋于减少,而极端高温事件发生频率的变化则呈现出东南沿海地区减少、西北内陆地区增加的分布特点.

关键词：极端事件全球增暖变化趋势中值

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2022年秋季我国气候异常特征及成因分析

气象 2023年第4期49卷 495-505页

作者：洪洁莉陈丽娟王悦颖章大全中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国气象科学研究院北京100081

2022年秋季,全国气候总体呈现暖干的特征,其中南方大部出现持续高温干旱。秋季平均气温为1961年以来历史同期最高。秋季降水季节内变率大,9月全国大部降水偏少,10月降水总体呈现南北少、中间多,11月我国中东部大部降水偏多而西部大部降... 详细信息

2022年秋季,全国气候总体呈现暖干的特征,其中南方大部出现持续高温干旱。秋季平均气温为1961年以来历史同期最高。秋季降水季节内变率大,9月全国大部降水偏少,10月降水总体呈现南北少、中间多,11月我国中东部大部降水偏多而西部大部降水偏少。9—10月环流异常特征显示我国南方上空为偏北风距平,来自南海和西北太平洋的水汽输送条件极差,西北太平洋副热带高压偏强偏西,我国南方受下沉运动控制,有利于大部地区降水偏少、气温偏高,出现持续干旱。海温外强迫影响分析显示,2022年秋季印度-太平洋暖池异常偏暖,热带太平洋中东部偏冷,赤道印度洋西部偏冷,对应赤道印度洋上空纬向季风环流和太平洋上空Walker环流之间为显著的耦合特征。热带印度洋偶极子(TIOD)显著影响区域为江南西部和西南地区东南部,厄尔尼诺-南方涛动显著影响区域是江南大部和华南北部。即2022年秋季我国南方降水异常偏少受到TIOD负位相和拉尼娜状态的协同影响。

关键词：持续高温干旱西太平洋副热带高压季节内变化 La Nina TIOD

去趋势波动分析方法中不重叠等长度子区间长度的确定

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物理学报 2010年第12期59卷 8986-8993页

作者：侯威章大全杨萍杨杰国家气候中心北京100081 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候环境重点实验室北京100029 兰州大学大气科学学院兰州730000 中国气象局北京城市气象研究所北京100089

针对去趋势波动分析方法中参数不重叠等长度子区间长度s的选取,基于信息论的基本原理,提出使用符号分析方法对原始数据进行符号编码,并使用不同的方式对符号序列进行分段、计算互信息函数.细致描述了不同分段方式对原始混沌序列的信息... 详细信息

针对去趋势波动分析方法中参数不重叠等长度子区间长度s的选取,基于信息论的基本原理,提出使用符号分析方法对原始数据进行符号编码,并使用不同的方式对符号序列进行分段、计算互信息函数.细致描述了不同分段方式对原始混沌序列的信息编码能力,以此判断所采用的分段方式能否真实有效地还原原始序列所包含的全部信息.给出了确定最优分段个数或各分段长度的具体方式,确定了不重叠等长度子区间长度s的选取算法,以及判断所研究序列是否适用于去趋势波动分析方法,避免了以往参数s选取中随机性和主观性给计算结果带来的错误信息.进一步将该方法应用于实际温度资料,计算并分析中国1961—2000年逐日平均温度的去趋势波动分析指数分布状况.

关键词：去趋势波动分析参数选择区间最优选取

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中国旱涝极端事件前兆信号及可预测性研究

物理学报 2010年第8期59卷 5896-5903页

作者：张璐章大全封国林兰州大学大气科学学院兰州730000 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

基于百分位,研究了Lorenz系统极端事件的前兆信号分布特征及可预测性;利用前兆信号及接收器算子特征曲线(receiver operator characteristiccurve,ROC曲线)对中国旱涝极端事件可预测性进行研究,得到了极端事件的可预测效果与序列的自相... 详细信息

基于百分位,研究了Lorenz系统极端事件的前兆信号分布特征及可预测性;利用前兆信号及接收器算子特征曲线(receiver operator characteristiccurve,ROC曲线)对中国旱涝极端事件可预测性进行研究,得到了极端事件的可预测效果与序列的自相关性、极端事件的极端程度之间的关系.研究表明,无论是Lorenz系统分量序列还是Palmer干旱指数序列(Palmer drought severity index,PDSI),存在极端事件的可预测性随极端程度增强而增加的现象.同时对各区域极端旱涝事件前兆信号及可预测性进行分析,为中国旱涝极端事件的预测提供一定科学依据.

关键词：极端事件前兆信号可预测性