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IOD Modoki事件对华南后汛期降水异常的影响及可能机理

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大气科学学报 2024年第3期47卷 425-437页

作者：陈业雁金大超史瀛龙张茜柳春粤港澳大湾区气象监测预警预报中心(深圳气象创新研究院) 广东深圳518100 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 无锡学院大气与遥感学院江苏无锡214105 安徽省气象台安徽合肥230031

利用1979—2019年CN05.1中国区域高分辨率降水格点数据、英国Hadley中心观测海温数据、ERA5逐月大气再分析资料及大气环流模式,研究了华南后汛期期间(7—9月)IOD Modoki事件与华南后汛期降水异常的关系及可能机理。观测资料结果表明,华... 详细信息

利用1979—2019年CN05.1中国区域高分辨率降水格点数据、英国Hadley中心观测海温数据、ERA5逐月大气再分析资料及大气环流模式,研究了华南后汛期期间(7—9月)IOD Modoki事件与华南后汛期降水异常的关系及可能机理。观测资料结果表明,华南后汛期降水异常与热带印度洋中部(东和西部)海温异常呈显著正(负)相关关系,表现为印度洋IOD Modoki或印度洋三极子事件的空间分布型。滤除ENSO信号影响后,华南后汛期降水异常仍和IOD Modoki存在较为密切的联系。IOD Modoki正异常对华南后汛期降水异常的影响有以下途径,一方面,异常水汽从热带印度洋东部向西输送至热带中印度洋后,在北半球受科氏力作用向东输送至华南地区,为华南地区提供了充足的水汽条件,并且对华南地区降水正异常的主要水汽辐合贡献为平均水汽的水平扰动散度项和扰动引起的平均水汽垂直平流项。另一方面,热带东南印度洋海温负异常,通过Mastuno-Gill响应引起对流层低层自热带东南印度洋至热带中印度洋有东南风异常,增强了70°E附近的越赤道气流,在北半球向东输送至西北太平洋,这引起了华南地区对流层低层气旋式环流异常。另外,热带东印度洋对流层低(高)层异常辐散(辐合),华南地区低(高)层异常辐合(辐散)增强了东亚地区的局地Hadley环流,有利于华南地区降水的产生。再者,IOD Modoki引起南亚季风区受异常下沉运动控制,并通过季风-荒漠机制引起副热带北大西洋东部、北非荒漠区及地中海西部周围正涡度异常,激发了沿急流向下游传播的准静止Rossby波,增强了日本海高压异常和华南及邻近地区对流层低层气旋式环流异常。上述原因均有利于华南地区降水的产生,反之亦然。上述结果在数值模式中亦得到了验证。

关键词： IOD Modoki 华南后汛期降水异常环流异常

2000年以来贵州最强梅汛期降水异常成因分析

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山地气象学报 2024年第3期48卷 1-11页

作者：杜小玲蓝伟陈波贵州省气象台贵州贵阳550002 贵州省气象数据中心贵州贵阳550002 贵州省黔西南布依族苗族自治州气象局贵州兴义562400

【目的】为揭示2000年以来贵州最强梅汛期降水异常成因。【方法】利用天擎降水资料挑选出了2000年以来贵州最强梅汛期年份及其降水特征,再利用NCEP/NCAR再分析资料及风云FY-2G黑体亮温(TBB)资料,诊断分析最强梅汛期贵州降水异常偏多的... 详细信息

【目的】为揭示2000年以来贵州最强梅汛期降水异常成因。【方法】利用天擎降水资料挑选出了2000年以来贵州最强梅汛期年份及其降水特征,再利用NCEP/NCAR再分析资料及风云FY-2G黑体亮温(TBB)资料,诊断分析最强梅汛期贵州降水异常偏多的原因及极端降水成因。【结果】(1)2020年梅汛期贵州累计降水量是1961年以来的次多年,是2000年以来的降水最异常年份;暴雨集中在6月上旬—7月上旬,6月23日和29日降水强度具有极端性。(2)2020年梅汛期贵州频繁的暴雨过程及极端暴雨与江淮梅雨的大背景密不可分。(3)2020年梅汛期影响贵州的中尺度低涡系统频繁,中尺度对流系统十分活跃。这些中尺度系统大多初生于贵州西部,在贵州省内发展加强,并产生暴雨天气,MCC是6月23日及29日极端降水的直接影响系统。(4)2020年梅汛期低空急流异常活跃,尤其是6月下旬初、下旬末及7月上旬后期出现了3段持续时间长、强度强劲的低空急流,为梅汛期的持续性暴雨过程、范围最广的3次暴雨过程及极端暴雨提供了异常充沛的水汽条件。【结论】研究结果为进一步做好梅汛期持续性暴雨、致洪暴雨和极端暴雨预报提供了依据。

关键词：梅汛期降水异常极端降水中尺度对流系统低空急流

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湖南夏季降水异常特征及其影响因子

自然科学 2024年第5期12卷 1057-1062页

作者：王晶晶黄俊翔曾麒麟陈青向钢邵阳市气象局湖南邵阳隆回县气象局湖南邵阳

利用湖南省32个观测站1960~2013年夏季降水资料和同期NCEP/NCAR提供的再分析资料,分析了湖南夏季降水的年代际变化,异常降水与500 hPa高度场、850 hPa风场、水汽收支的关系。结果表明:湖南夏季降水在1992年和2002年发生了突变;湖南地区... 详细信息

利用湖南省32个观测站1960~2013年夏季降水资料和同期NCEP/NCAR提供的再分析资料,分析了湖南夏季降水的年代际变化,异常降水与500 hPa高度场、850 hPa风场、水汽收支的关系。结果表明:湖南夏季降水在1992年和2002年发生了突变;湖南地区夏季降水异常偏少时,500 hPa中高纬地区高度场相对较平直,西太平洋副热带高压偏东偏弱,850 hPa上太平洋海区到华南一带出现大范围的气旋性环流异常,湖南为异常的东北气流控制。降水异常偏多年500 hPa中高纬西高东低形势明显,850 hPa北方为异常反气旋式环流,异常东北风会导致冷空气向南入侵。各边界流入、流出湖南水汽量的多寡会影响湖南夏季降水的多少;西风和南风水汽越强时越利于湖南降水,影响湖南净水汽量最主要的边界是南边界,南边界流入水汽的多少直接关系到湖南夏季降水的多少。Using the 32 observation stations in Hunan Province from 1960 to the summer of 2013 and the reanalysis data provided by NCEP/NCAR in the same period, analyzed the decadal variation of summer precipitation in Hunan Province, and the relationship between abnormal precipitation and 500 hPa height field, 850 hPa wind field, and water vapor balance was studied. The results show that: Hunan summer precipitation mutations occurred in 1992 and 2002;when the summer precipitation in Hunan region is abnormal, height field in the mid to high latitudes at 500 hPa is relatively flat, and the position of the western Pacific subtropical high is eastward and weak. There is a large-scale cyclonic circulation anomaly from the Pacific Ocean to southern China at 850 hPa, and Hunan is controlled by an abnormal northeast airflow. In years with abnormally high precipitation, the high latitudes at 500 hPa show a trend of being higher in the west and lower in the east. The northern part of 850 hPa has an abnormal anticyclonic circulation, and abnormal northeast winds can cause cold air to invade southward. The amount of water vapor flowing into and out of Hunan at each boundary will affect the amount of summer precipitation in Hunan;the stronger the west wind and south wind, the more favorable it is for precipitation in Hunan. The main boundary that affects the net water vapor in Hunan is the southern boundary, and the amount of water vapor flowing into the southern boundary directly affects the amount of summer precipitation in Hunan.

关键词：降水异常合成分析水汽收支

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西南雨季降水异常大气环流特征

自然科学 2024年第5期12卷 1041-1056页

作者：李璘琪毛文书彭育华成都信息工程大学大气科学学院四川成都简阳市云龙金马学校四川成都

为了研究造成西南雨季降水异常的大气环流特征,利用西南地区81个气象站1960~2022年的逐日气象降水量观测数据和同期NCEP/NCAR逐月再分析数据集,水平分辨率为2.5˚ × 2.5˚,运用合成分析和显著性检验等现代气候统计诊断分析方法对西南地... 详细信息

为了研究造成西南雨季降水异常的大气环流特征,利用西南地区81个气象站1960~2022年的逐日气象降水量观测数据和同期NCEP/NCAR逐月再分析数据集,水平分辨率为2.5˚ × 2.5˚,运用合成分析和显著性检验等现代气候统计诊断分析方法对西南地区63年来雨季降水异常的高低层大气环流场、其他物理量场以及水汽输送场进行了研究,结果表明:1) 西南雨季降水空间分布不均,雨季降水三个大值区,分别位于四川省中部雅安、峨眉山和乐山一带,云南南部地区以及云南西部地区,且多雨区和少雨区呈交替分布。西南雨季降水长期变化趋势呈微弱递减的趋势,且存在明显的年际变化特征,总的来说降水偏多年主要集中在70年代以前,偏少年集中在2005年以后,西南地区降水有一定的年代际变化特征。2) 多雨年南亚高压较常年偏弱,南支槽活跃,贝加尔湖高压增强,整体为经向环流,西南地区产生显著的西南风异常,有利于对西南地区的水汽输送,有利于降水。少雨年南亚高压较往年偏强,高压中心偏东,整体为纬向环流,中南半岛西北风异常风场形势不利于孟加拉湾水汽向西南地区的输送,会导致降水偏少。西南雨季的垂直运动具有区域性,多雨年在云南西南部和四川东部垂直运动较强。少雨年在四川东部垂直运动较强。3) 多雨年孟加拉湾中部存在一气旋性距平水汽输送,其南侧有显著的西南向水汽通量输送带,说明孟加拉湾南部对西南地区的水汽输送加强。在两广和湖南一带有反气旋性距平水汽输送,南侧存在东南向水汽通量距平,表明来自南海的水汽向贵州、重庆及四川东部输送加强。西南地区多雨年的水汽通量散度距平从南向北表现为“辐合–辐散–辐合”的空间分布,水汽汇集的大值区位于四川东部和云南的南部。少雨年云南存在气旋性水汽通量距平,印度半岛东部有反气旋性水汽通量距平,前者后部和后者前部的北向水汽通量距平在中南半岛汇合,减弱了孟加拉湾北部对西南地区的输送。从孟加拉湾南部来的西南向水汽通量距平在中南半岛转为自西向东的水汽通量距平,不利于水汽向西南地区输送。少雨年西南地区水汽汇集的主要地带分别位于四川东部、重庆一带和云南的东部和南部。在云南西部和贵州的水汽通量散度距平很小,虽有水汽的汇集和辐散,但造成当地水汽变化不是很明显。多、少雨年的水汽辐合区均在云南中部和南部、四川东部,但多雨年在这两地水汽辐合强度远远大于少雨年。In order to study the characteristics of atmospheric circulation that cause precipitation anomalies in the rainy season in Southwest China, daily meteorological precipitation observation data from 81 meteorological stations in Southwest China during 1960⁓2022 and monthly NCEP/NCAR reanalysis data set of the same period were used, with a horizontal resolution of 2.5˚ × 2.5˚. By using the modern climate statistical diagnostic analysis methods such as synthesis analysis and significance test, the high and low layer atmospheric circulation field, other physical quantity field and water vapor transport field of the rainy season precipitation anomaly in Southwest China in the past 63 years are studied. The results show that: 1) The spatial distribution of rainy season precipitation is uneven in southwest China. The three regions with high rainfall value are located in Ya’an, Mount Emei and Leshan in central Sichuan Province, southern Yunnan and western Yunnan respectively, and the regions with heavy rainfall and low rainf

关键词：西南地区降水异常环流形势水汽通量水汽通量散度

2021年5月江西降水异常偏多特征及成因分析

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气象与减灾研究 2024年第1期47卷 34-41页

作者：谢佳杏董保华郭泓张勇平罗少华江西省气候中心江西南昌330096 江西省气象服务中心江西南昌330096 新余市气象局江西新余338001

2021年5月江西省降水异常偏多,多项降水指数突破历史极值,异常的降水在累计降水量、降水强度、日降水量等方面表现出极端性。利用1961—2021年江西省83站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2021年5月江西降水异常偏多的主要原因... 详细信息

2021年5月江西省降水异常偏多,多项降水指数突破历史极值,异常的降水在累计降水量、降水强度、日降水量等方面表现出极端性。利用1961—2021年江西省83站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2021年5月江西降水异常偏多的主要原因。结果表明:5月大气环流异常是造成江西降水偏多的直接原因,欧亚中高纬500 hPa层环流呈“两脊一槽”的分布特征,受北大西洋三极子正位相影响,中国东北及周围地区位势高度为负距平,东北冷涡异常活跃,中高纬环流经向度增加,冷空气不断南下为降水提供了环流条件。西太平洋副热带高压月内加强西伸,为降水提供充足的水汽条件。此外,南海夏季风爆发偏晚和5月在印度洋活跃的热带季节内振荡对5月江西降水偏多有一定的指示意义。

关键词：降水异常大气环流南海夏季风季节内振荡

华南前汛期降水异常与太平洋海表温度异常的关系

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地球物理学报 2013年第8期56卷 2583-2593页

作者：强学民杨修群南京大学大气科学学院南京210093 解放军理工大学气象海洋学院南京211101

利用近50年华南地区站点逐日降水观测资料和全球大气、海洋分析资料,分析了华南前汛期降水异常的变化特征及其与太平洋海温异常的联系.结果表明,近50年来华南前汛期降水总体呈现减少趋势.影响华南前汛期降水异常的太平洋海温异常型是一... 详细信息

利用近50年华南地区站点逐日降水观测资料和全球大气、海洋分析资料,分析了华南前汛期降水异常的变化特征及其与太平洋海温异常的联系.结果表明,近50年来华南前汛期降水总体呈现减少趋势.影响华南前汛期降水异常的太平洋海温异常型是一个类似于ENSO的西太平洋暖池模态,即显著海温异常区域位于西太平洋暖池.西太平洋暖池区域(120°E—180°E,20°S—20°N)前期冬季海温异常同华南前汛期降水存在显著的负相关关系,是具有预报意义的海温关键区.该关键区海温异常影响华南前汛期降水的可能物理过程是:当前期冬季暖池异常偏暖时,菲律宾周围地区对流活动加强,导致Walker环流及东亚太平洋中低纬局地Hadley环流增强;该异常通过影响东亚-太平洋遥相关波列,使前汛期期间西太平洋副高加强西伸,脊线位置偏北,同时副热带西风急流减弱北退.随着Hadley环流上升支的增强,东亚副热带地区下沉运动也增强了,华南地区对流活动受到抑制.而且由于副高的增强,经过其北侧向华南地区的西南水汽输送辐合也减弱了,因此前汛期降水偏少.冷海温年的情形则相反,华南前汛期降水偏多.近50年来华南前汛期降水总体呈现趋势性减少正是由于前冬西太平洋暖池趋势性增暖所致.

关键词：华南前汛期降水异常西太平洋暖池海表温度异常

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2020年夏季重庆降水异常偏多成因分析

气象 2022年第9期48卷 1116-1129页

作者：唐红玉吴遥董新宁何慧根魏麟骁张驰重庆市气候中心重庆401147

2020年夏季,重庆降水量为1961年以来同期第三多,6—7月为同期最多,极为异常。利用1961—2020年夏季重庆34个气象台站逐日降水和NCEP/NCAR逐日高度场、风场、相对湿度场等再分析资料及NOAA逐月海温场资料,采用相关、合成等现代统计诊断方... 详细信息

2020年夏季,重庆降水量为1961年以来同期第三多,6—7月为同期最多,极为异常。利用1961—2020年夏季重庆34个气象台站逐日降水和NCEP/NCAR逐日高度场、风场、相对湿度场等再分析资料及NOAA逐月海温场资料,采用相关、合成等现代统计诊断方法,分析了2020年重庆地区夏季降水出现异常偏多的主要原因。结果表明:2020年夏季,尤其是夏季6—7月,欧亚地区大气环流高低纬度呈“+-+”环流型分布,环流的经向度明显,出现重庆夏季典型多雨的第一型环流配置,从而造成夏季降水的异常偏多。外强迫信号分析表明:2019年秋冬季至2020春季ENSO暖事件使重庆夏季降水偏多的确定性概率增加,同时2019年秋季赤道印度洋偶极子正异常助推了2020年重庆夏季降水的异常偏多,两事件同时发生时其作用相互叠加,造成了重庆夏季降水的极端异常偏多。影响重庆夏季降水异常的主要外强迫信号包括ENSO和印度洋偶极子,提前监测和关注它们对重庆夏季降水预测意义重大。

关键词： 2020年夏季降水异常环流型海温异常分析

华北夏季降水异常与华南前汛期降水异常的关系

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高原气象 2023年第2期42卷 272-282页

作者：郝立生丁一汇天津市气候中心天津300074 国家气候中心北京100081

为改进华北夏季降水异常的预测能力、寻找前期异常信号的监测预测指标,本文利用1961-2020年华北、华南夏季降水资料,美国环境预报中心和大气科学研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospher... 详细信息

为改进华北夏季降水异常的预测能力、寻找前期异常信号的监测预测指标,本文利用1961-2020年华北、华南夏季降水资料,美国环境预报中心和大气科学研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)的再分析环流资料、向外长波辐射资料(Outgoing Longwave Radiation,OLR),采用相关、合成和环流异常回归重构等方法,分析了华南前汛期(5-6月)降水异常与华北夏季(7-8月)降水异常的联系。结果表明:(1)华北夏季(7-8月)降水异常通常与华南前汛期(5-6月)降水异常呈反位相关系,即如果华南前汛期降水偏多,对应华北夏季降水就会偏少,反之亦然。华南前汛期降水异常可以作为华北夏季降水异常监测预测的一个前期指标。东亚夏季风造成对流层低层水汽输送异常和北半球夏季热带低频信号传播造成对流层中低层环流异常是两地降水呈反位相变化的联系机制。(2)在水汽输送方面,如果5-6月东亚副热带夏季风偏强,即东亚西南南风(SSW)显著偏强,华南水汽来源会偏少,造成华南前汛期(5-6月)降水异常偏少。到7-8月,印度夏季风显著偏强、东亚副热带夏季风进一步增强,华北水汽来源显著偏多,造成华北夏季(7-8月)降水异常偏多。反之,华南前汛期(5-6月)降水异常偏多,华北夏季(7-8月)降水异常偏少。(3)在动力环流方面,如果5-6月,热带印度洋低频信号活跃、西北太平洋低频信号不活跃,伴随印度洋低频信号向东北方向传播,在850 hPa层华南沿海附近形成反气旋性环流异常,对流减弱,造成华南前汛期(5-6月)降水偏少。到7-8月,热带印度洋低频信号仍然十分活跃,原来位于华南沿海的反气旋性环流异常向东北方向传播到长江下游至东部海上,反气旋北侧的华北地区为气旋性环流,对流偏强;另一方面,伴随低频扰动在对流层中高层向高纬传播,会形成沿高空西风急流传播的扰动波列,扰动位置相对固定,在贝加尔湖附近为负距平、朝鲜半岛附近为正距平,造成贝加尔湖高空槽加深、副热带高压在朝鲜半岛附近加强,形成“东高西低”的阻挡形势,有利于华北产生上升运动。即华北夏季对流上升运动增强,造成华北夏季(7-8月)降水偏多。反之,华南前汛期(5-6月)降水偏多,华北夏季(7-8月)降水偏少。(4)华南前汛期降水异常对华北夏季降水异常有很好的指示意义。但在有些年份关系并不好,这可能是因为这种关系还受到其他因子如海温变化、热带环流、青藏高原以及中高纬环流变化的调节与影响。

关键词：华北华南夏季降水异常联系机制

基于FLEXPART模式对黄河源区盛夏降水异常的水汽源地及输送特征研究

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高原气象 2019年第3期38卷 484-496页

作者：朱丽刘蓉王欣王作亮文军赵阳谢琰张堂堂中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 中国气象科学研究院北京100000

依据近10年黄河源区流域气象台站的降水观测资料,提取夏季降水最强月对应的异常特征,利用拉格朗日粒子扩散模式(Flexible Particle Dispersion Model,FLEXPART),针对目标时段开展大气粒子群(气块)的后向模拟,着重分析了流域内降水正负... 详细信息

依据近10年黄河源区流域气象台站的降水观测资料,提取夏季降水最强月对应的异常特征,利用拉格朗日粒子扩散模式(Flexible Particle Dispersion Model,FLEXPART),针对目标时段开展大气粒子群(气块)的后向模拟,着重分析了流域内降水正负异常状态下的水汽输送特征及其差异,并评估各水汽源地对流域内三类降水的贡献。结果表明,以“S”型跨赤道输送(“由阿拉伯海至孟加拉湾和印度半岛再由青藏高原西南侧进入黄河源区”)和“几”型输送(“由南中国海经长江中下游平原后途径四川盆地再进入黄河源区”)为代表的南支路径是2012年7月黄河源区对应的主要水汽输送路径;而以东、西风急流作用下的两条远距离输送(“由南中国海至孟加拉湾和印度半岛东北部附近后再经由青藏高原西侧或北侧进入黄河源区”以及“由欧洲平原东部和中亚地区进入青藏高原西侧或北侧后到达黄河源区”)为代表的北支路径是2015年7月黄河源区对应的主要水汽输送路径。在对气块后向模拟追踪的同时,对其运动过程中的比湿变化进行了对应经纬度网格的空间平均,变化特征显示出喜马拉雅山南麓、四川盆地周边、孟加拉湾和青藏高原北侧是黄河源区流域降水对应的潜在水汽源地。由定量评估贡献率的结果可知:青藏高原北侧的广大干旱及半干旱草原地区是2015年7月黄河源区降水的最主要水汽来源,其贡献率高达52.9%;而在2012年,三个主要源地的贡献率差异远不及2015年显著;无论对应何种类型的降水,青藏高原西南部和北侧提供了黄河源区主要可供降水的外来水汽。

关键词：黄河源区降水异常拉格朗日方法后向追踪水汽输