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西南地区秋季干旱的年代际转折及其可能原因分析

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大气科学 2016年第2期40卷 311-323页

作者：张顾炜曾刚倪东鸿周国兵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/气象灾害教育部重点实验室南京210044 大连市气象服务中心大连116600 高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 重庆市气象局重庆401147

采用1961～2012年中国气象局753站降水和温度资料、NCEP/NCAR全球大气再分析资料、NOAA海表温度资料等,应用观测统计分析和全球大气环流模式NCAR CAM5.1数值模拟,基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,对我国西南秋季干旱的年代际转折及其可... 详细信息

采用1961～2012年中国气象局753站降水和温度资料、NCEP/NCAR全球大气再分析资料、NOAA海表温度资料等,应用观测统计分析和全球大气环流模式NCAR CAM5.1数值模拟,基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,对我国西南秋季干旱的年代际转折及其可能原因进行了分析。观测分析结果表明：（1）西南秋季干旱的主要分布型为全区一致型;西南秋季SPEI在1994年发生年代际突变,突变后（前）为偏旱（涝）期。（2）西南秋季偏旱期的主要环流特征是,西太平洋副热带高压位置偏西、面积偏大、强度偏强,南支槽偏弱,西南地区存在下沉运动。（3）热带东印度洋—西太平洋的海表温度年代际升高对西南秋季SPEI在1994年发生年代际突变有重要作用,该关键海区海表温度异常升高,一是会使秋季西南地区500 h Pa高度场偏高,南支槽减弱;二是产生偏强的Hadley环流,使得我国西南地区存在下沉运动;三是会在西太平洋激发气旋性环流,使我国西南地区被偏北气流控制,削弱了向我国西南地区的水汽输送,容易造成该地区的秋季干旱。应用NCAR CAM5.1全球大气环流模式进行了关键海区海表温度年代际变化的敏感性试验,验证了观测分析结果,即秋季关键海区海表温度年代际升高对西南秋季年代际变旱有重要作用。

关键词：标准化降水蒸散指数中国西南地区秋季干旱年代际转折

人类活动排放的CO_2及气溶胶对20世纪70年代末中国东部夏季降水年代际转折的影响

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气象学报 2019年第2期77卷 327-345页

作者：王欢李栋梁南京信息工程大学大气科学学院/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044

全球变暖背景下,中国东部夏季降水在20世纪70年代末开始较19世纪呈现东北及长江中、下游地区多雨,华北及华南少雨的特征。与此同时,人类活动排放的CO_2及气溶胶量也发生了明显的年代际变化。文中利用地球系统耦合模式(CESM)诊断了中国... 详细信息

全球变暖背景下,中国东部夏季降水在20世纪70年代末开始较19世纪呈现东北及长江中、下游地区多雨,华北及华南少雨的特征。与此同时,人类活动排放的CO_2及气溶胶量也发生了明显的年代际变化。文中利用地球系统耦合模式(CESM)诊断了中国东部夏季的水分收支对人类活动排放的CO_2及气溶胶年代际变化的响应。发现CO_2排放量增加后,江淮流域的水汽辐合以及中国南方的水汽辐散主要是与质量辐散有关的动力项及与湿度梯度相关的热力项共同作用的结果,但动力作用更显著。气溶胶效应则主要通过动力作用使得江淮流域水汽辐合,而中国南方地区水汽辐散。虽然CO2和气溶胶对辐射量及温度的影响差别很大,但通过改变温度梯度,热成风效应产生的动力作用都会导致江淮流域上升运动增强,降水增多;而中国南方下沉运动显著,降水减少,与观测结果一致,且CO2相较于气溶胶的影响更为显著,证实了20世纪70年代末人类活动对中国东部夏季降水年代际转折的影响。

关键词：中国东部夏季降水年代际转折人类活动地球系统耦合模式水分收支

春夏东亚大气环流年代际转折的影响及其可能机理

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气象学报 2013年第3期71卷 440-451页

作者：朱志伟何金海钟珊珊尚可南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室大气科学学院南京210044

通过多变量联合经验正交函数分解(MV-EOF)方法揭示了近30年(1979-2010年)春季和夏季东亚大气环流所发生的年代际转折及其与中国南方降水年代际季节反相变化的内在联系,探讨了局地性大气热源年代际变化影响东亚大气环流年代际转折的可能... 详细信息

通过多变量联合经验正交函数分解(MV-EOF)方法揭示了近30年(1979-2010年)春季和夏季东亚大气环流所发生的年代际转折及其与中国南方降水年代际季节反相变化的内在联系,探讨了局地性大气热源年代际变化影响东亚大气环流年代际转折的可能机理。结果表明:(1)东亚大气环流春季第1模态和夏季第2模态在20世纪90年代中期都发生了明显的年代际转折;(2)与春季大气环流第1模态和夏季大气环流第2模态年代际转折相对应的是中国南方降水明显的年代际季节反相变化,即春季降水年代际减少,夏季降水年代际增多;(3)春季青藏高原和夏季贝加尔湖地区大气热源年代际变化对东亚大气环流年代际转折有一定贡献,是造成中国南方降水年代际季节反相变化的直接原因;(4)春季青藏高原大气热源的年代际减弱,使高原东南侧的西南风减弱,导致中国南方上空水汽输送不足,春季降水减少。夏季贝加尔湖大气热源偶极型分布由"南负北正"转变为"南正北负",由此在贝加尔湖上空激发高压异常,使夏季雨带北进受阻而停滞于南方,造成中国南方夏季降水增多。

关键词：年代际转折东亚环流主模态中国南方降水

华南秋季干旱的年代际转折及其与热带印度洋热含量的关系

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大气科学学报 2017年第5期40卷 596-608页

作者：曾刚高琳慧南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/大气科学学院江苏南京210044

采用1961—2014年逐月全球标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)数据集、ORA-S4海温资料及NCEP/NCAR再分析资料,对华南地区秋季干旱的年代际转折及其与热带印度洋热含量的关系进行了研究。结... 详细信息

采用1961—2014年逐月全球标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)数据集、ORA-S4海温资料及NCEP/NCAR再分析资料,对华南地区秋季干旱的年代际转折及其与热带印度洋热含量的关系进行了研究。结果表明:华南秋季SPEI主要表现为全区一致变化型,且具有明显的年代际变化特征,在1988年发生了年代际转折,转折后(前)为偏旱(涝)期。进一步分析表明,华南秋季SPEI与同期热带西印度洋海洋热含量变化呈显著的正相关关系,即当秋季热带西印度洋热含量偏低时,华南地区SPEI偏小,易发生干旱。热带西印度洋热含量异常影响华南秋季干旱的可能机制为:秋季热带印度洋热含量变化表现为"年代际变化是热带西印度洋热含量异常影响华南秋旱年代际变化的重要环节,因此用NCAR CAM5.1全球大气环流模式进行了热带东印度洋—西太平洋海表温度年代际变化的敏感性试验,证实该区海表温度年代际升高对华南秋季年代际干旱具有重要作用。

关键词：华南秋季干旱标准化降水蒸散指数热带印度洋热含量年代际转折

气候变暖背景下全球海温对中国东部夏季降水年代际转折的影响

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热带气象学报 2019年第3期35卷 398-408页

作者：王欢李栋梁四川师范大学地理与资源科学学院四川成都610101 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/气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室江苏南京210044

针对1970年代末及1990年代初中国东部夏季降水(ECP)的年代际变化格局,采用EOF分解、相关分析、回归分析等统计方法诊断了全球海表面温度对ECP年代际变化前两个模态(EOF1、EOF2)的影响。发现大西洋多年代际振荡(AMO)序列,印度洋偶极子(D... 详细信息

针对1970年代末及1990年代初中国东部夏季降水(ECP)的年代际变化格局,采用EOF分解、相关分析、回归分析等统计方法诊断了全球海表面温度对ECP年代际变化前两个模态(EOF1、EOF2)的影响。发现大西洋多年代际振荡(AMO)序列,印度洋偶极子(DMI)序列,太平洋年代际振荡(PDO)序列与ECP前两个模态时间系数(PC1、PC2)相关性较好,结合各海温指数的年代际变化特征,发现ECP在1970年代末受PDO及DMI的影响在低纬及中纬度地区分别呈现EOF1、EOF2的正位相分布特征;而在1990年代初受AMO及PDO的影响主要呈现EOF1的特征。由各海温指数及PC1、PC2重建的ECP分布特征可知,AMO及DMI与PC1重建的ECP型相近,对ECP的影响范围集中在低纬地区。除去变暖影响的DMI及PC1回归的高度场中发现一个源起大西洋的波列,黄河以北为异常反气旋中心,以南为异常气旋中心,低层南风异常,水汽被输送到北方,导致中国北方降水增加,南方降水减少。PDO与PC2重建的ECP型相近,对ECP的影响集中在中纬度地区。二者回归得到中国东部低层北风异常,水汽在长江流域辐合,长江流域降水增加。

关键词：中国东部夏季降水年代际转折全球海温统计分析

南海季风爆发的年代际转折与东亚副热带夏季降水的关系

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热带气象学报 2019年第6期35卷 831-841页

作者：赵小芳王黎娟陈红王志强南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 海南省气象台海南海口570203 东航股份上海飞行部上海201100

利用1979—2016年NCEP再分析资料,分析了南海季风爆发的年代际转折与东亚副热带夏季降水的关系。结果表明:南海夏季风爆发时间在1993/1994年出现年代际转变,1979—1993年爆发时间相对偏晚,夏季华南降水偏少,长江中下游至日本南部降水偏... 详细信息

利用1979—2016年NCEP再分析资料,分析了南海季风爆发的年代际转折与东亚副热带夏季降水的关系。结果表明:南海夏季风爆发时间在1993/1994年出现年代际转变,1979—1993年爆发时间相对偏晚,夏季华南降水偏少,长江中下游至日本南部降水偏多;1994—2016年爆发时间偏早,夏季华南降水偏多,长江中下游到日本南部降水偏少。南海季风爆发时间年代际转折与夏季东亚副热带降水关系可能受到菲律宾越赤道气流强度的调控,季风爆发时间与菲律宾越赤道气流有显著正相关,且均在1993/1994年间存在年代际转变。在1994—2016(1979—1993)年南海夏季风爆发偏早(晚),菲律宾越赤道气流偏弱(强),澳大利亚北部有偏北(南)风异常,将暖池的热量往赤道输送,使得赤道对流增强(减弱),产生异常上升(下沉)运动汇入Hadley环流上升支,增强(减弱)的Hadley环流导致下沉主体偏北(南),促使副高脊线偏北(南),从西北太平洋(孟加拉湾)往华南地区(江淮到日本南部)输送水汽增强,所以华南(江淮到日本南部)夏季降水偏多。

关键词：南海季风年代际转折夏季降水副热带高压

中亚夏季极端高温1990s中期年代际转折及其可能机理

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中亚夏季极端高温1990s中期年代际转折及其可能机理

作者：董啸南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文利用1979-2020年美国CPC逐日日最高气温、NCEP/NCAR全球大气再分析数据等资料以及6个CMIP6模式的历史全强迫模拟试验和仅自然强迫模拟试验的逐日日最高气温数据集,基于相对阈值法定义了中亚地区的夏季极端高温频率(高温日数,HAD)和... 详细信息

本文利用1979-2020年美国CPC逐日日最高气温、NCEP/NCAR全球大气再分析数据等资料以及6个CMIP6模式的历史全强迫模拟试验和仅自然强迫模拟试验的逐日日最高气温数据集,基于相对阈值法定义了中亚地区的夏季极端高温频率(高温日数,HAD)和高温强度(HI),探究了全球变暖背景下中亚地区夏季极端高温1990s中期年代际转折及其可能机理。本文得到的主要结论如下:(1)自然因素可能是导致中亚夏季极端高温增加速率低于同纬度相邻地区的主要原因。1979-2020年夏季欧亚大陆极端高温频率和强度的“+-+”纬向三极型结构以及在1990s中期发生的年代际转折是自然变化的主要特征,而其整体一致增强变化主要是由于人为引起的全球变暖造成的。在自然因素影响下,中亚整体的极端高温频率和强度变化速率分别为-0.07 days/a和-0.01℃/a,低于同纬度东欧和中国北部;而在全球变暖影响下,三个区域的极端高温频率和强度速率均有不同程度的增加,特别是中亚极端高温频率和强度速率由负转正,但仍低于东欧和中国北部。(2)基于CMIP6全强迫(包含人为和自然强迫)和仅自然强迫的历史模拟试验结果,发现近40年中亚地区夏季极端高温的频率和强度在仅自然强迫下是下降趋势,现实中的增加主要是由于人为作用的全球变暖导致的。采用概率比和归因风险比例指标,发现人为强迫会导致中亚地区年极端高温日数多于4 days的概率增加约4倍,年极端高温强度超过1℃的概率增加近2倍。通过随机森林特征重要性的方法,发现自然和人为强迫分别对全强迫试验中近40年中亚夏季极端高温频率的贡献为15.77%和84.23%,对极端高温强度的贡献分别为8.38%和91.62%。(3)通过对观测气温去除线性趋势,发现近40年中亚夏季极端高温变化与仅自然强迫历史模拟的结果基本一致:极端高温的频率和强度均呈现下降趋势(-0.4 days/10a和-0.1℃/10a),且在1990s中期出现了由偏高到偏低的年代际转折,其中1983-1997年是偏暖期,1998-2016年是偏冷期。对比两个时期的大气环流分析发现,北大西洋和欧亚大陆上空200 h Pa的水平风异常均表现出交替的反气旋和气旋波列,但两个时期中心强度相反。在偏暖期,北大西洋上空为气旋和位势高度负异常,中亚上空为反气旋和位势高度正异常;在偏冷期,北大西洋上空为反气旋和位势高度正异常,中亚上空为气旋和位势高度负异常。进一步研究发现北大西洋年代际振荡(AMO)与这样的环流异常存在密切联系,其影响机制表现为:偏暖的北大西洋海温异常引起海盆上空位势高度增加和反气旋异常,通过中纬度遥相关波列导致同样是波列一环的中亚上空出现气旋异常和位势高度负异常,局地高压减弱,形成不利于极端高温发生的条件;而偏冷的北大西洋海温异常则通过同一条波列导致中亚上空形成有利于极端高温发生的条件。通过CAM5.3数值模式设计了两组敏感性,试验结果验证了观测结论。因此,本文认为当前的AMO缓解了中亚夏季的变暖和极端高温的发生发展,并且如果未来AMO转变为负位相,中亚的极端高温可能比目前严重。

关键词：中亚极端高温全球变暖大西洋年代际振荡年代际转折

西南地区秋季干旱的年代际转折及其可能原因分析

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西南地区秋季干旱的年代际转折及其可能原因分析

第32届中国气象学会年会

作者：张顾炜曾刚倪东鸿周国兵大连市气象局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/气象灾害教育部重点实验室高原大气与环境四川省重点实验室重庆市气象局

采用1961—2012年中国气象局753站降水和温度资料、NCEP/NCAR全球大气再分析资料、NOAA海表温度资料等,应用观测统计分析和全球大气环流模式NCAR CAM5.1数值模拟,基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,对我国西南秋季干旱的年代际转折及其可... 详细信息

采用1961—2012年中国气象局753站降水和温度资料、NCEP/NCAR全球大气再分析资料、NOAA海表温度资料等,应用观测统计分析和全球大气环流模式NCAR CAM5.1数值模拟,基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,对我国西南秋季干旱的年代际转折及其可能原因进行了分析。观测分析结果表明:西南秋季干旱的主要分布型为全区一致型;西南秋季SPEI在1994年发生年代际突变,突变后（前）为偏旱（涝）期;西南秋季偏旱期的主要环流特征是,西太平洋副热带高压位置偏西、面积偏大、强度偏强,南支槽偏弱,西南地区存在下沉运动;热带东印度洋—西太平洋的海表温度年代际升高对西南秋季SPEI在1994年发生年代际突变有重要作用,该关键海区海表温度异常升高,一是会使秋季西南地区500 h Pa高度场偏高,南支槽减弱;二是产生偏强的Hadley环流,使得我国西南地区存在下沉运动;三是会在西太平洋激发气旋性环流,使我国西南地区被偏北气流控制,削弱了向我国西南地区的水汽输送,容易造成该地区的秋季干旱。应用NCAR CAM5.1全球大气环流模式进行了关键海区海表温度年代际变化的敏感性试验,验证了观测分析结果,即秋季关键海区海表温度年代际升高对西南秋季年代际变旱有重要作用。

关键词：标准化降水蒸散指数中国西南地区秋季干旱年代际转折

来源： cnki会议评论

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东亚春夏大气环流年代际转折及其可能机理

东亚春夏大气环流年代际转折及其可能机理