西南季风期间斯里兰卡降水的年代际、年际变化及其与热带印度洋的联系（英文）

本文主要研究了1979—2016期间斯里兰卡在西南季风期间降水的年代际、年际变化以及与印度洋海温的联系.首先用经验正交的方法分析了斯里兰卡以及周边地区降水的时空分布,发现前两个模态能够解释超过70%的方差.其中第一模态为均一模态,且其PC1以及斯里兰卡7 a滑动平均降水序列都有年代际变化,降水异常在2000年前后异常偏多和偏少.通过合成分析发现2000年之后降水的异常减少与热带西部、中部印度洋的暖海温异常有关.暖海温异常通过调整经向环流引起了斯里兰卡上空的下沉运动,抑制了降水.在第二模态中,负的信号出现在斯里兰卡大部分地区,只有在斯里兰卡北部海角很小地区出现了正的信号.PC2表现出了年际变化,且与热带东南印度洋海温异常有显著的关系.通过Gill-Matsuno响应,热带东南印度洋海温异常造成热带北印度洋上空的气旋性环流异常,引起了水汽的辐合,从而利于降水.     

河北夏季降水异常的变化及其与环流和海温异常的可能联系

利用河北省及周边73个台站1961—2010年夏季降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA太平洋海温资料,应用SVD等多种统计方法探讨了河北夏季降水异常变化及其与环流和同期及前期太平洋海表温度异常(SSTA)的可能联系.研究结果表明:河北省夏季降水异常存在全省一致和东北—西南相反两种模态;夏季欧亚地区500hPa高度场表现为从西到东的负、正、负、正的遥相关型时,河北降水偏多,最明显的区域主要位于河北省的东部;夏季东北部多雨、其他地区(保定、邢台和衡水)干旱与北太平洋SSTA的PDO正位相、赤道中东太平洋SSTA的El Nio位相具有较好的耦合关系;最大协方差分析(MCA)的诊断显示,前期冬季北太平洋SSTA类似PDO正位相且赤道中东太平洋SSTA出现El Nio型态,对河北省夏季多雨(尤其是东北部地区)的预测具有较好的指示意义.夏季850hPa上在我国东部地区表现出明显的偏北(南)风距平,不(有)利于南方暖湿水汽向北的输送,是造成河北夏季降水异常少(多)的主要因素.     

西北地区东部夏季经向水汽输送变化机制分析

利用NCEP/NCAR全球再分析资料以及环流特征量资料,计算分析了东亚夏季风、南亚夏季风和西北地区东部水汽输送的关系,研究了南亚夏季风强弱和热带太平洋海表温度的关系,并通过对热带太平洋对热带印度洋的"充电"作用的验证,探讨了西北东部夏季经向水汽输送变化机制.研究表明,夏季,对西北地区东部经向水汽输送起主要作用的是南亚季风,东亚季风影响不大;前一年秋季赤道中东太平洋SST显著偏暖(冷),El Nin觸o(La Nin觸a)发生,通过沃克环流的影响,使得印度洋SST一致偏暖(偏冷),从而引起大气"Matsuno-Gill型"响应,造成南亚高压偏强(偏弱),致使高原南侧垂直环流出现异常,导致南亚季风偏弱(偏强),并使得西北地区东部水汽通量减弱(增加).     

ENSO事件对松花江流域夏季降水的影响

对1951—2000年的ENSO事件对松花江流域夏季(6—8月)降水的影响进行了分析,结果显示:赤道中东太平洋海温异常与松花江流域夏季降水有很好的相关性,特别是ENSO事件出现后,El Nino事件影响年通常对应于松花江流域夏季降水偏多,La Nina事件影响年松花江流域夏季降水则较常年偏少,且二者通过了置信度α=0.05的显著性检验.这种相关性可用于进行松花江流域夏季降水的预测.     

热带印度洋环流动力与季风相互作用研究进展

围绕中国科学院战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"之子课题"热带印度洋环流动力与季风相互作用及其影响",从热带印度洋上层海洋环流、盐度变异对印度洋典型海气耦合过程的影响、印度洋海气相互作用及其对泛第三极水汽输送的影响方面回顾了热带印度洋环流动力与季风相互作用的研究进展.针对国内外研究发展的现状,提出热带印度洋上层经向、纬向、垂向流系间三维联动机制,海盆尺度热盐再分配对局地海-气模态变异的响应和反馈机制,热带印度洋典型海气耦合模态对泛第三极地区气候变化的影响机理等关键科学问题亟待解决.开展该子课题研究的最终目标是:全面认识和理解热带印度洋上层环流体系,加深印度洋海洋环流动力与海气相互作用及其对泛第三极经向水汽输送作用的理解,提高泛第三极地区气候预测水平,提升丝绸之路海上观测航道监测保障能力,从而为"一带一路"倡议和"21世纪海上丝绸之路"建设服务.     

强弱南海夏季风年水汽输送路径特征分析

提出了一种量化水汽输送路径的方法,基于NCEP／NCAR再分析资料研究了南海强、弱夏季风年水汽输送路径的特征．结果表明：南海强夏季风年水汽输送路径偏东偏南;弱夏季风年水汽输送路径偏西偏北,且弱夏季风年水汽输送路径呈抛物线型．南海夏季风活动和夏季风槽的异常必然引起水汽输送的异常,而南海地区水汽输送强度与前期黑潮区域海温异常存在密切联系．     

热带气旋“桑美”和“碧利斯”降水特征的对比分析

为了分析“桑美”和“碧利斯”云系中的对流发展特征,利用NCEP（the national centers for environ-mental prediction）,对TBB（Temperature of brightness blackbody）高分辨率资料进行2次过程输送通道的对比分析并计算了垂直积分的水汽通量矢量。结果表明：2006年夏季发生在前后不超过一个月的2个热带气旋过程“碧利斯”和“桑美”的特征有着十分显著的差异,“碧利斯”主要受异常活跃西南季风和南海季风的影响,水汽输送强度大,产生了持久的、大范围强降水。“桑美”主要受东亚副热带季风的影响,水汽输送强度仅为“碧利斯”的一半,其登陆后东亚副热带季风明显减弱,造成了降水集中、持续时间短的特点。     

基于卫星和Argo观测的阿拉伯海中北部海表盐度季节和年际变化（英文）

基于美国国家航天局(NASA)发射的水瓶座(Aquarius/SAC-D)卫星和欧洲航天局(ERA)发射的土壤湿度与海洋盐度(SMOS)卫星的观测资料,以及Argo海表盐度资料,重点分析了阿拉伯海中北部海表盐度的季节和年际变化.年平均情况下,Argo、Aquarius和SMOS表现出相似的海表盐度分布形态,均表现了阿拉伯海中北部高达36.5 psu的高盐特征.阿拉伯海中北部海表盐度在2—3月出现最低值,在4月之后快速升高,并在夏季西南季风的成熟阶段达到最高.阿拉伯海中北部海表盐度显著的季节变化与季风风场引起的大量蒸发和平流输送相关.夏季风期间,Ras al Hadd急流将来自阿曼湾的高盐水向东向南输送到阿拉伯海中北部海域,使海表盐度升高并达到最高值;冬季风期间,冬季风环流系统在印度半岛西侧海域形成向北的低盐水输送,造成阿拉伯海中北部海表盐度降低.该低盐水平流在冬季风后期能够影响到阿曼海.阿拉伯海中北部海表盐度年际变化主要与季风驱动的季风环流系统的变化相关,尤其是冬季风期间向北流动的印度西侧沿岸流的强弱与该区域海表盐度年际变化关系密切.     

河北省旱涝的变化特征及其相关的海气异常型分析

利用河北省及邻近区域73个气象站1961—2009年逐年降水资料,同期NCEP/NCAR再分析资料,NOAA太平洋海温等资料,分析了河北省干旱的时空变化特征,并应用奇异值分解、合成分析等方法,研究了河北省典型旱涝年份与同期太平洋海温场和环流场的异常特征.结果表明：河北省旱涝异常的空间型分布主要有2种,这些空间型的时间变化除了具有明显的年际变化外,还存在显著的年代际变化.SVD（奇异值分解）分析揭示的河北省旱涝和海气异常的关系表明,当赤道东太平洋年平均海温异常偏低,北太平洋海盆中部年平均海温异常偏高的年份,河北省大部分地区容易偏涝,反之,易干旱.典型干旱年,500hPa平均高度场上贝加尔湖西南部以及极地500 hPa年平均高度场为正异常,阿留申地区南部为负异常;亚洲中高纬地区环流从西到东呈现-＋-的环流异常纬向分布.而典型雨涝年500 hPa平均高度场上贝加尔湖西南部以及极地500hPa年平均高度场为负异常,阿留申地区南部为正异常;亚洲中高纬地区环流从西到东呈现-＋的环流异常纬向分布.     

长白山地区四季降水量的时空分布规律研究

利用吉林省长白山地区20个气象站的近50年降水量资料,应用经验正交函数展开、小波分析、逐步线性回归等方法分析了长白山地区四季降水量的时空分布规律.结果表明,降水的空间分布呈现出全区一致型(第一空间分布型)、东北-西南反位相型(第二空间分布型)、东南-西北反位相型(第三空间分布型)3种类型.第一空间分布型,整个时间段内春、夏季随时间有变长的趋势,降水异常年份的出现与周期有很大关系,周期明显时,容易出现极端降水异常.第二空间分布型,整个时间段内夏季有3年周期,春、秋、冬季均有5年周期.第三空间分布型,整个时段     

斯里兰卡南部西向沿岸流在西南季风期间的动力学研究（英文）

北半球夏季,北印度洋环流主要受到西南季风流控制,将热带印度洋水体从西向东进行跨海盆输运,然而在斯里兰卡南部沿岸存在一支与西南季风流方向相反的西向沿岸流,即南斯里兰卡沿岸流(SSLCC).本文主要利用ECCO2资料进行南斯里兰卡沿岸流的动力学特征研究.结果表明,SSLCC的形成和孟加拉湾局地环流密切相关.当斯里兰卡穹顶区(SLD)环流偏强时,斯里兰卡南部形成局地气旋式涡旋,斯里兰卡东部沿岸流在SLD西部向南流动,随着气旋式涡旋北部转向西流形成强的SSLCC.相比之下,SLD较弱时,沿岸流仅存在斯里兰卡东部沿岸,斯里兰卡东部沿岸流无法向西转向,SSLCC和西南季风流一起向东流动,其可能的主要原因是局地风应力对SLD产生的强度影响.研究还表明,SLD强度对SSLCC流向和强度有着重要影响.     

近5O年来全球增暖的阶段性特征及其与中国东部夏季降水分布的关系

探讨了自1951年以来全球平均的气温和海温距平的时间演变特征,发现从1951年至今,全球增暖大致可分为3个阶段,分别为冷期、暖期和快速增暖期,时段分别为1951—1978年,1979—1997年和1998年至今。对应这3个阶段,中国东部夏季降水分布有明显差异：冷期,主要多雨区位于中国华北、东北南部、黄淮流域等地区,而长江流域少雨;暖期,主要多雨区位于中国长江流域,而华北和黄淮流域以及华南地区少雨;快速增暖期,降水分布呈南多北少的形势,北纬36。以南降水多,而北纬36°以北降水少。不同阶段ENSO次年的降水分布对阶段平均的雨带分布具有一定贡献,但是贡献大小由ENSO发生的频次多少决定,而ENSO发生频次与全球变暖的关系并非直线相关,暖期ENSO发生频次低于冷期,而快速增暖期最高。而东亚夏季风强度及环流异常分布型式在3个阶段发生了明显改变,可能是导致中国东部夏季降水异常分布的一个重要原因。     

东北地区冬季气温对海温异常响应的研究

利用HadISST OI海温和中国东北地区92站逐日气温资料,使用广义平衡反馈分析方法(GEFA)结合EOF分析方法(GEFA-EOF)研究了近50 a中国东北地区冬季气温对海表温度异常(SSTA)的响应.结果表明:对于热带和北半球中纬度5个海盆来说,东北地区冬季气温异常与同期热带大西洋和北大西洋海温异常有密切关系,与其他海盆关系不显著;热带大西洋的"正—负—正"三极型模态(TA3)以及北大西洋纬向上"正—负—正"三极型模态(NA3)分别对东北地区冬季气温的异常偏低和偏高有显著的强迫作用,且对北部地区的强迫作用大于南部地区.热带大西洋和北大西洋对东北地区冬季气温异常影响的可能途径为:热带大西洋TA3模态通过在北半球激发的"正—负—正"的遥相关波列,致使东亚大槽移至贝加尔湖地区,有利于极地冷空气南下至东北地区,导致该地区的冷冬;北大西洋的"正—负—正"三极型模态(NA3)直接响应使得东亚大槽减弱消失,极地冷空气南下受阻,导致该地区冬季气温异常偏高.     

近43a潮州市蒸发变化特征及其影响因素

利用潮州市气象观测站1969—2011年蒸发量、平均气温、降水、总云量、平均风速、水汽压和相对湿度等资料,采用距平百分率、累积距平、Mann-Kendall、小波分析等方法,分析潮州市蒸发变化特征及其影响因素.结果表明:潮州市蒸发量在20世纪70年代和80年代最多,90年代最少,四季蒸发量的波动比较明显;突变检验表明,20世纪70年代日照时数出现突发性上升,但是没有出现明显突变点;通过对全年和季节蒸发量的周期分析,在比较显著的时间尺度上蒸发量目前处于偏多的时期;年蒸发量减少与平均气温增加关系密切,同时也和夏季日照时数的增加有一定关系.     

ENSO与我国东部夏季雨型异常关系的年代际变化

利用1951-2002年NCEP/NCAR再分析资料、CPC(气候预测中心)Nino3区海表温度序列和NOAA的ERSST资料,研究了ENSO与我国东部夏季雨型的相互关系及其年代际变化.结果表明:我国东部夏季雨型对ENSO事件的响应在1978年有一个明显的突变,在突变前,降水雨型与赤道东太平洋的海温为弱的负相关,而在突变后转为显著的正相关;滑动相关结果显示,近20 a是整个研究时段中二者相关性最强的时期;东亚夏季风和ENSO的相互关系在1978年也经历了一次明显的年代际变化,由弱的正相关转为显著的负相关.这可能是引起ENSO和夏季雨型异常关系年代际变化的原因.     

青藏高原春季500hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国南方降水的关系

利用NCEP/NCAR日平均再分析资料及中国753个测站日降水资料,采用带通滤波、小波功率谱、合成分析等方法研究了青藏高原春季500 hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国南方降水的关系.结果表明,青藏高原春季500hPa纬向风存在明显的10~30 d季节内振荡特征,该低频振荡主要表现为自西向东和自北向南的传播特征.通过位相合成分析发现,这种季节内振荡对我国南方春季降水有重要影响.当高原500hPa纬向风季节内振荡处于2~3位相时(即高原上盛行西风异常),对应于我国南方地区春季降水明显偏多;反之,当季节内振荡处于相反位相时(6~7位相,即高原上盛行东风异常),对应于我国南方春季降水明显偏少.南方春季最大正(负)异常降水的出现滞后于高原季节内振荡的峰值(谷值)位相,其滞后时间为2d.分析结果还表明,高原上空纬向风的季节内振荡活动主要通过中纬度大尺度环流异常对我国南方春季降水产生影响.     

BCC_S2S预报长江上中游流域夏季降水精度评估

为评估我国国家气候中心季节-次季节预报模式产品(BCC_S2S)在长江上中游流域对日降水和夏季极端降水事件的预报性能,本文基于BCC_S2S模式在2005-2020年的每周两次滚动预报未来60天降水回报格点数据,把格点预报降水双线性插值到站点,将其与站点观测降水进行对比分析。通过相关系数、均方根误差和平均误差三个指标,评估模式预报日降水的性能;对于极端降水事件,依照百分位法定义极端降水,基于HSS指标评估单站极端降水,并利用层次聚类方法划分区域性极端降水类型,进一步评估预报性能。结果表明：BCC_S2S模式在各季节日降水的预报性能随预见期的增加而下降,在预见期大于5~10日后,进入低预报技巧阶段;将长江上中游划分为六个子区域进一步分析,各区域平均的相关系数仍然是在预见期较短时较高,平均误差表明预报模型在流域中东部区域整体呈现出正偏差,金沙江流域则是负偏差,均方根误差同样在流域中东部偏大;通过分析三个指标的箱型分布图,表明在长江上中游的大多数区域,模式预报6月份的降水精度最佳,误差范围相对较小。对极端降水事件,单站极端降水事件的HSS指标随预见期增加而下降;对大多数区域,模式的预报技巧在月降水总量偏多、极端降水频发的月份较高。针对四类区域性极端降水,模式超前0~10日预报的多雨带空间分布与观测较为一致,降水量值偏小,在超前10日以上预报时效果较差。总体上,模式对长江上中游地区的日降水和极端降水事件的预报性能随预见期的增加而下降,6月预报精度相对较好,可能与6月主要受大范围水汽输送或锋面这样较容易预报的天气系统有关。     

密苏里河流域水文特性及其对气候要素变化的响应

以美国密苏里河流域RULO、NE水文站以上为研究对象,采用Mann-Kendall检验、小波分析等数理统计方法,分析了流域水文气象要素的历史演变趋势及阶段性变化特征。结果表明:1951—2016年,密苏里河流域年均和四季的气温、径流均呈增加趋势,其中,夏、冬季增温显著,季节径流只有夏季径流为不显著增加,年径流平均线性增率为1.79 mm/(10年);冬季降水为非显著性减少趋势,其他季节均为增加趋势,其中秋季增加显著。降水、气温和径流的第一主周期分别为35年、49年和33年。径流在1968年和2009年发生突变,径流的阶段性变化特征明显,不同阶段降水-径流关系存在一定的差异。     

华南丘陵区马贵河小流域暴雨山洪灾害强降水特征

降水强度及持续时间是引发山洪灾害的重要气象因素,短时间内高强度的降水极易诱发山洪灾害,研究降水因子时空变化是防范及预警山洪灾害的关键环节。为了探索不同时间尺度的降水与局地山洪灾害之间的潜在联系,本文利用2010—2018年稠密的气象自动站逐小时降水观测数据,统计分析了以马贵河小流域为中心的华南丘陵区多尺度降水特征,重点从短时强降水（小时降水量≥20 mm/h）的角度揭示了诱发该流域山洪灾害的可能降水成因,并分类建立了该区域典型短时强降水事件的天气学概念模型。研究表明：马贵河小流域并非华南丘陵区的年降水、年暴雨高频中心,但短时强降水发生频次较高、强度较大;山洪灾害频发与时间尺度更短的短时强降水关系更为密切,而非普遍关注的暴雨天气过程;该流域的短时强降水具有双峰型分布特征,华南前汛期（4~6月）短时强降水频次与强度略高于后汛期（7~9月）,但后汛期午后的峰值频次更为集中;典型短时强降水过程可分为冷式切变型、低空低涡型、偏南急流型和热带气旋型等四种基本类型,不同环流类型的系统配置与环境条件具有明显差异。该成果一方面加深了对华南丘陵区短时强降水与山洪灾害内在联系的科学认识,另一方面可为当地短时强降水及山洪灾害预报预警提供技术支持。     

宁夏海原县西华山成矿地质背景及金矿分析

西华山地区出露地层为中元古界长城系园河群、西华山群,缺失南华山群．西华山主体为一向斜及一不完整背斜,轴向近东西．断裂构造发育,南、北被深断裂所截,此外尚有北西西向及北东向断裂．西华山金矿主要分布于马场一黑泉一带及柳沟地区,矿区内分布的闪斜煌斑岩脉、石英脉与金矿化关系密切与小秦岭金矿对比,其金地球化学异常具明显分散矿化特征,成矿流体偏酸性,温度和压力条件相对较高,CO2质量分数偏低,形成矿化较分散,很难形成大的金矿体．