國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項(xiàng)目

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項(xiàng)目“我國南方致洪暴雨監(jiān)測與預(yù)測的理論和方法研究”

第三課題引發(fā)我國南方頻發(fā)性與持續(xù)性暴雨的氣候背景研究

2005年工作匯報一、研究工作安排課題分解（為3個專題） 1我國南方洪澇氣候?yàn)?zāi)害的時空演變規(guī)律研究2我國南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨氣候特征分析3我國南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的影響因子及其機(jī)理研究專題研究內(nèi)容一專題：我國南方洪澇氣候?yàn)?zāi)害的時空演變規(guī)律研究分析我國南方從20世紀(jì)50年代到21世紀(jì)初華南前汛期以及長江、淮河流域夏季洪澇氣候?yàn)?zāi)害時空演變規(guī)律與特征；我國南方洪澇氣候?yàn)?zāi)害的年際和年代際變化成因全球增暖對我國南方洪澇災(zāi)害的影響未來情景下我國南方洪澇災(zāi)害的可能變化趨勢專題研究內(nèi)容二專題：我國南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨氣候特征分析

1.從暴雨定義出發(fā)分析我國南方暴雨頻數(shù)、持續(xù)時間以及強(qiáng)度的年際和年代際變化特征；2.從我國南方暴雨頻發(fā)性和持續(xù)性定義出發(fā)研究華南前汛期和江淮暴雨以及臺風(fēng)暴雨的氣候特征；3.持續(xù)頻發(fā)性暴雨與非持續(xù)頻發(fā)性暴雨造成我國南方嚴(yán)重洪澇年的東亞氣候系統(tǒng)異常配置的研究；4.未來情景下我國南方頻發(fā)性和持續(xù)性暴雨的可能變化趨勢。專題研究內(nèi)容三專題：我國南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的影響因子及其機(jī)理研究

個例分析研究我國南方持續(xù)頻發(fā)性暴雨發(fā)生的大尺度環(huán)流條件東亞氣候系統(tǒng)各成員的年際和年代際變化研究東亞氣候系統(tǒng)各成員的變化與我國南方持續(xù)頻發(fā)性暴雨的影響因子我國南方持續(xù)頻發(fā)性暴雨的機(jī)理研究2005年工作匯報二、研究工作進(jìn)展1.洪澇氣候?yàn)?zāi)害的時空演變規(guī)律研究(1)東亞夏季降水的準(zhǔn)兩年周期振蕩及其成因

應(yīng)用EOF和熵譜分析方法分析了中國夏季(6~8月)降水和水汽輸送通量的年際變化，表明夏季降水具有2~3a周期變化特征，并指出降水的這種周期振蕩是與東亞上空夏季風(fēng)水汽輸送通量的準(zhǔn)兩年周期振蕩密切相關(guān)；并且，揭示了熱帶西太平洋海溫的準(zhǔn)兩年周期振蕩對東亞夏季風(fēng)及其所驅(qū)動的水汽輸送都有很大影響。此外，還利用東亞/太平洋型（EAP型）遙相關(guān)理論討論了熱帶西太平洋熱力狀態(tài)的準(zhǔn)兩年周期振蕩影響東亞夏季風(fēng)降水準(zhǔn)兩年周期變化的物理機(jī)制。1.洪澇氣候?yàn)?zāi)害的時空演變規(guī)律研究(b)(a)

1951~2000年中國夏季（6~8月）降水EOF分析第1主分量（EOF1）的空間分布(a)和時間系數(shù)系列(b).圖a中實(shí)線與虛線分別表示正、負(fù)信號，EOF1說明總方差的16.40%

1.洪澇氣候?yàn)?zāi)害的時空演變規(guī)律研究

1951~2000年中國夏季降水EOF1相應(yīng)時間系數(shù)的熵譜分析東亞夏季風(fēng)準(zhǔn)兩年周期振蕩與熱帶西太平洋海-氣耦合系統(tǒng)（TBO）關(guān)聯(lián)概念圖1.洪澇氣候?yàn)?zāi)害的時空演變規(guī)律研究

(2)我國夏季各月降水異常的相關(guān)性及其與大氣熱源的關(guān)系

分析了7、8月長江流域及附近地區(qū)降水持續(xù)異常與同期和前期大氣熱源異常的關(guān)系，結(jié)果表明，主要洪澇災(zāi)害月7、8月主要雨帶異常有顯著持續(xù)性特征，7-8月持續(xù)偏旱/澇災(zāi)害的發(fā)生與前期5-6月熱帶中、東太平洋上空大范圍大氣熱源異常有密切關(guān)系；7月降水偏澇/旱而8月降水不持續(xù)偏澇/旱的情形，其前期5-6月的熱源異常關(guān)鍵與7-8月持續(xù)旱澇的情況明顯不同。1.洪澇氣候?yàn)?zāi)害的時空演變規(guī)律研究

(3)長江三角洲530年旱澇概率隨時間的演化規(guī)律

將長江三角洲530年旱澇等級資料轉(zhuǎn)換成降水概率隨時間的演化，揭示了長江三角洲降水概率隨時間演變的各層次的分布特征。研究了該地區(qū)降水概率演變的多時間層次分布、氣候基本態(tài)降水的演變特征以及氣候降水小概率事件的發(fā)展規(guī)律。并據(jù)此預(yù)測，未來20~30年內(nèi)，該地區(qū)仍處于小概率事件的頻發(fā)期，很可能造成未來20年內(nèi)實(shí)際的氣候會出現(xiàn)較頻繁的極端事件，此后降水將逐漸恢復(fù)到正常態(tài)。2.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨氣候特征分析

(1)我國暴雨的年代際時空變化特征利用1961-2000年全國610個測站逐日降水資料和暴雨定義來分析我國40年暴雨發(fā)生頻率的年代際時空變化特征。分析結(jié)果表明，夏季我國暴雨多發(fā)生在長江中下游、華南、四川中東部、黃淮地區(qū)和華北東部，夏季暴雨發(fā)生頻率具有明顯的年代際變化；并且，我國東部季風(fēng)區(qū)夏季暴雨與洪澇的關(guān)系非常密切，特別是90年代江淮流域暴雨對洪澇的貢獻(xiàn)明顯增大。此外還初步討論了夏季暴雨發(fā)生頻率年代際變化的氣候背景。2.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨氣候特征分析

(2)長江流域暴雨日和暴雨量的年際變化研究了長江流域（17站）暴雨日（日降水大于等于50mm）和暴雨量的年際變化及趨勢，見下圖：圖中是長江流域夏季（6－8月）暴雨量的距平變化曲線和趨勢，可見暴雨量在1980年代后期至今較大，增大趨勢明顯。2.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨氣候特征分析

(3)我國長江中下游地區(qū)降水變化趨勢分析

利用1951~2001年10個代表站的逐日降水觀測資料，運(yùn)用線性趨勢法分析了51年來長江中下游地區(qū)年和季的降水量、降水日數(shù)和降水強(qiáng)度的變化趨勢，用Mann-Kendall法對降水日數(shù)和降水強(qiáng)度的突變進(jìn)行了檢驗(yàn)。分析表明：（1）年降水量變化趨勢不明顯，但春季和夏季降水量分別有顯著減少和增加的趨勢；（2）除春季外，其余各季和年的降水日數(shù)均為顯著減少，且年降水日數(shù)減少的突變發(fā)生在1977-1978年之間；（3）由于降水量的微弱增加和降水日數(shù)的顯著減少，導(dǎo)致降水強(qiáng)度的顯著增加，且年降水降水強(qiáng)度的突變發(fā)生在20世紀(jì)80年代中期；（4）降水強(qiáng)度增加主要是由于暴雨（日降水量≥50.0mm）對降水總量貢獻(xiàn)的增加，而暴雨對其貢獻(xiàn)的增加又由于其頻數(shù)的增加，因?yàn)楸┯瓯旧韽?qiáng)度的增加趨勢不顯著。2.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨氣候特征分析

(4)臺風(fēng)暴雨的氣候背景研究東亞夏季風(fēng)環(huán)流異常以及臺風(fēng)登陸我國是夏季我國南方頻發(fā)性與持續(xù)性暴雨的主要環(huán)流系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)，夏季登陸我國的臺風(fēng)數(shù)與東亞夏季風(fēng)環(huán)流強(qiáng)弱的氣候背景有關(guān)。東亞夏季風(fēng)環(huán)流偏強(qiáng)，登陸我國臺風(fēng)偏多，則易出現(xiàn)臺風(fēng)引發(fā)的暴雨；東亞夏季風(fēng)環(huán)流偏弱，登陸我國臺風(fēng)偏少，則易出現(xiàn)季風(fēng)環(huán)流異常造成的暴雨。3.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的影響因子及其機(jī)理研究(1)北非和青藏高原感熱振蕩特征及其與我國東部夏季降水的關(guān)系用EOF方法分析了NCEP/NCAR1948－2002年再分析資料中月平均的全球地面感熱資料，結(jié)果表明，北非和青藏高原兩個區(qū)域的感熱變化是負(fù)相關(guān)的，它們對我國華北、江淮和華南三個區(qū)域的汛期降水滯后影響明顯。感熱對我國降水的影響以年代際為主3.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的影響因子及其機(jī)理研究從圖可見北非與青藏高原西部的感熱有振蕩現(xiàn)象3.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的影響因子及其機(jī)理研究(2)東北冷渦對我國東部夏季梅雨降水的影響(a)(b)定義的梅雨期東北冷渦指數(shù)與長江中下游地區(qū)梅雨暴雨降水存在顯著的相關(guān)（圖a），兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)0.69（圖b）3.南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的影響因子及其機(jī)理研究(3)東亞冬季風(fēng)對華南前汛期降水的影響當(dāng)前冬的冬季風(fēng)偏強(qiáng)（偏弱）時，將會引起后期冬春季沿海黑潮區(qū)及南海海域的海溫偏低（偏高），熱帶太平洋海溫從冬季至夏季呈現(xiàn)中、東太平洋為負(fù)（正）海溫距平，西太平洋為正（負(fù)）海溫距平，這時華南前汛期西太平洋副熱帶高壓將會偏東（偏西），華南靜止鋒較弱（活躍），前汛期降水偏少（偏多）。其它正在開展的工作青藏高原對南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的影響研究西南渦與南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的關(guān)系鞍形場與暴雨突發(fā)性的機(jī)制研究NCEP/NCAR和ERA-40再分析資料與我國東部地區(qū)探空資料的比較與評價研究行星波活動與南方持續(xù)性和頻發(fā)性暴雨的關(guān)系……發(fā)表文章目錄已經(jīng)發(fā)表的文章有15篇，其中SCI文章為8篇1、Chen,W.,S.Yang,andR.–H.Huang,2005:RelationshipbetweenstationaryplanetarywaveactivityandtheEastAsianwintermonsoon,J.Geophys.Res.,110,D14110,doi:10.1029/2004JD0056692、YangHui,andSunShuqing,2005:ThecharacteristicsoflongitudinalmovementofthesubtropicalhighinthewesternPacificinthepre-rainyseasoninSouthChina.AdvancesinAtmosphericSciences.22(3),392-4003、ZengHL,GaoXQandZhangW，2005:Evolutioncharacteristicsoftheprecipitationintheyangtzeriverdelta，ChinesePhysics,14(6):1265-12714、WanSQ,FengGLetal,2005:OntheclimatepredictionofnonlinearandnonstationarytimeserieswiththeEMDmethod,ChinesePhysics,14(3):626-6335、龔志強(qiáng)，鄒明瑋，高新全，董文杰，基于非線性時間序列分析EMD和WD異同性的研究，物理學(xué)報，2005，54（8）：3947-39576、張立新，高新全，丑紀(jì)范，協(xié)調(diào)多時次差分格式及其穩(wěn)定性，物理學(xué)報，2005，54（7）：3465-34727、侯威，封國林，董文杰，基于復(fù)雜分析logistec映射和lorenz映射的研究，物理學(xué)報，2005，54（8）：3940-39468、侯威，封國林，高新全，丑紀(jì)范，基于復(fù)雜度分析冰芯和石筍代用資料時間序列的研究，物理學(xué)報，2005，54（5）：2441-2447發(fā)表文章目錄9、楊輝,陳雋,孫淑清，2005:冬夏季環(huán)流隔季相關(guān)的數(shù)值試驗(yàn).大氣科學(xué),29(3):396-408.10、楊輝,陳雋,孫淑清，2005:東亞冬季風(fēng)異常激發(fā)ElNino現(xiàn)象的數(shù)值試驗(yàn)研究.大氣科學(xué),29(2):321-333.11、陳文，黃榮輝，2005：北半球冬季準(zhǔn)定常行星波的三維傳播及其年際變化，大氣科學(xué)，29（1）：137-14612、楊蕾，陳文，黃榮輝，2005：北半球準(zhǔn)定常行星波年際變化的資料分析和數(shù)值模擬，大氣科學(xué)，29（5）：682-69613、QianYF,ZhangY,JiangJ,YaoYH,XuZF,Theearliestonsetareasandmechanismofthetropicalsummermonsoon,Acta

Meteo.Sinica,2005,19(2):129-14214、陳藝敏，錢永甫，NumericalstudyofinfluenceoftheSSTAinwesternPacificwarmpoolonrainfallinthefirstfloodperiodinsouthChina,J.ofTropicalMeteorology,2005(11),1:86-9615、徐忠峰，錢永甫，熱帶地區(qū)100hPa東風(fēng)氣流的氣