黑龙江初夏降水的主模态特征及其前兆海洋信号分析

班晋; 王永光; 王波; 李永生; 赵佳莹; 张健; 于梅

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2021.059

黑龙江初夏降水的主模态特征及其前兆海洋信号分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.059

班晋¹,
王永光^2, ,,
王波¹,
李永生¹,
赵佳莹¹,
张健¹,
于梅¹

1.
黑龙江省气候中心，黑龙江哈尔滨 150030
2.
国家气候中心，北京 100081

基金项目:

中央引导地方科技发展专项“强厄尔尼诺现象对黑龙江省极端天气气候影响及其中长期预报方法研究” ZY18C12

中国气象局预报员专项 CMAYBY2020-038

详细信息

通讯作者:
王永光, 男, 天津市人, 研究员级高级工程师, 主要从事气候诊断预测研究。E-mail: ygwang@cma.gov.cn

中图分类号: P426.62
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出版历程
- 收稿日期: 2020-09-28
- 修回日期: 2021-05-18
- 网络出版日期: 2021-12-15
- 刊出日期: 2021-08-20

ANALYSIS OF PRINCIPAL MODE CHARACTERISTICS AND ITS PRECURSOR OCEAN SIGNAL FOR EARLY SUMMER PRECIPITATION IN HEILONGJIANG PROVINCE

1.
Heilongjiang Climate Center, Harbin 150030, China
2.
National Climate Center, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 基于NCEP/NCAR再分析资料, 采用EOF分解、滑动t检验、相关系数等方法对黑龙江省初夏降水及其前兆信号进行了诊断分析。结果表明, 黑龙江全省初夏降水距平的空间分布以总体一致型为主, 此外, 还呈现东西反向型。总体一致型模态时间系数在1993年前后有明显的突变点。分析突变点前后降水主成分与500hPa位势高度、200 hPa纬向风、850 hPa矢量风以及前期海温的关系, 发现在突变前后影响初夏降水的同期主要系统均为东北冷涡和高空西风急流轴, 但冬季(北半球, 下同)澳大利亚周边海温对初夏降水的影响在突变前后存在明显变化。突变前在澳洲西北部, 暖海温造成东亚南高北低环流, 东北冷涡强, 高空急流偏北; 突变后在澳洲东北部, 冷海温导致东亚“+, -, +”波列, 东北冷涡弱, 高空急流偏南。
- 初夏降水 /
- EOF分解 /
- 突变 /
- 前兆信号
Abstract: Based on the NCEP reanalysis data and methods like the EOF, running t-test and correlation efficient analysis, the present study analyzes the early summer precipitation in Heilongjiang Province and its precursor signals. The results show that mutation is obvious around 1993. By analyzing the correlation coefficient between the principal component and 500 hPa geopotential height, 200 hPa zonal wind, 850 hPa vector wind before and after mutation, we find that the main systems affecting the early summer precipitation are the cold vortex over the Northeast and westerly jet axis. However, the influence of SST around Australian coast in winter(Northern Hemisphere) on precipitation in early summer has changed obviously. Before the mutation, the warmer SST in northwest Australia renders the circulation higher in the south and lower in the north along the East Asian coast, and results in the northward westerly jet axis.After mutation, the colder SST in northeast Australia results in the PJ teleconnection pattern along the East Asian coast, and the southward westerly jet axis.
- dearly summer precipitation /
- EOF analysis /
- mutation /
- precursor signal

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图 1 第一(a)、第二(b)模态空间分布

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图 2 第一(PC1, a)、第二(PC2, b)模态时间系数序列

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图 3 PC1(a)和PC2(b)滑动t检验

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图 4 突变前PC1与500 h Pa位势高度(a)、200 h Pa纬向风(c)和850 h Pa矢量风(e)相关场，以及突变后PC1与500 h Pa位势高度(b)、200 h Pa纬向风(d)和850 h Pa矢量风(f)相关场

阴影区分别通过0.1和0.05显著性检验。

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图 5 PC2与500 hPa位势高度(a)和200 hPa纬向风(b)相关场

说明同图 4。

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图 6 PC1突变前与12—2月海温场相关(a)，以及PC1突变后与12—2月海温场相关(b)

说明同图 4。

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图 7 A区海温(a)和B区海温(b)距平标准化指数序列

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图 8 突变前A区海温与500 hPa位势高度(a)和200h Pa纬向风(b)相关场

说明同图 4。

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图 9 突变后B区海温与500 hPa位势高度(a)和200 hPa纬向风(b)相关场

说明同图 4。

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图 10 0突变前A区海温与850 h Pa矢量风相关场

灰色阴影区分别通过0.1及0.05显著性检验。黑色阴影为高原地形。

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图 11 1突变后B区海温与850 h Pa矢量风相关场

灰色阴影区分别通过0.1及0.05显著性检验。黑色阴影为高原地形。

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参考文献(34)

[1]	廉毅, 布和朝鲁, 谢作威, 等. 初夏东北冷涡活动异常与北半球环流低频变化[J]. 大气科学, 2010, 34(2): 429-439.
[2]	孙照渤, 曹蓉, 倪东鸿. 东北夏季降水分型及其大气环流特征[J]. 大气科学学报, 2016, 39(1): 18-27.
[3]	丁婷, 陈丽娟, 崔大海. 东北夏季降水的年代际特征及环流变化[J]. 高原气象, 2015, 34(1): 220-229.
[4]	孙力, 安刚, 廉毅, 等. 中国东北地区旱涝的大气环流异常特征[J]. 气象与环境研究, 2002, 7(1): 102-112.
[5]	班晋, 王波, 赵佳莹, 等. 基于DERF 2.0对黑龙江省初夏降水的客观预测[J]. 中国农学通报, 2018, 34(9): 81-89.
[6]	张健, 李永生, 张夕迪. 2010年初夏黑龙江省异常气候成因分析[J]. 黑龙江气象, 2011, 28(1): 9-11.
[7]	张健, 李永生. 中高纬环流因子与黑龙江省初夏气候异常分析[J]. 气象环境学报, 2013, 29(6): 63-67.
[8]	何丽烨, 马宁, 郭军. 东北冷涡对海河流域初夏降水异常的影响[J]. 地球物理学报, 2017, 60(10): 3 745-3 752.
[9]	张华龙, 肖柳斯, 陈生, 等. 基于GPM卫星的广东汛期降水日变化特征与评估[J]. 热带气象学报, 2020, 36(3): 335-346.
[10]	林爱兰, 谷德军, 彭冬冬, 等. 体现大尺度特征的区域持续性强降水过程定义指标[J]. 热带气象学报, 2020, 36(3): 289-298.
[11]	FANG Y H, CHEN K Q, CHEN H S, et al. The remote responses of early summer cold vortex precipitation in northeastern china to the precedent sea surface temperatures[J]. Atmos Res, 2018, 214(12): 399-409.
[12]	高辉, 高晶. 黑潮冬季海温对我国东北地区夏季降水预测信号的增强[J]. 海洋学报, 2014, 36(7): 27-33.
[13]	高晶, 高辉. 副热带东南太平洋海温对东北夏季降水的影响及可能机制[J]. 大气科学, 2015, 39(5): 967-977.
[14]	杨亚力, 杜岩, 陈海山, 等. ENSO事件对云南及临近地区春末初夏降水的影响[J]. 大气科学, 2011, 35(4): 729-738.
[15]	王永光, 郑志海. 2017年汛期气候预测先兆信号的综合分析[J]. 气象, 2018, 44(4): 565-571.
[16]	张顺利, 陶诗言, 张庆云, 等. 1998年夏季中国暴雨洪涝灾害的气象水文特征[J]. 应用气象学报, 2001, 12(4): 442-457.
[17]	王波, 李永生, 王莹, 等. 多因子问诊1998年和2016年松花江流域夏季降水[J]. 中国农学通报, 2018, 34(5): 88-94.
[18]	颜宏. 1998年中国特大洪涝灾害的天气气候特点、成因分析及气象预报服务[J]. 气候与环境研究, 1998, 3(4): 323-224.
[19]	袁媛, 高辉, 柳艳菊. 2016年夏季我国东部降水异常特征及成因简析[J]. 气象, 2017, 43(1): 115-121.
[20]	田立暄, 阚丽娟. 1998年松花江洪涝灾情及其特点[J]. 水利科技与经济, 1999, 5(2): 89-91.
[21]	黄桢, 李双林, 张超. 1991、1998和2016年三个大水年长江中下游夏季降水季节内特征的对比[J]. 热带气象学报, 2020, 36(1): 13-24.
[22]	魏凤英. 现代气候统计诊断与预测技术(第2版). 北京: 气象出版社, 2007: 468.
[23]	兰明才, 张耀存. 东亚副热带急流与东北夏季降水异常的关系[J]. 气象科学, 2011, 31(3): 258-265.
[24]	ZHOU B T. Linkage between winter sea surface temperature east of Australia and summer precipitation in the Yangtze River valley and a possible physical mechanism[J]. Chinese Sci Bull, 2011, 56(16): 1301-1307.
[25]	薛峰. 南半球环流变化对东亚夏季风的影响[J]. 气候与环境研究, 2005, 10(3): 401-408.
[26]	高辉, 薛峰. 越赤道气流的季节变化及其对南海夏季风爆发的影响[J]. 气候与环境研究, 2006, 11(1): 57-68.
[27]	王召民, 黄士松. 七月大气环流对南极海冰异常的响应[J]. 气象科学, 1994, 14(4): 311-321.
[28]	叶笃正, 陶诗言, 李麦村. 在六月和十月大气环流的突变现象[J]. 气象学报, 1958, 29(4): 249-263.
[29]	黄荣辉, 李维京. 夏季热带西太平洋上空的热源异常对东亚上空副热带高压的影响及其物理机制[J]. 大气科学, 1988, 12(S1): 107-116.
[30]	董敏, 余建锐, 高守亭. 东亚西风急流变化与热带对流加热关系的研究[J]. 大气科学, 1999, 23(1): 62-70.
[31]	陆日宇, 林中达, 张耀存. 夏季东亚高空急流的变化及其对东亚季风的影响[J]. 大气科学, 2013, 37(2): 331-340.
[32]	李崇银, 王作台, 林士哲, 等. 东亚夏季风活动与东亚高空西风急流位置北跳关系的研究[J]. 大气科学, 2004, 28(5): 641-658.
[33]	况雪源, 张耀存. 东亚副热带西风急流位置异常对长江中下游夏季降水的影响[J]. 高原气象, 2006, 25(3): 382-389.
[34]	杜银, 张耀存, 谢志清. 东亚副热带西风急流位置变化及其对中国东部夏季降水异常分布的影响[J]. 大气科学, 2009, 33(3): 581-592.