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中国气象科学研究院

引起中国夏季气候年代际变化的一些成因. 张人禾 武炳义 赵平 韩晋平. 中国气象科学研究院. 报 告 内 容. 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 与北极大气环流异常的联系 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 春季欧亚大陆积雪 春季北极海冰 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语. 近百年中国气温呈显著上升趋势. （全球资料取自 HadCRUTv3 ，中国资料由王绍武（ 1998 ）改绘）.

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  1. 引起中国夏季气候年代际变化的一些成因 张人禾 武炳义 赵平 韩晋平 中国气象科学研究院

  2. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  3. 近百年中国气温呈显著上升趋势 （全球资料取自HadCRUTv3，中国资料由王绍武（1998）改绘） 全球和中国地表平均温度(相对于1961－1990年均值)变化

  4. 西北太平洋-东亚夏季风指数（7年滑动平均；Wang et al.，2001) 东亚夏季风第一模态（ 7年滑动平均；Wu et al., 2008) 东亚夏季风在1970年代中和1980年代后期发生了两次年代际转型

  5. 1975-1989与1960-1974夏季平均降水差 共618站；单位：mm。兰色表示正值，红色表示负值，等值线间隔10 mm。 1990-2002与1975-1989年夏季平均降水差

  6. EOF1_rainfall (1958-2001) EOF2_rainfall (1958-2001)

  7. 东亚夏季风的变化没有表现出与全球变暖一致性的变化，而是有自身的年代际变化。东亚夏季风的变化没有表现出与全球变暖一致性的变化，而是有自身的年代际变化。 是什么原因影响了东亚夏季风的年代际变化，使其产生了与全球增暖不一致的演变特征？

  8. 参 考 文 章 • Wu, B., R. Zhang and B. Wang, 2008: Spring Arctic sea ice concentration anomaly and Chinese summer rainfall. (in preparation) • Han, J. and R. Zhang, 2008: The rainfall shift in China in the late 1980s. (in preparation) • 张人禾、武炳义、赵平、韩晋平，2008：中国东部夏季气候1980年代后期的年代际转型及其可能成因.（已投气象学报） • Wu, B., K. Yang and R. Zhang, 2008: Eurasian Snow Cover Variability and Its Association with Summer Rainfall in China. Adv. Atmos. Sci., (in press) • Wu, B., R. Zhang, Y. Ding and R. D'Arrigo, 2008: Distinct modes of the East Asian summer monsoon. J. Climate, 21, 1122-1138. • Wu, B., R. Zhang and R. D‘Arrigo, 2008: Arctic Dipole Anomaly and Summer Rainfall in Northeast China. Chin. Sci. Bull., 53(14), 2222-2229. • Wu, B., R. Zhang, 2007: Interdecadal shift in the western North Pacific Summer SST anomaly in the late 1980s. Chin. Sci. Bull., 52(18), 2559-2564. • Zhao, P., Y. Zhu and R. Zhang, 2007: An Asian-Pacific teleconnection in Summer tropospheric temperature and associated Asian climate variability. Clim. Dyn., 29，293-303. • Zhou, S. and R. Zhang, 2005: Decadal variations of temperature and geopotential height over the Tibetan Plateau and their relations with Tibet ozone depletion, Geophys. Res. Lett., 32, L18705, doi:10.1029/2005GL023496.

  9. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  10. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  11. 夏季70°N以北海平面气压EOF的第1（a；56%）和第2（b；13%）模态（1960-2006）夏季70°N以北海平面气压EOF的第1（a；56%）和第2（b；13%）模态（1960-2006）

  12. 夏季北极偶极子异常的年际变化（回归分析结果）夏季北极偶极子异常的年际变化（回归分析结果） SLP异常 500hPa高度异常 北极偶极子异常可以反映北极极涡位置变化

  13. 夏季平均降水量之差（偶极子正位相减负位相），阴影区域为超过统计显著性水平的区域。单位：毫米夏季平均降水量之差（偶极子正位相减负位相），阴影区域为超过统计显著性水平的区域。单位：毫米 我国台站夏季平均降水与偶极异常相关系数的空间分布(+: 正相关; -: 负相关)，三角（圆点）表示显著的正（负）相关（大于0.05和0.01（大符号）统计显著性水平）。

  14. 影响机理： 夏季850 hPa风场合成： （a）正位相 （b）负位相 （c）正减负位相 （d） 850 hPa气温差 　　（正减负位相）

  15. 3年滑动平均 标准化偶极子异常时间序列的(a)3年和(b)5年滑动平均。 该偶极子异常具有6年优势变化周期,并显示出年代际变化,从70年代后期到80年代后期盛行正位相,此后是负位相。因此，从80年代后期开始，我国南方夏季降水将偏多，而东北夏季降水将减少。 5年滑动平均

  16. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  17. 亚洲—太平洋涛动的年代际变化 夏季T´的气候分布(500 to 200 hPa) 冷 暖

  18. APO高指数年沿30N APO低指数年沿30N 在高、低指数之间的差（阴影区95%置信度）

  19. 合成850-hPa H（实线：高指数；虚线：低指数） 东亚se (K) （沿120E；实线：高指数；虚线：低指数）

  20. 东亚降水差值（mm）

  21. 夏季APO指数（亚洲减太平洋）与西北太平洋热带气旋夏季APO指数（亚洲减太平洋）与西北太平洋热带气旋 相关系数：0.47 APO指数 热带气旋数

  22. 高指数 APO强弱年我国近海热带气旋活动 低指数

  23. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  24. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  25. Eurasian Snow cover 春季积雪与夏季降水的SVD第一模态 80年代后期欧亚大陆积雪明显减少，而我国夏季长江以南降水增多，北方则减少 实线：积雪；虚线：降水

  26. 显著正相关 显著正相关 同类相关系数分布 异类相关系数分布

  27. 42个台站位置 我国夏季42个台站平均降水与降水SVD第一模态相关系数是0.89 42个台站平均降水与春季积雪的 相关系数分布

  28. 夏季500hPa高度异常，由高度场对夏季降水SVD第一模态或42个台站夏季平均降水进行回归分析求得。阴影区域表示高度异常超过统计显著性水平夏季500hPa高度异常，由高度场对夏季降水SVD第一模态或42个台站夏季平均降水进行回归分析求得。阴影区域表示高度异常超过统计显著性水平 我国南方夏季降水与来自高纬度的遥相关波列有密切的关系

  29. 500hPa高度异常，对春季积雪进行回归分析 春季 夏季

  30. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  31. 春季海冰密集度与中国夏季513台站平均降水的SVD第一模态春季海冰密集度与中国夏季513台站平均降水的SVD第一模态

  32. 2003 1998 1979 1988 春季北极海冰密集度与夏季我国513台站平均降水的SVD第一模态, 相关为0.83。 实线：海冰；虚线：降水

  33. 春季北极海冰与夏季我国降水SVD第一模态的同性相关系数分布春季北极海冰与夏季我国降水SVD第一模态的同性相关系数分布 显著正相关 显著负相关

  34. 正相关 负相关 夏季台站降水与春季海冰（SVD1）的相关系数空间分布

  35. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  36. 海面温度EOF第1模态（a）和第2模态（b）分布

  37. 第1模态（a）和第2模态（b）时间系数变化

  38. 1968-1987（a）和1988-2002夏季平均海面温度异常合成图。（c）为（b）与（a）的差值。阴影区为信度分别超过0.05和0.01的区域。1968-1987（a）和1988-2002夏季平均海面温度异常合成图。（c）为（b）与（a）的差值。阴影区为信度分别超过0.05和0.01的区域。

  39. 西北太平洋夏季海温第一摸态与同期我国夏季平均降水相关系数的空间分布。圆点（三角）代表统计显著的负（正）相关。小（大）符号分别表示相关系数超过0.05和0.01统计显著性水平。 同上图，但是为5年滑动后的计算结果，等值线间隔为0.2。

  40. 选取的夏季51个台站位置 西北太平洋海温第一模态（实线）与我国夏季51个台站平均降水时间序列，相关系数为0.49。 西北太平夏季海温第一模态（实线）和51个台站夏季平均降水（虚线）的5年滑动平均，相关系数为0.83。

  41. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  42. 报 告 内 容 一、引言 二、与东亚夏季风年代际变化相联系的大气环流异常 • 与北极大气环流异常的联系 • 与北太平洋大气环流异常的联系 三、引起东亚夏季风年代际变化的可能原因 • 春季欧亚大陆积雪 • 春季北极海冰 • 夏季西北太平洋海温 四、青藏高原上空臭氧减少与高原气候年代际变化 • 高原上空温度、位势高度和臭氧的年代际变化 • 臭氧对温度、位势高度变化的影响 五、结束语

  43. 利用1979-2002年高原12个探空站资料以及卫星探测的臭氧总量利用1979-2002年高原12个探空站资料以及卫星探测的臭氧总量

  44. 高原上空温度变化趋势 灰色和红色分别代表超过0.1和0.05信度的区域。（单位：K/十年) 高原上空50hPa夏季温度的时间演变（单位：K）

  45. 平流层下部（100～50hPa）温度异常的时间演变 高原；卫星 全球；卫星 高原；探空 高原有更强的降温

  46. 不同季节高原上空以及同纬度带（ 27.537.5N）平流层下部（100～50hPa；MSU）温度变化趋势（1979-2002）

  47. 位势高度变化趋势 灰色和红色分别代表超过0.1和0.05信度的区域。（单位：dapam/十年) 高原上空30hPa夏季位势高度的时间演变（单位： dapgm）

  48. 臭氧总量的气候分布 1979-2002年 27.537.5N平均臭氧总量的时间-经度剖面图（单位: DU） 夏季臭氧总量气候分布（单位: DU）

  49. 高原上空臭氧的时间变化

  50. 高原上空（实线）以及同纬度其他区域（虚线）臭氧总量的季节变化高原上空（实线）以及同纬度其他区域（虚线）臭氧总量的季节变化 高原上空（红色）以及同纬度其他区域（绿色）臭氧总量的季节变化趋势（单位: %/十年)

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