王月
, 张强, 张生
Wang Yue, Zhang Qiang, Zhang Sheng
中图分类号: P426.612
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690(2016)01-0128-07
通讯作者:
收稿日期: 2014-11-6
修回日期: 2015-01-5
网络出版日期: 2016-01-20
版权声明: 2016 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：王月（1980-）,女,辽宁沈阳人,博士研究生,主要从事流域气象水文学、旱涝灾害及其影响研究。E-mail: wangyue800312@163.com
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摘要
基于淮河流域35个站点1961~2008年日降水资料,从成因角度研究不同厄尔尼诺-南方涛动事件（ENSO）事件对流域降水过程时空演变特征的影响。研究表明：① 流域降水过程出现沂沭泗河水系变干、淮河水系降水量缓慢增大的特征。② CPW年,年最长连续降水日数、年最长连续降水量的距平变化幅度大且为负值;EPC年,年最长连续无降水日数较常年明显增多;EPW年,连续降水日数变长、连续降水量减少。③ ENSO对流域强降水影响较大,在CPW和EPW年淮河水系暴雨、大雨日数较常年多,而沂沭泗河水系暴雨、大雨日数比常年少;EPC年与此相反。④ ENSO对连续4 d以上降水影响显著,其中EPC年影响最大。
关键词：
Abstract
Study of the precipitation structure is theoretically and practically important for the development of human understanding of impacts of climate changes on regional hydrological cycle and also for regional water resources management and also for planning and management of agricultural activities and it is particularly true for the Huaihe River Basin, one of the key agricultural product suppliers in China. Flood and drought disasters are serious and prevailing in Huaihe River Basin, so it is important to analyze precipitation changes in terms of process and structure and related causes behind. Based on daily precipitation data from 35 precipitation stations covering the period from 1961 to 2008 in Huaihe River Basin, the spatiotemporal characteristics of precipitation structure are investigated and possible linkage to different ENSO events has been explored. The ENSO events considered in this study are: the Eastern Pacific warm events (EPW), Central Pacific warm events (CPW), and the Eastern Pacific cold events (EPC). The results indicate that: 1) The Yi-Shu-Si Rivers are in drying tendency and precipitation in the Huaihe River is in increasing trend. The NCD increased, while the MCD decreased in the northern Hai River Basin. Besides, significant increase of the ATP is found in the Huaihe River Basin, which may have the potential to trigger increase of downstream streamflow. While the MCD and MCP increased which significantly decreases the precipitation intensity; 2) During the CPW event, MCD and MCP changes are subject to large magnitude and in negative cumulative difference anomaly; During the EPC event, NCD increased significantly when compared with NCD changes in normal years; while the consecutive rainy days are lengthening during EPW event are with decrease of precipitation amount; 3) The heavy precipitation in Huaihe River Basin tends to be intensifying under the influences of ENSO regimes. The heavy rain and rainstorm during different ENSO events are subject to large difference anomaly and the anomaly index can reach + 50%. The EPC and CPW events have the potential to trigger flooding events in Huaihe River Basin, such as 1964, 1991and 1998 when flood occurred. In CPW and EPW events, the number of days with heavy rain and storm is more than that in normal years in Huaihe River Basin, and heavy rain days are less than those in normal years in the Yi-Shu-Si river system; In EPC events, the number of days with heavy rain and storm is less than in normal years in Huaihe River, and heavy rain days are more than in normal years in the Yi-Shu-Si River system: 4) ENSO events have impact on 4-day consecutive precipitation event significantly, and it is particularly the case for 5-day consecutive precipitation events. Precipitation anomaly is greater in EPC event in the Huaihe River Basin than in the CPW and EPW events. The precipitation anomaly index except for 1- and 2-day precipitation, are higher than + 40%. The precipitation anomaly index for 6-day precipitation event is larger than 50% during 5 out of 10 years. Floods with different magnitudes occur during EPC event in Huaihe River Basin and 6-day consecutive precipitation event is subject to the biggest anomaly during CPW event and the anomaly index can reach + 50%. The results of this study can well elucidate changing properties of precipitation events with different durations and also possible causes by analyzing changes of different precipitation events during different ENSO regimes.
Keywords：
淮河流域地处中国东部（图1）,包括淮河和沂沭泗河两大水系。流域西部、西南部及东北部为丘陵山区,其余均为广阔的平原。淮河流域气候兼具南北气候、高低纬度和海陆过渡带的特点,四季分明,雨热同季,易形成“无降水旱,有降水涝,强降水洪”的典型区域旱涝特征,给流域内的农业生产带来不利影响[1-3]。刘可晶等研究发现淮河流域过去60 a的降水更加集中,总降水日数减少,从而增加了流域发生气象干旱的风险[4]。叶金印等研究发现,该流域强降水时空变化呈现出局地性和频发性等特征[5]。淮河流域是中国重要的商品粮基地,其粮食产量约占全国粮食总产量的20%,小麦产量更接近全国总产量的50%,流域农业生产状况在保障中国粮食安全方面有着举足轻重的作用[6,7]。基于此,探讨该流域降水变化及其厄尔尼诺-南方涛动事件（简称ENSO）的影响[8],对于研究ENSO影响下,淮河流域水资源管理、农业生产规划以及防洪抗旱减灾等诸多方面,具有重要的理论与现实意义。
图1 淮河流域范围及气象站点位置
Fig.1 Locations of the Huaihe River Basin and meteorological stations
ENSO是全球范围内大尺度海气相互作用的结果,ENSO加剧了洪水、干旱、飓风等极端水文气候事件的发生[1,9-11],给社会经济带来巨大损失[12],对东亚[12]、澳大利亚西南部[13]等地降水有显著影响。ENSO对中国长江流域[1]、东江流域[9]、淮河流域[14]降水也有很大影响。ENSO对区域乃至全球气候变化的影响一直是全球气候变化研究的热点问题[9,15,16]。目前,已有研究探讨了淮河流域洪泽湖汛期降水[17]、山东地区降水[18]等化特征,且对ENSO影响淮河流域降水量进行了初步研究。本文深入分析淮河流域降水过程时空特征,并剖析不同ENSO事件对淮河流域降水强度和降水历时的影响,该研究可为淮河流域水资源管理、农业生产规划管理及防洪抗旱减灾等提供理论依据。
选取淮河流域1961~2008年35个气象站逐日降水量资料,以日降水量P≥1 mm/d作为降水日,本研究所定义的降水指标如表1所示。海表温度距平资料（1961~2005年）选用的是美国海洋及大气管理局的Niño1+2区、Niño3区、Niño4区、Niño3.4区提供的扩展重建海表温度资料[14]。南方涛动指数（简称SOI）取自塔希堤与澳大利亚的达尔文站的海平面气压差[19]。新型厄尔尼诺事件El Niño Modoki Index（简称EMI）数据取自日本海洋研究开发机构[20]。
表1 淮河流域降水结构指标
Table 1 Definition and unit of indexes of precipitation structure in the Huaihe River Basin
| 指标名称 | 指标含义 | 单位 |
|---|---|---|
| ATP | 年总降水量 | mm |
| ATD | 年总降水日数 | d |
| MCP | 年最长连续降水量 | mm |
| MCD | 年最长连续降水日数 | d |
| NCD | 最长连续无降水日数 | d |
| 不同强度降水日数 | 小雨、中雨、大雨、暴雨日数 | d |
| 不同降水历时日数 | 每次连续降水2、4、6 d的日数 | d |
参考Kim等[21]使用的方法,将ENSO事件分为3类：太平洋东部暖事件（eastern Pacific warming, EPW）,太平洋中部暖事件 （central Pacific warming,CPW）,太平洋东部冷事件（eastern Pacific cooling,EPC）。其中,1960~2005年间划分的EPW、CPW、EPC事件见表2,表中所列年份是指ENSO事件开始年度。
表2 1960~2005年ENSO事件影响年份[
Table 2 Years affected by EPW, CPW and EPC in1960-2005
| 类型 | 年份 |
|---|---|
| EPW | 1963,1965,1972,1976,1982,1987,1997 |
| CPW | 1969,1991,1994,2002,2004 |
| EPC | 1964,1970,1971,1973,1975,1985,1988,1995,1998,1999 |
本文用线性倾向性法研究各降水指数、降水异常指数的时间变化趋势,显著性变化用U方法检验,克里格法进行空间插值,研究各指标降水异常指数的空间变化特征。降水异常指数（Dij）则参照李剑锋等人使用的计算方法[9]：
式中,
经统计分析得出,淮河流域多年平均降水量为826.16 mm,降水增幅为1.2 mm/10 a;多年平均降水天数为64.65 d,降水日数减幅为0.8 d/10 a;多年平均最长连续降水事件的总降水量为82.11 mm,平均增幅为1.17 mm/10 a;多年平均最长连续降水日数为5.07 d,平均减幅为0.05 d/10 a;多年平均最长连续无降水日数为36.83 d,平均增幅为0.5 d/10 a。从空间分布上看,MCP、ATP上升显著的站点主要分布在流域的南部、西南部的淮河水系;NCD主要在沂沭泗河水系显著上升;流域东北部MCD、ATD下降趋势明显。综上所述,淮河流域的连续降水事件的降水历时减小,但连续降水量却增加,这将导致降水强度增大,流域下游径流量增加;流域北部连续无降水日数增加明显,同时连续降水日数下降、年总降水量下降。
图2表示不同ENSO年和正常年份各降水过程指标的距平变化。从图2中可看出,在CPW年,淮河流域连续降水时间（MCD）、连续降水量（MCP）的距平变化幅度较大且为负值,但降水日数减小幅度较降水总量减小的幅度小;而在EPC年,淮河流域最长连续无降水日数（NCD）变长,其异常指数最大为7.09 %。EPW年连续降水日数变长而连续降水量却减少。
图2 在不同的ENSO事件中各降水指标的异常
Fig.2 The anomaly of each precipitation index in different ENSO events
用不同ENSO年与气候学上的年平均各降水强度日数序列的对比计算降水强度异常指数,并用U方法检验其显著性。图3看出,各ENSO年对淮河流域小雨和中雨的影响较小,而对大雨和暴雨的影响较大,其异常指数达到或者接近±50%。在EPC年中有6 a的暴雨异常指数达到了20%以上,且在1964、1998年这些暴雨和大雨异常指数极大值年,淮河流域都发生不同程度的洪涝灾害。在CPW年,暴雨异常指数在1991年达到了极值49.3%,这一年也正是淮河流域的典型洪灾之年[22]。在EPW年,暴雨、大雨异常指数达到±30%,中雨、小雨异常指数达到20%。综上所述,不同ENSO年对淮河流域大雨、暴雨的影响较大,而且这些暴雨、大雨异常指数大的年份,往往伴随着淮河流域洪涝灾害的发生。
图3 在不同的ENSO事件中降水强度的异常
Fig.3 The anomaly of precipitation intensity in different ENSO events
在CPW、EPW年淮河水系暴雨、大雨日数较正常年份多;在沂沭泗河水系北部区域暴雨、大雨日数较正常年份少（图4）。与此相反,EPC年流域东北部地区的暴雨日数较正常年份增多,南部则较正常年份少。CPW、EPW年对小雨、中雨影响较小,流域大部分区域小雨、中雨异常指数都集中在±10%,与正常年份差距不大。综上所述,CPW、EPW年对流域的淮河水系大雨、暴雨的影响较大,在CPW、EPW年淮河往往有洪水发生,如1963、1991年等;而在EPC年淮河流域的东北部多有洪灾发生,如1964、1975年等。
图4 在不同的ENSO事件中降水强度异常指数空间分布（图中圆图的红色部分为下降趋势的站点数,绿色部分为上升趋势的站点数,括号中数字为通过0.05显著性检验站点数,后图同此）
Fig.4 Spatial distribution of precipitation intensity anomaly in different ENSO events
用不同ENSO年与气候学上的年平均降水历时序列的对比来计算降水历时异常指数,并用U方法检验其显著性。结果发现（图5）,各ENSO年对淮河流域连续4 d以上降水影响较大,其异常指数达到或者超过±60%。EPC年对淮河流域连续6 d降水影响尤为显著,10 a中有5 a超过±50%,在EPC年中的1964、1998等年份淮河流域均出现不同程度洪水灾害。而在CPW年,连续6 d降水的异常指数的极值均为负值,连续6 d降水较正常年份少。EPW年,7 a中有3 a连续6 d降水异常指数达到±50%以上。综上所述,EPC年对淮河流域降水历时影响大,且对多日降水比单日降水影响更甚,发生连续长时间降水事件较正常年份多,在防灾减灾方面要密切关注这种ENSO事件。
图5 在不同的ENSO事件中降水历时的异常
Fig.5 The anomaly of precipitation duration in different ENSO events
由于地质地貌、土地利用等下垫面性质的改变,ENSO事件带来的影响也不尽相同。图6看出,在CPW年连续6 d降水较正常年份减少,极值主要分布在沂沭泗河水系。EPC年对连续4 d以上的降水影响显著,流域的东北部和中部地区连续6 d降水较正常年份多。EPW年,淮河水系连续4、6 d降水日数较正常年份多,而在沂沭泗水系连续6 d降水较正常年份减少。
图6 在不同的ENSO事件中降水历时异常指数空间分布
Fig.6 Spatial distribution of precipitation duration anomaly in different ENSO events
1） 淮河流域降水过程出现沂沭泗河水系变干、淮河水系降水量缓慢增大的特征。流域的北部NCD增加明显,同时MCD呈下降趋势。淮河水系ATP显著增加,将导致流域下游的径流量增加,但同时MCD、MCP的增加,使降水强度减小。
2） EPW年连续降水日数变长、连续降水量减少。在CPW年淮河流域连续降水时间、连续降水量较正常年份少,但降水日数减小幅度较降水总量减小的幅度小,平均降水强度减小;而在EPC年淮河流域最长连续无降水日数较正常年份增多。
3） ENSO对淮河流域的强降水影响较大,各ENSO年流域大雨、暴雨异常指数都达到±50%。EPC和CPW年能更好的指示出流域的洪水事件,这些暴雨、大雨异常指数大的年份,往往伴随着淮河流域洪水的发生,如1964、1991、1998年等典型洪水都是暴雨异常指数极值之年[22]。在CPW和EPW年流域的淮河水系暴雨、大雨日数比正常年份多,而在沂沭泗河水系暴雨、大雨日数比正常年份少;EPC年恰与此相反。
4） ENSO对淮河流域连续4 d以上降水影响较大,尤其对连续5 d以上降水影响更加显著。EPC年对淮河流域降水历时影响较大,各降水历时异常指数均比CPW和EPW年高,除连续1、2 d降水异常指数在±40%以下外,其余均在±40%以上,尤其是连续6 d降水,10 a中有5 a超过±50%,在EPC年淮河流域多出现不同程度洪水灾害。CPW年对连续6 d降水影响最大,异常指数超过±50%,且对流域多日降水影响范围最广;而EPC年和EPW年都有明显的正负距平集中区域,分别集中在淮河水系和沂沭泗河水系。
The authors have declared that no competing interests exist.
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Possible influence of ENSO on annual maximum stream flow of the Yangtze River,China [J]. |
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淮河流域冬小麦水分亏缺时空变化特征分析 [J].
<p>统计研究区域4 个小麦种植亚区的冬小麦全生育期、冬前生长期、越冬期、返青-抽穗期、灌浆-成熟期的水分亏缺率,并对其时空分布特征进行分析。结果表明,近39 a 来,淮河流域冬小麦水分亏缺率的空间分布受气候、地形等多种因素影响,具有明显的地域特点:由北向南逐步递减,呈纬向分布;冬小麦水分亏缺率的年际变化趋势虽然不明显,但各区域水分条件最好和最差的生长时段并存于同一年代中;4 个冬小麦种植亚区中以淮河流域北部平原冬麦区和东北丘陵冬麦区在冬小麦生长发育中、后期,特别是灌浆-成熟的关键时期,水分亏缺严重,对产量形成有很大影响。</p>
Analysis of spatial and temporal variation characteristics of winter wheat water deficiency in Huaihe River Basin .
<p>统计研究区域4 个小麦种植亚区的冬小麦全生育期、冬前生长期、越冬期、返青-抽穗期、灌浆-成熟期的水分亏缺率,并对其时空分布特征进行分析。结果表明,近39 a 来,淮河流域冬小麦水分亏缺率的空间分布受气候、地形等多种因素影响,具有明显的地域特点:由北向南逐步递减,呈纬向分布;冬小麦水分亏缺率的年际变化趋势虽然不明显,但各区域水分条件最好和最差的生长时段并存于同一年代中;4 个冬小麦种植亚区中以淮河流域北部平原冬麦区和东北丘陵冬麦区在冬小麦生长发育中、后期,特别是灌浆-成熟的关键时期,水分亏缺严重,对产量形成有很大影响。</p>
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淮河流域过去60年干旱趋势特征及其与极端降水的联系 [J].
利用淮河流域28个国家基本气象站建站（约1951—1958年）以来至2011年间的月值地面气象观测数据,分析了近60年来干旱的趋势特征以及极端降水特征对干旱特征的影响。对不同时间尺度（1月、3月、12月）的标准化降水指数SPI及湿润指数HI的变化特征分析表明,在1个月和3个月尺度上,春季（尤其是4月）有较一致的气象干旱化与湿润度下降倾向,而夏季（尤其是7—8月）有较一致的湿润化趋势;在12个月尺度上,流域中、西部没有显著的气象干湿变化趋势,但西部有普遍湿润化倾向,东部则同时存在气象干旱化与湿润度下降倾向。由于全流域总降水量无显著变化,而潜在蒸散发量呈减少趋势,使得淮河流域在过去60年间湿润指数（HI）总体有所增大。由于整个淮河流域的日降水量≥0.1mm日数总体呈显著下降趋势,导致降水总体有更加集中的趋势,而降水的集中程度与标准化降水指数（SPI）具有一定的负相关性,因而降水更集中使SPI趋于减小,加大发生气象干旱的可能性。
Trend of drought and its relationship with extreme precipitationin Huaihe River basin over the last 60years .
利用淮河流域28个国家基本气象站建站（约1951—1958年）以来至2011年间的月值地面气象观测数据,分析了近60年来干旱的趋势特征以及极端降水特征对干旱特征的影响。对不同时间尺度（1月、3月、12月）的标准化降水指数SPI及湿润指数HI的变化特征分析表明,在1个月和3个月尺度上,春季（尤其是4月）有较一致的气象干旱化与湿润度下降倾向,而夏季（尤其是7—8月）有较一致的湿润化趋势;在12个月尺度上,流域中、西部没有显著的气象干湿变化趋势,但西部有普遍湿润化倾向,东部则同时存在气象干旱化与湿润度下降倾向。由于全流域总降水量无显著变化,而潜在蒸散发量呈减少趋势,使得淮河流域在过去60年间湿润指数（HI）总体有所增大。由于整个淮河流域的日降水量≥0.1mm日数总体呈显著下降趋势,导致降水总体有更加集中的趋势,而降水的集中程度与标准化降水指数（SPI）具有一定的负相关性,因而降水更集中使SPI趋于减小,加大发生气象干旱的可能性。
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近50 a淮河流域汛期降水日数和强度的分布与变化特征 [J].Characteristics of precipitation days and intensity over the Huaihe River basin in flood season during recent 50 years. J . |
| [6] |
粮食增产背景下淮河流域农业生产效率时空变化分析 [J].
<p>在流域粮食增产与水环境约束双重背景下，采用DEA模型、Malmquist 生产率指数和GIS 空间分析方法，对2000~2011 年淮河流域35 个地市的农业生产效率及时空变化特征进行分析。结果发现：① 2000~2011 年淮河流域农业生产效率普遍较高，技术效率在流域综合效率提升方面发挥着积极作用，但决定综合效率最优的规模效率却有微弱下降；② 农业生产效率空间分析发现，流域生产效率呈现东部高于中部，中部高于西部的空间梯度分布格局；③ 农业生产效率变化时空特征研究表明，2000~2011 年流域综合效率变化和规模效率变化呈现微弱的下降趋势，其中流域西部下降最为显著，而技术效率与生产率却呈现提高趋势，其中东部提升最为显著；④ 依据综合效率计算结果和时间变化特征，将农业生产效率变化划分为5 种基本类型，发现综合效率持续不变的a类型地市最多，是流域农业生产效率变化的主要类型。</p>
Spatial-temporal variation of agriculture production efficiency under the background of grain production increase in the Huaihe River Basin .
<p>在流域粮食增产与水环境约束双重背景下，采用DEA模型、Malmquist 生产率指数和GIS 空间分析方法，对2000~2011 年淮河流域35 个地市的农业生产效率及时空变化特征进行分析。结果发现：① 2000~2011 年淮河流域农业生产效率普遍较高，技术效率在流域综合效率提升方面发挥着积极作用，但决定综合效率最优的规模效率却有微弱下降；② 农业生产效率空间分析发现，流域生产效率呈现东部高于中部，中部高于西部的空间梯度分布格局；③ 农业生产效率变化时空特征研究表明，2000~2011 年流域综合效率变化和规模效率变化呈现微弱的下降趋势，其中流域西部下降最为显著，而技术效率与生产率却呈现提高趋势，其中东部提升最为显著；④ 依据综合效率计算结果和时间变化特征，将农业生产效率变化划分为5 种基本类型，发现综合效率持续不变的a类型地市最多，是流域农业生产效率变化的主要类型。</p>
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淮河流域单季稻气候风险研究 [J].
综合考虑单季稻气候适宜性水平及其变率变化,构建单季稻的风险度模型,运用滑动建模技术对淮河流域单季稻的气候风险性进行了动态分析与评估。根据风险分布将淮河流域单季稻温度、降水、日照和气候风险大致分为三种类型低风险型、中风险型和高风险型;在时间变化上,近几十年来,淮河流域单季稻气候风险度有逐渐增加的趋势;并随着时间的推移,在空间上东部风险较低的区域有逐渐降低的趋势,而西部气候风险高的地区有进一步增大并向东部沿海扩展的趋势。
Assessing on climate risk to rice in Huai River Basin .
综合考虑单季稻气候适宜性水平及其变率变化,构建单季稻的风险度模型,运用滑动建模技术对淮河流域单季稻的气候风险性进行了动态分析与评估。根据风险分布将淮河流域单季稻温度、降水、日照和气候风险大致分为三种类型低风险型、中风险型和高风险型;在时间变化上,近几十年来,淮河流域单季稻气候风险度有逐渐增加的趋势;并随着时间的推移,在空间上东部风险较低的区域有逐渐降低的趋势,而西部气候风险高的地区有进一步增大并向东部沿海扩展的趋势。
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Analysis of spatial-temporal variation of agricultural drought and its response to ENSO over past 30 years in the Huang-Huai-Hai region,China [J]. |
| [9] |
Influence of ENSO on precipitation in the East River basin, south China [J].https://doi.org/10.1002/jgrd.50279 URL [本文引用: 4] 摘要
A majority of the literature analyzing the role of El Niño-Southern Oscillation (ENSO) and other teleconnections has focused on summer precipitation and on global and regional scales. Seasonal precipitation, occurring at local scale (<50,000 km; i.e., a size of one grid cell of a typical global climate model), is of considerable importance for flood mitigation, water supply, and water resources management. In view of the relative absence of studies exploring the forces driving local precipitation, the present study examines this precipitation regime (represented by monthly precipitation data for a period of 1956-2005 from 21 gauge stations in the East River basin) as a response to well-known determining factors, i.e., Southern Oscillation Index (SOI), El Niño Modoki index (EMI), and sea surface temperature anomalies (SSTA) of Niño 1 + 2, Niño 3, Niño 4, and Niño 3.4. To achieve the goal of the study, three types of ENSO events were defined: eastern Pacific warming (EPW), central Pacific warming (CPW), and eastern Pacific cooling (EPC). Mann-Whitney U test was applied to assess whether the probabilistic behavior of precipitation in the ENSO period was different from that in the normal period. The Pearson correlation coefficient was calculated to investigate the relations between areal precipitation in the East River basin and the above-mentioned ENSO indices. Results indicated that (1) EPW caused more precipitation in autumn and winter, but less precipitation in summer. EPW even brought about extremely heavy precipitation in summer and winter. (2) CPW caused less precipitation in spring, autumn, and the annual totals. Sometimes, CPW might bring about heavy precipitation. The precipitation pattern in summer in CPW was different from the normal years. (3) EPC caused more precipitation in autumn and less precipitation in spring and winter. The middle East River basin is the region where precipitation has decreased most severely due to EPC. (4) SSTA, SOI, and EMI had significant relations with areal precipitation from January to March. EMI is the only index having significant correlation with precipitation in April.
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The changing relationship between ENSO variability and moisture balance in the continental United States [J].https://doi.org/10.1029/1998GL900145 URL 摘要
The El Ni09o-Southern Oscillation (ENSO) system orchestrates a well-documented suite of climate anomalies worldwide. The details of ENSO's extratropical influence vary among events, but this variability has not been described or diagnosed beyond the past few decades, and previous descriptions have looked at inter-event differences rather than decadal patterns. We use a new tree-ring based drought reconstruction for the continental U.S. and instrumental ENSO indices to document systematic decadal changes in the U.S. drought-ENSO relationship since the late 19 th century. Significant ENSO-drought correlation occurs consistently in the southwest U.S., but the strength of penetration of moisture anomalies into the continent varies substantially. The most striking change over the past 130 years is the initiation of a “bipolar” ENSO-drought signature around 1920, producing opposite-sign moisture anomalies in the southwest and mid-Atlantic states. Shifts in teleconnection patterns coincide with variations in the strength of ENSO and in a North Pacific mode.
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Inflence of ENSO on flood frequency along the California coast [J]. |
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Pacific-East Asian teleconnection:how does ENSO affect East Asian climate? [J]. |
| [13] |
Rainfall changes over Southwestern Australia and their relationship to the Southern annular mode and ENSO [J]. |
| [14] |
Improvements to NOAA’s historical merged land-ocean surface temperature analysis (1880-2006) [J]. |
| [15] |
东亚-太平洋遥相关型形成过程与ENSO盛期海温关系的研究 [J].https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2008.02.03 Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用1961～2000年NCEP/NCAR再分析资料、扩展重建的海表温度资料(ERSST)和中国730个站旬降水资料，采用SVD和扩展SVD（ESVD）分析、合成分析、相关分析等方法，在分析中国梅雨期降水与同期大气环流和前期冬季海温之间关系的基础上，研究了ENSO盛期海温异常导致与长江流域梅雨期降水密切相关的东亚/太平洋（EAP）遥相关型形成的过程，及与ENSO相关的海温和大气环流异常的持续性问题。结果表明，梅雨期EAP遥相关型的出现与ENSO遥强迫作用有密切关系。联系冬季ENSO和梅雨期EAP遥相关型的关键过程主要有三个：（1）西北太平洋低纬地区异常反气旋环流的形成和维持, 它在冬季形成后一直可维持到夏季，使得夏季西北太平洋副热带高压偏南偏强；（2）东亚大槽持续偏弱，冷空气活动路径偏北偏东，使西北太平洋海温呈亲潮区偏冷、黑潮区偏暖的海温分布; （3）PNA遥相关型的持续发展，使北冰洋地区高度增高。后二者通过局地海气相互作用和大气内部调整过程对初夏鄂霍次克海阻塞形势的形成起重要作用。另外，持续性分析表明，ENSO年大气环流和海温距平型的持续性要比非ENSO年大得多。在ENSO年大气环流和海温之间存在很强的相互作用耦合关系，ENSO引起的大气环流异常可导致太平洋海温异常，而海温异常一旦形成反过来又可导致大气环流异常的稳定和维持，对后期初夏东亚季风和我国天气气候产生明显滞后效应。
A studyof the processes of east Asia-Pacific teleconnection pattern formationandthe relationshiptoENSO .https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2008.02.03 Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用1961～2000年NCEP/NCAR再分析资料、扩展重建的海表温度资料(ERSST)和中国730个站旬降水资料，采用SVD和扩展SVD（ESVD）分析、合成分析、相关分析等方法，在分析中国梅雨期降水与同期大气环流和前期冬季海温之间关系的基础上，研究了ENSO盛期海温异常导致与长江流域梅雨期降水密切相关的东亚/太平洋（EAP）遥相关型形成的过程，及与ENSO相关的海温和大气环流异常的持续性问题。结果表明，梅雨期EAP遥相关型的出现与ENSO遥强迫作用有密切关系。联系冬季ENSO和梅雨期EAP遥相关型的关键过程主要有三个：（1）西北太平洋低纬地区异常反气旋环流的形成和维持, 它在冬季形成后一直可维持到夏季，使得夏季西北太平洋副热带高压偏南偏强；（2）东亚大槽持续偏弱，冷空气活动路径偏北偏东，使西北太平洋海温呈亲潮区偏冷、黑潮区偏暖的海温分布; （3）PNA遥相关型的持续发展，使北冰洋地区高度增高。后二者通过局地海气相互作用和大气内部调整过程对初夏鄂霍次克海阻塞形势的形成起重要作用。另外，持续性分析表明，ENSO年大气环流和海温距平型的持续性要比非ENSO年大得多。在ENSO年大气环流和海温之间存在很强的相互作用耦合关系，ENSO引起的大气环流异常可导致太平洋海温异常，而海温异常一旦形成反过来又可导致大气环流异常的稳定和维持，对后期初夏东亚季风和我国天气气候产生明显滞后效应。
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1956~2011年环渤海地区气候的变化特征及其与ENSO的相关性分析 [D].Climate change around Bohai region during1956 to 2011 and its relationship with ENSO . |
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近60年洪泽湖流域汛期降水特征及其与EASM关系 [J].
<p>洪泽湖流域近60 a 来汛期降水的综合分析表明, 汛期降水呈现总体增加的趋势, 且未来仍呈增加趋势。汛期降水在2000 年出现突变, 此后呈现明显增加特征, 是2000 年来洪涝频繁的主要因素。SPI 旱涝等级显示, 旱涝以1960 s 波动最为显著, 而2000 s 以来SPI 值明显偏高。汛期降水与东亚夏季风(EASM)指数存在6 a 左右和准2 a 的共振周期。在1960~1972 年间的6 a 左右共振周期上, EASM越强, 降水越少;而在1986~1992 年的6 a 左右共振周期上, EASM与汛期降水呈较弱正相关。1996~2004 年间准2 a 左右的共振周期上, EASM与汛期降水呈反相关系。</p>
Precipitation change in flood season and its relationship with EASMin the Hongzelake catchments in recent 60 Years .
<p>洪泽湖流域近60 a 来汛期降水的综合分析表明, 汛期降水呈现总体增加的趋势, 且未来仍呈增加趋势。汛期降水在2000 年出现突变, 此后呈现明显增加特征, 是2000 年来洪涝频繁的主要因素。SPI 旱涝等级显示, 旱涝以1960 s 波动最为显著, 而2000 s 以来SPI 值明显偏高。汛期降水与东亚夏季风(EASM)指数存在6 a 左右和准2 a 的共振周期。在1960~1972 年间的6 a 左右共振周期上, EASM越强, 降水越少;而在1986~1992 年的6 a 左右共振周期上, EASM与汛期降水呈较弱正相关。1996~2004 年间准2 a 左右的共振周期上, EASM与汛期降水呈反相关系。</p>
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最近50年来山东地区夏季降水的时空变化及其影响因素研究 [J].
<p>利用山东地区16 个气象站1961~2012 年逐月降水资料以及同期大气环流指数资料，采用Mann-Kendall 非参数检验法、累积距平法、有序聚类分析法以及Mann-Whitney-Pettitt（MWP）法等方法，对最近50 a 来山东地区夏季降水及其占全年降水比例的时空变化及影响因素进行了研究。结果表明，最近50 a 来，山东地区夏季降水呈现总体下降趋势，但有显著的阶段性。其中，沿海地区变化幅度小于内陆，其阶段转换和突变也早于内陆，内陆中山区又早于平原。沿海地区夏季降水占年降水比例呈现总体上升趋势，但无明显的阶段性和突变现象；而内陆地区呈现总体下降趋势，但存在阶段性和突变现象，其中山地与平原间又有差异。分析表明，山东地区夏季降水变化与同期东亚夏季风、南方涛动和北极涛动之间有显著的响应关系，但在沿海与内陆、山地与平原之间存在差异。</p>
Spatial-temporal variations and influential factors of summer precipitationin shandongregion during the last 50 years .
<p>利用山东地区16 个气象站1961~2012 年逐月降水资料以及同期大气环流指数资料，采用Mann-Kendall 非参数检验法、累积距平法、有序聚类分析法以及Mann-Whitney-Pettitt（MWP）法等方法，对最近50 a 来山东地区夏季降水及其占全年降水比例的时空变化及影响因素进行了研究。结果表明，最近50 a 来，山东地区夏季降水呈现总体下降趋势，但有显著的阶段性。其中，沿海地区变化幅度小于内陆，其阶段转换和突变也早于内陆，内陆中山区又早于平原。沿海地区夏季降水占年降水比例呈现总体上升趋势，但无明显的阶段性和突变现象；而内陆地区呈现总体下降趋势，但存在阶段性和突变现象，其中山地与平原间又有差异。分析表明，山东地区夏季降水变化与同期东亚夏季风、南方涛动和北极涛动之间有显著的响应关系，但在沿海与内陆、山地与平原之间存在差异。</p>
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关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1009-0827.2005.02.015 URL [本文引用: 1] 摘要
Ni韔指数和SOI是表征 ENSO事件的两个主要特征值。根据Ni韔3.4区指数变化,1950年以来共发生15次ElNi韔事件和11次LaNi韆事件。ElNi韔年, 热带中、东太平洋上的岛屿及沿岸国家多暴雨洪涝,印度、印度尼西亚、澳大利亚等国家发生持续干旱,中国东北地区夏、秋季降水及年降水都偏少,江南地区降水 偏多;太平洋和大西洋地区发生的热带风暴以及登陆中国的台风数都比常年偏少;加拿大西南部和美国北部暖冬,东亚夏季低温,中国常出现暖冬凉夏。 LaNi韆年则基本上相反,赤道太平洋中、东部地区干旱少雨,西太平洋上的台风和大西洋飓风及登陆中国的台风明显增多,中国汛期主要雨带偏北,易出现热 夏寒冬。
A review of studys on the influence of ENSO events on the climate in China .https://doi.org/10.3969/j.issn.1009-0827.2005.02.015 URL [本文引用: 1] 摘要
Ni韔指数和SOI是表征 ENSO事件的两个主要特征值。根据Ni韔3.4区指数变化,1950年以来共发生15次ElNi韔事件和11次LaNi韆事件。ElNi韔年, 热带中、东太平洋上的岛屿及沿岸国家多暴雨洪涝,印度、印度尼西亚、澳大利亚等国家发生持续干旱,中国东北地区夏、秋季降水及年降水都偏少,江南地区降水 偏多;太平洋和大西洋地区发生的热带风暴以及登陆中国的台风数都比常年偏少;加拿大西南部和美国北部暖冬,东亚夏季低温,中国常出现暖冬凉夏。 LaNi韆年则基本上相反,赤道太平洋中、东部地区干旱少雨,西太平洋上的台风和大西洋飓风及登陆中国的台风明显增多,中国汛期主要雨带偏北,易出现热 夏寒冬。
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El Niño Modoki and its possible teleconnection [J]. |
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Impact of shifting patterns of Pacific Ocean warming on North Atlantic tropical cyclones [J].https://doi.org/10.1126/science.1174062 URL PMID: 19574388 [本文引用: 2] 摘要
Two distinctly different forms of tropical Pacific Ocean warming are shown to have substantially different impacts on the frequency and tracks of North Atlantic tropical cyclones. The eastern Pacific warming (EPW) is identical to that of the conventional El Niño, whereas the central Pacific warming (CPW) has maximum temperature anomalies located near the dateline. In contrast to EPW events, CPW episodes are associated with a greater-than-average frequency and increasing landfall potential along the Gulf of Mexico coast and Central America. Differences are shown to be associated with the modulation of vertical wind shear in the main development region forced by differential teleconnection patterns emanating from the Pacific. The CPW is more predictable than the EPW, potentially increasing the predictability of cyclones on seasonal time scales.
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基于SSM/I数据的淮河流域洪涝监测分析 [J].https://doi.org/10.11821/yj2012010005 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
以淮河流域为研究区域,基于被动微波遥感SSM/I数据计算的极化比值指数PRI和RAT技术,提出极化比值变化指数<em>PRVI</em>。利用淮河流域1988～2005年6月下旬到7月期间的<em>PRVI</em>数据研究了淮河流域的洪涝时空特征,重点分析了发生流域性大洪水的1991年和2003年的洪涝特征,研究发现:淮河流域发生严重洪涝灾害的主要表现特征之一是淮河干流中游及其向北岸、上游和下游方向延伸约100km,向南岸延伸到流域南界的区域出现<em>PRVI</em>高值带,并结合淮河流域的自然环境分析了<em>PRVI</em>高值带出现的原因,指出<em>PRVI</em>高值带包括了大部分沿淮河干流的湖泊、洼地、行蓄洪区,支流河口、下游洼地等。进一步认为高值带内的<em>PRVI</em>值越大,高值带的面积越大,洪涝灾害越严重,防汛形势越严峻。这一结论对淮河流域洪涝灾害的监测和预警具有重要的应用价值。
Flood and waterlogging monitoring and analyses based on SSM/I data in Huai River Basin .https://doi.org/10.11821/yj2012010005 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
以淮河流域为研究区域,基于被动微波遥感SSM/I数据计算的极化比值指数PRI和RAT技术,提出极化比值变化指数<em>PRVI</em>。利用淮河流域1988～2005年6月下旬到7月期间的<em>PRVI</em>数据研究了淮河流域的洪涝时空特征,重点分析了发生流域性大洪水的1991年和2003年的洪涝特征,研究发现:淮河流域发生严重洪涝灾害的主要表现特征之一是淮河干流中游及其向北岸、上游和下游方向延伸约100km,向南岸延伸到流域南界的区域出现<em>PRVI</em>高值带,并结合淮河流域的自然环境分析了<em>PRVI</em>高值带出现的原因,指出<em>PRVI</em>高值带包括了大部分沿淮河干流的湖泊、洼地、行蓄洪区,支流河口、下游洼地等。进一步认为高值带内的<em>PRVI</em>值越大,高值带的面积越大,洪涝灾害越严重,防汛形势越严峻。这一结论对淮河流域洪涝灾害的监测和预警具有重要的应用价值。
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