国家重点基础研究发展计划项目课件.ppt

国家重点基础研究发展计划项目国家重点基础研究发展计划项目““我国南方致洪暴雨监测与预测的我国南方致洪暴雨监测与预测的 理论和方法研究理论和方法研究”” 第三课题引发我国南方频发性与持续性引发我国南方频发性与持续性 暴雨的气候背景研究暴雨的气候背景研究 2005年研究工作汇报国家重点基础研究发展计划项目2005年工作汇报年工作汇报一、研究工作安排一、研究工作安排国家重点基础研究发展计划项目课题分解（为课题分解（为3个专题）个专题）1 1我国南方洪涝气候灾害的时空演变规律研究我国南方洪涝气候灾害的时空演变规律研究2 2我国南方持续性和频发性暴雨气候特征分析我国南方持续性和频发性暴雨气候特征分析3 3我国南方持续性和频发性暴雨的影响因子及其机我国南方持续性和频发性暴雨的影响因子及其机理研究理研究国家重点基础研究发展计划项目专题研究内容专题研究内容一专题：我国南方洪涝气候灾害一专题：我国南方洪涝气候灾害的时空演变规律研究的时空演变规律研究1.1.分析我国南方从分析我国南方从2020世纪世纪5050年代到年代到2121世纪初华南前汛期以世纪初华南前汛期以及长江、淮河流域夏季洪涝气候灾害时空演变规律与特及长江、淮河流域夏季洪涝气候灾害时空演变规律与特征；征；2.2.我国南方洪涝气候灾害的年际和年代际变化成因我国南方洪涝气候灾害的年际和年代际变化成因3.3.全球增暖对我国南方洪涝灾害的影响全球增暖对我国南方洪涝灾害的影响4.4.未来情景下我国南方洪涝灾害的可能变化趋势未来情景下我国南方洪涝灾害的可能变化趋势国家重点基础研究发展计划项目专题研究内容专题研究内容二专题：我国南方持续性和频发性二专题：我国南方持续性和频发性暴雨气候特征分析暴雨气候特征分析1.1.从暴雨定义出发分析我国南方暴雨频数、持续时间以及从暴雨定义出发分析我国南方暴雨频数、持续时间以及强度的年际和年代际变化特征；强度的年际和年代际变化特征；2.2.从我国南方暴雨频发性和持续性定义出发研究华南前汛从我国南方暴雨频发性和持续性定义出发研究华南前汛期和江淮暴雨以及台风暴雨的气候特征；期和江淮暴雨以及台风暴雨的气候特征；3.3.持续频发性暴雨与非持续频发性暴雨造成我国南方严重持续频发性暴雨与非持续频发性暴雨造成我国南方严重洪涝年的东亚气候系统异常配置的研究；洪涝年的东亚气候系统异常配置的研究；4.4.未来情景下我国南方频发性和持续性暴雨的可能变化趋未来情景下我国南方频发性和持续性暴雨的可能变化趋势。

势国家重点基础研究发展计划项目专题研究内容专题研究内容三专题三专题：我国南方持续性和频发性暴雨：我国南方持续性和频发性暴雨的影响因子及其机理研究的影响因子及其机理研究1.个例分析研究我国南方持续频发性暴雨发生的大个例分析研究我国南方持续频发性暴雨发生的大尺度环流条件尺度环流条件2.东亚气候系统各成员的年际和年代际变化研究东亚气候系统各成员的年际和年代际变化研究3.东亚气候系统各成员的变化与我国南方持续频发东亚气候系统各成员的变化与我国南方持续频发性暴雨的影响因子性暴雨的影响因子4.我国南方持续频发性暴雨的机理研究我国南方持续频发性暴雨的机理研究国家重点基础研究发展计划项目2005年工作汇报年工作汇报二、研究工作进展二、研究工作进展国家重点基础研究发展计划项目1. 1. 洪涝气候灾害的时空演变规律研究洪涝气候灾害的时空演变规律研究(1)(1)东亚夏季降水的准两年周期振荡及其成因东亚夏季降水的准两年周期振荡及其成因 应用应用EOFEOF和熵谱分析方法分析了中国夏季和熵谱分析方法分析了中国夏季(6~8(6~8月月) )降降水和水汽输送通量的年际变化，表明夏季降水具有水和水汽输送通量的年际变化，表明夏季降水具有2~3a2~3a周期变化特征，并指出降水的这种周期振荡是周期变化特征，并指出降水的这种周期振荡是与东亚上空夏季风水汽输送通量的准两年周期振荡与东亚上空夏季风水汽输送通量的准两年周期振荡密切相关；并且，揭示了热带西太平洋海温的准两密切相关；并且，揭示了热带西太平洋海温的准两年周期振荡对东亚夏季风及其所驱动的水汽输送都年周期振荡对东亚夏季风及其所驱动的水汽输送都有很大影响。

此外，还利用东亚有很大影响此外，还利用东亚/ /太平洋型（太平洋型（EAPEAP型）型）遥相关理论讨论了热带西太平洋热力状态的准两年遥相关理论讨论了热带西太平洋热力状态的准两年周期振荡影响东亚夏季风降水准两年周期变化的物周期振荡影响东亚夏季风降水准两年周期变化的物理机制 国家重点基础研究发展计划项目1. 1. 洪涝气候灾害的时空演变规律研究洪涝气候灾害的时空演变规律研究(b)(a) 1951~20001951~2000年年中国夏季中国夏季（（6~86~8月）降月）降水水EOFEOF分析第分析第1 1主分量主分量（（EOF1EOF1）的）的空间分布空间分布(a)(a)和时间系数和时间系数系列系列(b). (b). 图图a a中实线与虚中实线与虚线分别表示线分别表示正、负信号，正、负信号，EOF1EOF1说明总说明总方差的方差的16.40%16.40% 国家重点基础研究发展计划项目1. 1. 洪涝气候灾害的时空演变规律研究洪涝气候灾害的时空演变规律研究 1951~2000年中国夏季年中国夏季降水降水EOF1相应时间系相应时间系数的熵谱分析数的熵谱分析 东亚夏季风准东亚夏季风准两年周期振荡两年周期振荡与热带西太平与热带西太平洋海洋海-气耦合系气耦合系统（统（TBO）关）关联概念图联概念图 国家重点基础研究发展计划项目1. 1. 洪涝气候灾害的时空演变规律研究洪涝气候灾害的时空演变规律研究 (2) (2)我国夏季各月降水异常的相关性及其与大气热源的关系我国夏季各月降水异常的相关性及其与大气热源的关系 分析了分析了7、、8月长江流域及附近地区降水持续异月长江流域及附近地区降水持续异常与同期和前期大气热源异常的关系，结果表明，常与同期和前期大气热源异常的关系，结果表明，主要洪涝灾害月主要洪涝灾害月7、、8月主要雨带异常有显著持续月主要雨带异常有显著持续性特征，性特征， 7-8月持续偏旱月持续偏旱/涝灾害的发生与前期涝灾害的发生与前期5-6月热带中、东太平洋上空大范围大气热源异常有月热带中、东太平洋上空大范围大气热源异常有密切关系；密切关系； 7月降水偏涝月降水偏涝/旱而旱而8月降水不持续偏月降水不持续偏涝涝/旱的情形，其前期旱的情形，其前期5-6月的热源异常关键与月的热源异常关键与7-8月持续旱涝的情况明显不同。

月持续旱涝的情况明显不同国家重点基础研究发展计划项目1. 1. 洪涝气候灾害的时空演变规律研究洪涝气候灾害的时空演变规律研究 (3) (3)长江三角洲长江三角洲530年旱涝概率随时间的演化规律年旱涝概率随时间的演化规律 将长江三角洲将长江三角洲530年旱涝等级资料转换成年旱涝等级资料转换成降水概率随时间的演化，揭示了长江三角洲降降水概率随时间的演化，揭示了长江三角洲降水概率随时间演变的各层次的分布特征研究水概率随时间演变的各层次的分布特征研究了该地区降水概率演变的多时间层次分布、气了该地区降水概率演变的多时间层次分布、气候基本态降水的演变特征以及气候降水小概率候基本态降水的演变特征以及气候降水小概率事件的发展规律并据此预测，未来事件的发展规律并据此预测，未来20~30年年内，该地区仍处于小概率事件的频发期，很可内，该地区仍处于小概率事件的频发期，很可能造成未来能造成未来20年内实际的气候会出现较频繁的年内实际的气候会出现较频繁的极端事件，此后降水将逐渐恢复到正常态极端事件，此后降水将逐渐恢复到正常态国家重点基础研究发展计划项目2.2.南方持续性和频发性暴雨气候特征分析南方持续性和频发性暴雨气候特征分析 (1) (1)我国暴雨的年代际时空变化特征我国暴雨的年代际时空变化特征 利用利用1961-2000年全国年全国610个测站逐日降水资个测站逐日降水资料和暴雨定义来分析我国料和暴雨定义来分析我国40年暴雨发生频率的年代年暴雨发生频率的年代际时空变化特征。

分析结果表明，夏季我国暴雨多际时空变化特征分析结果表明，夏季我国暴雨多发生在长江中下游、华南、四川中东部、黄淮地区发生在长江中下游、华南、四川中东部、黄淮地区和华北东部，夏季暴雨发生频率具有明显的年代际和华北东部，夏季暴雨发生频率具有明显的年代际变化；并且，我国东部季风区夏季暴雨与洪涝的关变化；并且，我国东部季风区夏季暴雨与洪涝的关系非常密切，特别是系非常密切，特别是90年代江淮流域暴雨对洪涝的年代江淮流域暴雨对洪涝的贡献明显增大此外还初步讨论了夏季暴雨发生频贡献明显增大此外还初步讨论了夏季暴雨发生频率年代际变化的气候背景率年代际变化的气候背景 国家重点基础研究发展计划项目2.2.南方持续性和频发性暴雨气候特征分析南方持续性和频发性暴雨气候特征分析 (2) (2)长江流域暴雨日和暴雨量的年际变化长江流域暴雨日和暴雨量的年际变化 研究了长江流域（研究了长江流域（1717站）暴雨日（日降水大于等于站）暴雨日（日降水大于等于50mm50mm）和）和暴雨量的年际变化及趋势，见下图：暴雨量的年际变化及趋势，见下图： 图中是长江流域夏季（图中是长江流域夏季（6－－8月）暴雨量的距平变月）暴雨量的距平变化曲线和趋势，可见暴雨量在化曲线和趋势，可见暴雨量在1980年代后期至今年代后期至今较大，增大趋势明显。

较大，增大趋势明显 国家重点基础研究发展计划项目2.2.南方持续性和频发性暴雨气候特征分析南方持续性和频发性暴雨气候特征分析 (3)(3)我国长江中下游地区降水变化趋势分析我国长江中下游地区降水变化趋势分析 利用利用1951~2001年年10个代表站的逐日降水观测资料，运用线性趋个代表站的逐日降水观测资料，运用线性趋势法分析了势法分析了51年来长江中下游地区年和季的降水量、降水日数和降水年来长江中下游地区年和季的降水量、降水日数和降水强度的变化趋势，用强度的变化趋势，用Mann-Kendall法对降水日数和降水强度的突变进法对降水日数和降水强度的突变进行了检验分析表明：行了检验分析表明： （（1）年降水量变化趋势不明显，但春季和夏季降水量分别有显著）年降水量变化趋势不明显，但春季和夏季降水量分别有显著减少和增加的趋势；减少和增加的趋势； （（2）除春季外，其余各季和年的降水日数均为显著减少，且年降）除春季外，其余各季和年的降水日数均为显著减少，且年降水日数减少的突变发生在水日数减少的突变发生在1977-1978年之间；年之间； （（3）由于降水量的微弱增加和降水日数的显著减少，导致降水强）由于降水量的微弱增加和降水日数的显著减少，导致降水强度的显著增加，且年降水降水强度的突变发生在度的显著增加，且年降水降水强度的突变发生在20世纪世纪80年代中期；年代中期； （（4）降水强度增加主要是由于暴雨（日降水量）降水强度增加主要是由于暴雨（日降水量≥50.0mm）对降水）对降水总量贡献的增加，而暴雨对其贡献的增加又由于其频数的增加，因为总量贡献的增加，而暴雨对其贡献的增加又由于其频数的增加，因为暴雨本身强度的增加趋势不显著暴雨本身强度的增加趋势不显著。

国家重点基础研究发展计划项目2.2.南方持续性和频发性暴雨气候特征分析南方持续性和频发性暴雨气候特征分析 (4) (4)台风台风暴雨的气候背景研究暴雨的气候背景研究 东亚夏季风环流异常以及台风登陆我国东亚夏季风环流异常以及台风登陆我国是夏季我国南方频发性与持续性暴雨的主要是夏季我国南方频发性与持续性暴雨的主要环流系统研究发现，夏季登陆我国的台风环流系统研究发现，夏季登陆我国的台风数与东亚夏季风环流强弱的气候背景有关数与东亚夏季风环流强弱的气候背景有关东亚夏季风环流偏强，登陆我国台风偏多，东亚夏季风环流偏强，登陆我国台风偏多，则易出现台风引发的暴雨；东亚夏季风环流则易出现台风引发的暴雨；东亚夏季风环流偏弱，登陆我国台风偏少，则易出现季风环偏弱，登陆我国台风偏少，则易出现季风环流异常造成的暴雨流异常造成的暴雨 国家重点基础研究发展计划项目3.3.南方持续性和频发性暴雨南方持续性和频发性暴雨的影响因子及其机理研究的影响因子及其机理研究(1)(1)北非和青藏高原感热振荡特征及其与我国东北非和青藏高原感热振荡特征及其与我国东部夏季降水的关系部夏季降水的关系 用用EOFEOF方法分析了方法分析了NCEP / NCAR 1948NCEP / NCAR 1948－－20022002年年再分析资料中月平均的全球地面感热资料，结果表再分析资料中月平均的全球地面感热资料，结果表明，北非和青藏高原两个区域的感热变化是负相关明，北非和青藏高原两个区域的感热变化是负相关的，它们对我国华北、江淮和华南三个区域的汛期的，它们对我国华北、江淮和华南三个区域的汛期降水滞后影响明显。

感热对我国降水的影响以年代降水滞后影响明显感热对我国降水的影响以年代际为主际为主 国家重点基础研究发展计划项目3.3.南方持续性和频发性暴雨南方持续性和频发性暴雨的影响因子及其机理研究的影响因子及其机理研究从图可见北非与青藏高原西部的感热有振荡现象从图可见北非与青藏高原西部的感热有振荡现象 国家重点基础研究发展计划项目3.3.南方持续性和频发性暴雨南方持续性和频发性暴雨的影响因子及其机理研究的影响因子及其机理研究(2)(2)东北冷涡对东北冷涡对我国东部夏季梅雨降水的影响我国东部夏季梅雨降水的影响(a)(b)定义的梅雨期东北冷涡指数与长江中下游地区梅雨暴雨降水存在定义的梅雨期东北冷涡指数与长江中下游地区梅雨暴雨降水存在显著的相关（图显著的相关（图a a），两者相关系数达），两者相关系数达0.690.69（图（图b b）） 国家重点基础研究发展计划项目3.3.南方持续性和频发性暴雨南方持续性和频发性暴雨的影响因子及其机理研究的影响因子及其机理研究(3)(3)东亚冬季风对华南前汛期降水的影响东亚冬季风对华南前汛期降水的影响 当前冬的冬季风偏强（偏弱）时，将会引起后当前冬的冬季风偏强（偏弱）时，将会引起后期冬春季沿海黑潮区及南海海域的海温偏低（偏高）期冬春季沿海黑潮区及南海海域的海温偏低（偏高），热带太平洋海温从冬季至夏季呈现中、东太平洋，热带太平洋海温从冬季至夏季呈现中、东太平洋为负（正）海温距平，西太平洋为正（负）海温距为负（正）海温距平，西太平洋为正（负）海温距平，这时华南前汛期西太平洋副热带高压将会偏东平，这时华南前汛期西太平洋副热带高压将会偏东（偏西），华南静止锋较弱（活跃），前汛期降水（偏西），华南静止锋较弱（活跃），前汛期降水偏少（偏多）。

偏少（偏多） 国家重点基础研究发展计划项目其它正在开展的工作其它正在开展的工作1.1.青藏高原对南方持续性和频发性暴雨的影青藏高原对南方持续性和频发性暴雨的影响研究响研究2.2.西南涡与南方持续性和频发性暴雨的关系西南涡与南方持续性和频发性暴雨的关系3.3.鞍形场与暴雨突发性的机制研究鞍形场与暴雨突发性的机制研究4.4.NCEP/NCARNCEP/NCAR和和ERA-40ERA-40再分析资料与我国东部再分析资料与我国东部地区探空资料的比较与评价研究地区探空资料的比较与评价研究5.5.行星波活动与行星波活动与南方持续性和频发性暴雨的南方持续性和频发性暴雨的关系关系6.6.…………国家重点基础研究发展计划项目发表文章目录发表文章目录已经发表的文章有已经发表的文章有1515篇，篇，其中其中SCISCI文章为文章为8 8篇篇1、、Chen, W., S. Yang, and R. –H. Huang, 2005: Relationship between stationary planetary wave activity and the East Asian winter monsoon, J. Geophys. Res., 110, D14110, doi:10.1029/2004JD005669 2、、Yang Hui, and Sun Shuqing, 2005: The characteristics of longitudinal movement of the subtropical high in the western Pacific in the pre-rainy season in South China. Advances in Atmospheric Sciences. 22(3), 392-400 3、、Zeng HL, Gao XQ and Zhang W，，2005: Evolution characteristics of the precipitation in the yangtze river delta，，Chinese Physics, 14(6):1265-1271 4、、Wan SQ, Feng GL et al, 2005: On the climate prediction of nonlinear and nonstationary time series with the EMD method, Chinese Physics, 14(3):626-6335、龚志强，邹明玮，高新全，董文杰，基于非线性时间序列分析、龚志强，邹明玮，高新全，董文杰，基于非线性时间序列分析EMD和和WD异同性的研异同性的研究，物理学报，究，物理学报，2005，，54（（8）：）：3947-3957 6 6、张立新，高新全，丑纪范，协调多时次差分格式及其稳定性，物理学报，、张立新，高新全，丑纪范，协调多时次差分格式及其稳定性，物理学报，20052005，，5454（（7 7）：）：3465-3472 3465-3472 7 7、、侯威，封国林，董文杰，基于复杂分析侯威，封国林，董文杰，基于复杂分析logistec映射和映射和lorenz映射的研究，物理学报，映射的研究，物理学报，2005，，54（（8）：）：3940-3946 8 8、侯威，封国林，高新全，丑纪范，基于复杂度分析冰芯和石笋代用资料时间序列的研、侯威，封国林，高新全，丑纪范，基于复杂度分析冰芯和石笋代用资料时间序列的研究，物理学报，究，物理学报，20052005，，5454（（5 5）：）：2441-2447 2441-2447 国家重点基础研究发展计划项目发表文章目录发表文章目录9 9、杨辉、杨辉, , 陈隽陈隽, , 孙淑清，孙淑清，2005: 2005: 冬夏季环流隔季相关的数值试验冬夏季环流隔季相关的数值试验. . 大气科学大气科学, 29(3): , 29(3): 396-408.396-408.1010、杨辉、杨辉, , 陈隽陈隽, , 孙淑清，孙淑清，2005: 2005: 东亚冬季风异常激发东亚冬季风异常激发El NinoEl Nino现象的数值试验研究现象的数值试验研究. . 大大气科学气科学, 29(2):321-333., 29(2):321-333.1111、陈文，黄荣辉，、陈文，黄荣辉，20052005：北半球冬季准定常行星波的三维传播及其年际变化，大气科学，：北半球冬季准定常行星波的三维传播及其年际变化，大气科学，2929（（1 1）：）：137-146 137-146 1212、杨蕾，陈文，黄荣辉，、杨蕾，陈文，黄荣辉，20052005：北半球准定常行星波年际变化的资料分析和数值模拟，：北半球准定常行星波年际变化的资料分析和数值模拟，大气科学，大气科学，2929（（5 5）：）：682-696682-69613、、Qian YF, Zhang Y, Jiang J, Yao YH, Xu ZF, The earliest onset areas and mechanism of the tropical summer monsoon, Acta Meteo. Sinica, 2005, 19(2): 129-142 14、陈艺敏，钱永甫，、陈艺敏，钱永甫，Numerical study of influence of the SSTA in western Pacific warm pool on rainfall in the first flood period in south China, J. of Tropical Meteorology,2005(11),1:86-96 1515、徐忠峰，钱永甫，热带地区、徐忠峰，钱永甫，热带地区100hPa100hPa东风气流的气候效应（东风气流的气候效应（I I）：与华南气候的关系，）：与华南气候的关系，高原气象，高原气象，20052005，，2424（（3 3）：）：387387－－395 395 目前还有十余篇文章待刊或正在审稿中！目前还有十余篇文章待刊或正在审稿中！国家重点基础研究发展计划项目2005年工作汇报年工作汇报三、存在的问题三、存在的问题国家重点基础研究发展计划项目目前存在的问题目前存在的问题l由于项目开展时间不长，经费刚下达，目前的研由于项目开展时间不长，经费刚下达，目前的研究有点各自为战。

究有点各自为战 （解决办法：课题拟在今冬或明春召开课题全（解决办法：课题拟在今冬或明春召开课题全体人员大会，讨论已经开展和下一步的工作体人员大会，讨论已经开展和下一步的工作l部分专家提出资料的需求，目前再分析资料仍需部分专家提出资料的需求，目前再分析资料仍需要用我国台站的每天常规及其探空资料验证，比要用我国台站的每天常规及其探空资料验证，比较缺最近几年的资料感谢项目依托单位中国气较缺最近几年的资料感谢项目依托单位中国气象科学研究院帮助下现已有象科学研究院帮助下现已有20002000年前的资料年前的资料国家重点基础研究发展计划项目欢迎项目专家组指正国家重点基础研究发展计划项目。