澳洲大陆热力强迫对南北半球环流异常的影响效应

本文采用OSU-AGCM动力框架加入牛顿加热项构成的简化大气环流模式,研究澳洲大陆热力强迫与南北半球环流异常的相关关系。本文对不同平衡温度模拟结果的差异(偏差场)进行了分析,探讨某局地热力强迫对全球其它区域环流异常的影响效应.数值试验结果表明,南北半球海陆热力结构有利于两半球行星尺度经向环流的加强及其低纬跨赤道气流的形成:南半球澳洲大陆热力强迫可以通过东、西风带侧向藕合效应,显著地影响北半球中纬西风带急流状况;二维Rossby波能量频散径向传播可能足澳洲热力强迫与北半球常定环流系统的异常变化相关现象的重要成因,且澳洲大陆强迫产生的径向波列路经与PNA、EU型相似.     

东半球夏季低空越赤道气流的年际变化

利用1948—2006年NECP/NCAR的风场、高度场、海平面气压场以及地表温度再分析资料,采用相关分析、合成分析及回归分析等方法,探讨了东半球夏季低空越赤道气流的年际变化特征以及越赤道气流强度与环流系统和前期海陆热力差异的关系。结果表明,越赤道气流强度的年际变化和同期南北半球低纬环流系统,特别是亚澳大陆气压差关系密切。此外,索马里急流和孟加拉湾越赤道气流受海陆热力差异的影响,而东亚越赤道气流则主要受海温影响。     

季风背景流场及跨赤道气流相关因子的探讨

本文采用数值试验方法、研究了冬季风和夏季风背景流场及跨赤道气流的相关因子。试验结果表明,西风带的分布与南北半球行星尺度锋区及赤道高温带的季节性经向位移相关。西风急流位置发生改变,可使基流与大地形强迫作用的非线性动力效应变化,导致大气运动趋向于不同背景流场的平衡态,形成了冬季风、夏季风的环流型以及跨赤道气流的季节特征。      

7月中低纬地区流场的模拟特征

利用ｐ－σ混合坐标系原始方程５层球带模式，对７月中低纬流进行数值模拟，重点分析近地面流场，经圈环流、纬向风随高度的变化及越赤道气流的模拟特征，结果表明，季风区和非季风区的经圈环流及纬向风的垂直分布，存在着明显的差异，并能清楚地看到海陆热力差异对大气环流的影响。     

1979年5—7月东半球跨赤道气流的季节变化及其与南亚、东亚季风爆发的关系

本文通过对全球大气研究计划第一次试验(FGGE)期间东半球五层(100、200、500、700、1000毫巴)等压面风场资料的分析得出:南北半球质量交换主要是通过一些位置基本固定的跨赤道气流进行的。在季风区,跨赤道向北输送气流集中在对流层下部,其中主要的两支是索马里急流和印度尼西亚气流;跨赤道向南气流集中分布在对流层中上部,其中主要的一支是印度尼西亚高空的向南气流;此外,在青藏高原所在经度的赤道中低空,存在一支明显的跨赤道向南气流。对上述主要跨赤道气流的研究表明,它们均随季节变化而加强。两支跨赤道向北气流的明显加强较印度季风爆发和长江中下游梅雨开始提早一候。     

地形对大尺度环流的影响

本文用一个能量和角动量守恒的全球正压谱模式定性地分析了地形对大尺度环流的影响。分别做了四大类型的试验，得出一些有益的结论。结果表明：地形能使越过它的气流在其驻地及其下游产生低值系统；地形引起的扰动有同时向极地和向下游传播的现象，而且也向赤道传播；当赤道有西风通道时，北半球的扰动会向南半球传播；中高纬的急流有阻挡扰动向高纬发展的作用，在急流轴以北扰动发生转向。同时表明：地形引起的扰动不仅与地形的形状、初始场有关，而且与地形所在的位置也有关，处在中高纬地形的作用远大于处在低纬的；中高纬的地形，尤其是青藏高原对低纬大气环流有明显的影响。     

热带大气平均环流的纬向不均匀性和Kelvin波的动力作用

本文利用一个包含Wave-CISK机制以及蒸发、感热与扰动风场的反馈机制，并引入实际的下垫面温度分布和海陆差异的热带大气模式，较好地模拟了低纬平均环流在风场、散度场及低层位势高度场上的纬向非均匀性。分析表明这种纬向非对称性是由于下垫面的热力非均匀性造成的强迫与大气内部的热力-动力反馈过程相互作用的结果。对热力强迫的响应形成了西太平洋暖水区上的西风和东太平洋上的东风，而对简化模式的解析分析说明，由于热力-动力反馈造成的Kelvin波的发展过程，可以解释平均东风强于西风的事实。     

一种有利于西南太平洋地区多台风活动过程的环流形势

本文用1978年12月10日至1979年1月10日的资料,对西南太平洋地区多台风及少台风活动时期的南、北半球环流形势作了分析。发现:多台风活动时期北半球东亚地区出现经向环流型,东亚的强冷空气活动可以引起西北太平洋上的东北信风潮,这股东北气流越过赤道后,能导致西南太平洋低纬地区赤道西风加大,形成强而稳定的辐合带(ITCZ)。这时台风容易生成,如高空环流条件也有利于台风的发展,就会出现ITCZ中多台风相继发生的过程。当少台风活动时期,东亚为纬向环流,西南太平洋上赤道西风及ITCZ也弱。     

雷州半岛海风环流的数值研究

利用1984年N1月—1985年2月和1985年5—8月的欧洲中期预报中心格点资料,计算了北半球低频(40—50)天扰动动能和正压动能的分布以及时间平均气流与低频扰动的相互作用.发现高空低频扰动动能的高值区与西风急流的纬向非对称性和经向切变关系密切。在西风急流的出口区,特别是东亚西风急流的出口区,时间平均气流向低频扰动输送动能,这些地区的低频正压性也最强.亚洲季风区低频正压动能较小。提出可以用低频正压动能与低频动能的比值作为低频扰动的“结构参数”,“结构参数”为0.5的等值线可作为区分热带地区低频振荡与中高纬地区低频振荡的特征线.     

南半球臭氧变化气候效应的数值模拟

采用一个陆气耦合的９层谱模式模拟了南半球臭氧减少所产生的气候效应。数值试验结果表明,南半球臭氧的减少不仅对南半球温度场的 大气环流有影响,而且对北半球的温度场结构和大气环汉也有一定的影响。其气候效应具有全球性。南半球臭氧减少总体上可以使平流层中层以上大气降温、平流层低层增温、对流层顶附近降温。此外,在北半球冬半年期间,南半球臭氧的减少可使南北半球的副热带西风急流都减弱,极锋急流都增强;在北半球夏半     

东西风廓线特征与大气运动平衡态定常波的相关关系及共振条件的研究

本文采用简化数学模型探讨了东、西风廓线特征与外源强迫下大气环流平衡态定常波结构的相关关系。文中采用实际观测资料研究了西风廓线特征与大气环流型季节特征之间的联系。研究表明,西风廓线冬、夏季节差异与中、高纬度西风槽“冬三夏四”波数差气候特征有关,且低纬强东风切变可作为赤道东风波周期振荡成因之一。冬夏西风廓线季节特征可导致大地形强迫效应、海陆加热因子影响作用的显著季节差异。研究还揭示了大气环流型优势波转换的基流特征影响效应,并导出了流场与纬向加热强迫源共振状态的西风廓线特征函数与临界曲线。     

偶极子型系统及其阻塞结构成因的数值试验

偶极子型系统及其阻塞结构成因的数值试验徐祥德，赵天良（中国气象科学研究院，北京１０００８１）（贵州省气象局，贵阳５５０００２）Ｌａｒｓｅｎ，Ｒｅｄｅｋｏｐｐ以及Ｎｏｇａｍｉ，Ｙａｍａｇａｔｅ，Ｙａｎｏ〔１，２〕，我国气象学家巢纪平〔３〕等将Ｒｏｓｓｂ...     

东亚大尺度低空急流的背景流场与东半球的越赤道气流

本文介绍了关于东亚大尺度低空急流背景流场的研究,指出其上游的季风西风带对它的重要作用,以及它与东非地区越赤道气流之间的关系。利用欧洲中期预报中心提供的资料,考查了1979,1982和1983年8个夏季月的东亚大尺度低空急流,进一步研究了它们的上游流场和背景气流,指出东亚地区的低空急流主要以亚洲季风为背景。大风动量一次一次地沿着季风气流向急流区传播,它还与越赤道气流关系密切;绝大多数大尺度低空急流是东半球几支越赤道气流东传后汇合的产物。5月,以80°E附近的越赤道气流为主;6月中旬后,索马里地区低空急流建立,东非越赤道气流成为主要的影响系统,并经常与105°E的越赤道气流共同作用影响我国或东亚地区的低空急流。     

THE RELATIONSHIP BETWEEN LARGE-SCALE LOW-LEVEL JET OVER EAST ASIA AND MONSOON AS WELL AS CROSS-EQUATORIAL CURRENTS IN SUMMER

A review regarding the investigation of the background circulation of large-scale low-level jet (LLJ) over East Asia is given,which indicates the important effect of the monsoon westerlies on LLJ and the relationship between LLJ and cross-equatorial currents.The data of the Global Analyses provided by ECMWF are used to investigate the relationship between LLJ and monsoon as well as cross-equatorial currents.It indicates that a large amount of momentum of the monsoon westerlies is transferred downstream to the LLJ area,strengthening the jet speed.Most of LLJs over Asia are connected with the cross-equatorial currents in the Eastern Hemisphere.The cross-equatorial currents near 80°E are the main currents connected with the LLJ in May.However,once the Somalia jet is established,it becomes the main flow together with cross-equatorial currents near 105°E to influence the LLJ over East Asia.     

全球越赤道气流的时空变化

本文首先通过850和200毫巴空间、时间剖面图讨论了全球越赤道气流的时空变化。在东半球夏季各月大气低层存在5条越赤道的偏南气流通道,冬季转为偏北气流,呈现了季节性的年变。在西半球,有3条偏南气流和2条偏北气流通道,它们都未呈现出季节性的年变。其次阐述了它们与环流系统的关联。索马里急流的建立与维持,看来与澳大利亚、西太平洋副高和西风的某些先期变化有关系。它们可能说明全球不同地区大气环流系统季节性变化过程存在一定的时间序列。      

索马里越赤道气流变化及对7~9月副高位置的影响

通过分析索马里越赤道气流的变化特征及其对7-9月副高脊线位置的影响关系,结果表明：（1）在近44年来冬、夏季索马里越赤道气流强度都呈增强趋势,具有南北半球气流交换越来越激烈之事实;（2）5月索马里越赤道气流对7-9月环流影响关系最好,与副高脊线位置的影响呈正相关关系;（3）2005年诊断与实况相符。     

广西前汛期降水年代际变化与南半球印度洋海温的关系

利用NCEP/NCAR月平均再分析资料对广西前汛期降水年代际变化的环流差异及其与前期南半球印度洋海温的关系进行研究,结果表明:广西前汛期整体一致变化的降水分布型具有20年左右年代际振荡及3年左右的年际周期,桂南、桂北反相变化的降水空间型具有6年和准两年振荡.在前汛期降水偏多期,欧亚大陆地表温度偏高,热力作用增强,造成大陆热低压偏强,海陆差异加大,广西区域气柱不稳定性增强,上升气流显著增强,Hadley环流减弱,西太平洋副高及南亚高压减弱,南北半球越赤道气流增强,高原南侧南支槽气流加强,水汽输送增多,造成广西降水偏多;降水偏少期形势相反.相关分析表明前期2～3月南半球中纬度印度洋海温与广西前汛期降水年代际变化呈明显负相关,意味着南半球海温对广西前汛期降水年代际变化有调控作用,这种作用是通过海温异常影响越赤道气流从而影响亚洲季风的强弱而实现的.     

INVESTIGATION OF LAGGED CORRELATION BETWEEN THE TEMPERATURE OF CHINA AND THE GLOBAL OUTGOING LONGWAVE RADIATION IN 1974-1985

1-12 month lagged correlations between winter temperatures at 22 stations in China and the global dis-tribution of the Outgoing Longwave Radiation(OLR)are investigated.The basic results are:(1)Themonthly averaged temperatures of Dec.,Jan.and Feb.of China are correlated to the global distribution ofOLR of Oct.,Nov.and Dec.,respectively.It is consistent with the response period(about 50 days)of 500hPa geopotential height field in extratropical latitudes to the thermal forcing in tropical latitudes,and also consis-tent with the Walker cell of a 40-60 day oscillation.(2)There is a significant positive correlation betweenthe winter temperature of the most part of China and the OLR in the Gulf of Mexico.It shows that whenthe thermal forcing of the Gulf of Mexico is stronger,the excited barotropic instability of westerlies in northernAtlantic could influence the East Asian circulation and cause the temperature of China to be below normal.(3)The temperature around the Tibetan(Xizang)Plateau is negatively correlated to the OLR in western equa-torial Pacific,showing that when the Walker cell is stronger,the local Hadley cell in Southeast Asia isstronger and it causes the temperature around the Tibetan Plateau to be higher than normal.