亚洲夏季风结构和变动与大气运动流场的斜压和正压特征:正压模分析

使用ＥＣＭＷＦ１９８０—１９８６年７ａ格点资料对大气运动的正压模进行了分析。指出：对流层中大气正压运动流场显示的副热带高压带仅能反映出行星风带的季节性移动；与亚洲夏季风有关且反映季风局地性的则是副热带高压带南侧的东风带上的波状扰动；东风带上的经向风分量存在着纬向传播且传播方向和扰动幅度与印度、东亚季风子系统有关；随着北半球夏季的到来，亚洲季风区大气运动的斜压模有较大的增长且斜压运动动能占气柱内整层平均总动能的绝大部分，而在赤道附近的其他经度上则是正压运动动能的成分明显增长。     

亚澳季风各子系统气候学特征的异同研究 I.夏季风流场结构

利用1979~2003年的NCEP/NCAR再分析资料探讨了亚澳季风各夏季风子系统(南亚夏季风、东亚夏季风、北澳夏季风)流场结构及其季节演变的气候学特征。结果表明:南亚夏季风和北澳夏季风纯属热带季风,盛行纬向气流和纬向风垂直正切变,即低层西风、高层东风,但北澳夏季风的强度明显弱于南亚夏季风,而东亚夏季风由热带季风和副热带季风组成,盛行经向气流和经向风垂直正切变,即低层南风、高层北风,且纬向气流高低层配置相对复杂,相对北澳夏季风而言,南亚夏季风的低层西风强而深厚,而东亚夏季风的低层南风强而深厚。从热带季风区流场结构的季节演变过程看,这三个夏季风子系统均为垂直斜压结构。三者的共性还表现在热带季风区纬向气流高低层配置的季节性转向,即夏季风爆发时从低层东风、高层西风转换为低层西风、高层东风,夏季风撤退时从低层西风、高层东风转换为低层东风、高层西风。此外,南亚夏季风的季内变化平稳,而东亚夏季风和北澳夏季风的季内变化剧烈;东亚夏季风的经向跨度大、维持时间最长,而北澳夏季风的经向跨度小、维持时间最短。     

亚洲季风变动与大气正压/斜压运动动能变化的气候特征

使用ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ４０年（１９５８～１９９７年）月平均再分析资料,通过动力学论断研究了大气斜压／正压运动动能的变化及其相互转换,分析了亚洲季风变动与这两种动能变化的联系。指出：季风区大气运动动能的组成和变化具有独特的特征。冬季风时期大气斜压运动动能与正压运动动能具有正相关线性关系,斜压运动能向正压运动动能转换;春、秋季无论是东亚还是印度季风区斜压运动动能与正压运动动能之间转换都处于极小值,只是     

亚澳季风各子系统气候学特征的异同研究Ⅰ.夏季风流场结构

利用1979～2003年的NCEP/NCAR再分析资料探讨了亚澳季风各夏季风子系统 (南亚夏季风、东亚夏季风、北澳夏季风) 流场结构及其季节演变的气候学特征.结果表明: 南亚夏季风和北澳夏季风纯属热带季风, 盛行纬向气流和纬向风垂直正切变, 即低层西风、高层东风, 但北澳夏季风的强度明显弱于南亚夏季风, 而东亚夏季风由热带季风和副热带季风组成, 盛行经向气流和经向风垂直正切变, 即低层南风、高层北风, 且纬向气流高低层配置相对复杂, 相对北澳夏季风而言, 南亚夏季风的低层西风强而深厚, 而东亚夏季风的低层南风强而深厚.从热带季风区流场结构的季节演变过程看, 这三个夏季风子系统均为垂直斜压结构.三者的共性还表现在热带季风区纬向气流高低层配置的季节性转向, 即夏季风爆发时从低层东风、高层西风转换为低层西风、高层东风, 夏季风撤退时从低层西风、高层东风转换为低层东风、高层西风.此外, 南亚夏季风的季内变化平稳, 而东亚夏季风和北澳夏季风的季内变化剧烈; 东亚夏季风的经向跨度大、维持时间最长, 而北澳夏季风的经向跨度小、维持时间最短.     

低纬斜压两层模式大气半地转适应过程

利用斜压两层模式研究了赤道平面近似下的低纬热带大气适应过程。指出低纬斜压大气适应过程主要受重力惯性内波控制。通过重力惯性内波对初始非地转能量的频散，使纬向运动达到地转平衡，而经向维持非地转运动，正压模式下称为半地转平衡，斜压模式下称为半热成风平衡。通过对垂直运动方程的求解，可知，垂直运动只与重力惯性内波相联系，其产生与初始斜压位涡度无关，而只与初始时刻的垂直运动和垂直运动倾向有关，半地转适应使运动趋向水平运动。讨论了半热成风平衡的建立及其物理机制，指出由于重力惯性内波激发出垂直运动，与垂直运动相联系的水平辐合辐散调整流场和温度场之间的关系，使温压场最终达到半热成风平衡。通过对适应过程终态的分析，指出平均温度场和切变流场之间的适应方向决定于初始非半地转扰动的尺度与斜压Ｒｏｓｓｂｙ变形半径有关的特征尺度的比值，当比值大于１时，切变流场向平均温度场适应；当比值小于１时，平均温度场向切变流场适应     

夏季季风平均纬向气流的正压和斜压不稳定度

本文采用10层准地转模式对7月份水平和垂直切变的平均季风气流的正压和斜压不稳定度进行了数值研究。结果得出,其最不稳定型具有3000公里左右的波长和15米/秒左右向西的相速度,最主要的能量转换是由纬向动能变为涡动动能。最不稳定型的结构是这样的,最大振幅集结在150毫巴左右,而其最低层的振幅却小得可以忽略不计。150毫巴纬向气流的正压不稳定似乎是最不稳定型的主要激发机制,它与季风季节在对流层上层所观测到的向西传播的波动情况是相类似的。其结果进一步指出,平均季风气流的正压和斜压不稳定不能解释季风低压的形成问题,这个季风低压在低层有着最大的振幅,而在200毫巴却很少被发现。     

水平涡度与夏季风环流变化

在斜压涡度发展理论的基础上，讨论了大尺度大气运动中水平涡度向垂直涡度转化的情况，并用以刻划夏季风变动。将声坐标中涡度方程的有关项在2坐标中分离出水平涡度向垂直涡度转化的主要项，经尺度分析得出，在对流层中、高层，这些转化项中的水平分量是大尺度大气斜压性涡度发展的主要因子。通过对1998年4—8月的GAME(GEWEX Asian Monsoon Experiment，全球能量和水分循环试验(GEWEX)的子试验：亚洲季风试验，简称GAME)再分析资料进行实际计算发现，转化项在东亚夏季风上升支的600 hPa及以上层次对P坐标垂直涡度的局地变化贡献很大，不能忽略。同时发现水平涡度向垂直涡度的转化对南海季风爆发和江淮梅雨入梅及其发展过程均有指示性意义。南海季风爆发以后，在中国东南部地区，转化项的大小与夏季风的活跃和中断等活动吻合，转化项的变化反映了西太平洋副高在中国大陆的活动规律。     

我国南方初夏汛期和东亚夏季风环流

主要根据低层夏季风热力学性质与流场演变特点深入讨论我国南方初夏汛期包括华南前汛期和长江中下游梅雨期同夏季风活动的联系，分析了东亚夏季风环流建立过程的阶段性和类型，指出汛期的开始与结束同夏季风前沿位置变动一致。我国夏季风从开始到发展鼎盛时期低纬大气环流的演变过程各年不完全相同，主要可归纳为４类，每类包括４个或３个不同阶段，从而可认识到东亚夏季风体系结构的非单一性，它可有４种结构模型，即仅是东南季风Ｐ的单气流型、强东南季风Ｐ与弱西南季风Ａ的双气流型、强东南季风Ｐ和弱西南季风Ｍ的双气流型、强东南季风Ｐ和强（或弱）西南季风Ｍ以及弱西南季风Ａ的３气流型。     

斜压模,正压模和异常海温时间变化的位相关系

利用１９５８－１９９７共４０年ＮＥＣＰ／ＮＣＡＲ再分析大气资料和ＧＩＳＳＴ海表温度资料集,研究了大气斜压模、正压模与海表温度变化这三者之间位相关系,并从大气动力学方程组解释了这些位相关系。指出：大气了斜压西风异常时间变化的位相落略微后于ＳＳＴＡ的变化位相,而正压西风异常的变化位相超前于ＳＳ－ＴＡ变化位相。斜压纬向风异常的变化又超前于正压异常纬向风的变化。斜压纬向风异常与海表温度异常之间存在正相关关     

ENSO循环与低纬度大气的正压和斜压运动

利用一个２层海洋模式和ＧＩＳＳＴ资料、ＮＣＥＰ再分析资料,对大气正压／斜压运动与ＥＳＮＯ循环之间的联系进行了研究。结果表明,在赤道中、东太平洋地区,大气斜压模在ＥＮＳＯ时间尺度上的变化位相略超前于正压模的变化,正压模的变化位相超前于ＳＳＴＡ变化,ＳＳＴＡ变化位相超前斜压模的变化位相。斜压纬向风异常与ＳＳＴＡ具有正相关关系（西太平洋西部相反）;正压模则与Ｎｉｎｏ３区海温异常有负相关关系（西太平洋西部     

BAROTROPIC AND BAROCLINIC PATTERNS OF ATMOSPHERIC CIRCULATIONS RELATED TO MONSOON TYPES*

In the context of 1982-1994 NCEP/NCAR wind at 12-level isobaric surfaces on a global basis calculation is made of the barotropic(mass-weighed vertical mean) and baroclinic components(difference between the actual wind at each level and barotropic component) of atmospheric flow fields,followed by dealing with the distribution features of barotropic and baroelinie patterns globally in winter and summer,alongside with the classification of global monsoons according to the surface barotropic/baroclinic patterns.Evidence suggests that the seasonal variation of both components will lead to the reversal of a prevailing wind between winter and summer,thus causing a related monsoon:the baroclinie flow pattern is indicative of a thermal circulation driven by atmospheric inhomogeneous heating chiefly from land-sea thermal contrast whilst the barotropic counterpart represents the result mainly from dynamic effects,which is helpful to the understanding of monsoon nature.And further study shows that the classical monsoon regions in tropical Asia,Africa and South America fall into a baroclinic category,those in the bi-hemispheric subtropical Pacific into a barotropic type and the East Asian subtropical monsoon generated underthe joint action of both the patterns falls into a mixed category.     

亚澳季风与长江中游夏季降水的关联

分别用850 hPa风场、200hPa风场、纬向风垂直切变、经向风垂直切变为左场,长江中游夏季(6-8月)降水场为右场,进行SVD分析.结果表明:亚澳季风环流与长江中游夏季降水密切相关,主导的亚澳季风环流与长江中游夏季降水的关系,依1月、4月、7月时间先后次序大致为亚洲冬季风偏弱(强),当年北澳夏季风偏弱(强)、北澳冬...     

Dynamic features and maintenance mechanism of asian summer monsoon subsystem

l.Intr0ducti0nInitially,monsoonwasreferredtotheseasonalreversal0fwinddirectionovertheIndian0cean,especiallyalongthecoastalbeltoftheArabianSea(Webster,l987).Withthein-creasedunderstandingofmonsoonbehavi0rs,itsdefinitionandimplicationhavebeenaug-mentCd.BasedonpreviousstudiesandwindveeringinJanuaryandJulyasthecritCri0nofitsdefinition,Ramage(l97l)showedthatthemonsoonregionincludesAsiantropics/subtropics,Australia,Africaandtheiradjacentseas.Withadvancesinmonsoonre-search,metCorologistshaveexp…     

东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流

文中从夏季东亚热带、副热带环流系统特点出发 ,定义了能较好表征东亚夏季风环流年际变化的特征指数 ,并分析了东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流及夏季中国东部降水的关系。文中定义的东亚夏季风指数既反映了夏季东亚大气环流风场的变化特征 ,也较好地反映了夏季中国东部降水的年际变化特征。此外 ,还探讨了东亚夏季风指数变化的先兆信号     

The effect of transient eddy on interannual meridional displacement of summer East Asian subtropical jet

Using ERA-40 reanalysis daily data for the period 1958-2002,this study investigated the effect of transient eddy(TE) on the interannual meridional displacement of summer East Asian subtropical jet(EASJ) by conducting a detailed dynamical diagnosis.The summer EASJ axis features a significant interannual coherent meridional displacement.Associated with such a meridional displacement,the TE vorticity forcing anomalies are characterized by a meridional dipole pattern asymmetric about the climatological EASJ axis.The TE vorticity forcing anomalies yield barotropic zonal wind tendencies with a phase meridionally leading the zonal wind anomalies,suggesting that they act to reinforce further meridional displacement of the EASJ and favor a positive feedback in the TE and time-mean flow interaction.However,The TE thermal forcing anomalies induce baroclinic zonal wind tendencies that reduce the vertical shear of zonal wind and atmospheric baroclinicity and eventually suppress the TE activity,favoring a negative feedback in the TE and time-mean flow interaction.Although the two types of TE forcing tend to have opposite feedback roles,the TE vorticity forcing appears to be dominant in the TE effect on the time-mean flow.     

亚洲夏季风环流结构与热带印度洋偶极型海温异常

使用T42L28大气环流模式就夏季风时期大气对印度洋海温偶极子型异常的响应进行了数值试验研究,结果表明,印度洋偶极子型海温异常可以引起感热和潜热加热异常并进而形成异常辐合辐散,导致热带印度洋及其邻近地区夏季降水异常。同时此热带扰动可激发或造成中纬度异常波列。通过改变季风区温度场分布,偶极子型海温强迫可以影响大气的正／斜压环流结构和斜压性强弱。强的纬向风垂直切变趋向于靠近海洋异常偏暖的地区。不论是正偶极子型强迫或负偶极子型强迫,西太平洋暖池和东亚地区的大气环流均出现异常并激发出中纬度的异常波列,但异常类型并未显著反相。     

东亚季风指数及其与大尺度热力环流年际变化关系

将东西向海平面气压差与低纬度高、低层纬向风切变相结合 ,定义了东亚季风指数 ,该季风指数较好地反映了东亚冬、夏季风变化。其中 ,夏季风指数年际异常对西太平洋副热带高压南北位置变化和长江中下游旱涝具有较强的反映能力。分析表明 :东亚夏季风年际变化与印度洋 -西太平洋上空反 Walker环流及夏季越赤道南北半球间的季风环流呈显著正相关关系。在强、弱异常东亚夏季风年份 ,异常的 Walker环流在西太平洋上的辐合 (辐散 )中心在垂直方向不重合 ,高层 ( 2 0 0 h Pa)速度势与东亚夏季风显著相关区域位于西北太平洋上 ,该异常环流的高层的辐合 (辐散 )通过改变低层空气质量而影响夏季 50 0 h Pa西北太平洋副热带高压。采用 SVD分析进一步发现 :与海温耦合的异常 Walker环流在西太平洋上空的上升支表现出南北半球关于赤道非对称结构 ,亚澳季风区受该异常 Walker环流控制。因而 ,东亚季风与热带海气相互作用可直接通过这种纬向非对称的 Walker环流发生联系。