黑潮对长江中下游夏季风影响过程的初步研究

本文在大量统计事实基础上,对黑潮影响长江中下游夏季风的过程进行了分析。着重对其中三个问题作了较详细的讨论。1.黑潮流轴中段春季海温与6月长江中下游夏季风的内在联系过程;2.与其相联的环流特点;3.海气相互作用的过程特点。得到了一些很有实际意义的结果与一个可能的天气物理过程。     

东南印度洋海温变化对我国东部夏季降水的影响

利用区域气候模式RegCM3对东南印度样海温变化对我国夏季降水的影响进行了模拟研究,结果表明:热带东南印度洋海温异常通过影响东亚大气环流和105°E附近越赤道气流,对南海夏季风爆发产生影响。热带东南印度洋海温异常对我国夏季降水影响显著,特别是长江中下游及黄淮地区的降水,与东南印度洋海温分别呈现出正相关及负相关的关系。     

长江中下游冷夏与海气相互作用

本文应用１９５２～１９８７年长江中下游地区７～８月气温资料，在划分冷夏年的基础上，研究了长江中下游夏季温度变化同北太平洋ＳＳＴＡ和热带ＯＬＲ异常的关系．进而分析了在埃尔尼诺事件当年和次年长江中下游夏季温度距平的差异性．结果表明在埃尔尼诺事件当年，长江中下游夏季温度明显偏低，它同赤道东太平洋正ＳＳＴＡ、赤道中太平洋ＯＬＲ负异常以及西太平洋副热带海域负ＳＳＴＡ、印尼附近ＯＬＲ正异常相联系，即同热带太平洋Ｗａｌｋｅｒ环流异常减弱相对应．     

中国雨季降水主模态季节演变的时空特征

利用1960～2000年全国436个地面测站的逐日降水量资料,将中国雨季分为江南春雨期(3月16日～5月15日)、夏季风主汛期(5月16～7月15日)、夏季风后汛期(7月16日～9月15日)3个时段,应用S-EOF(Season-reliant Empirical Orthogonal Function)分解的方法研究了中国雨季旱涝型主模态季节演变的空间分布及其时间变化特征.主要分析了前3个主模态的时空分布特征,第一模态(S-EOF1)的旱涝分布为江南初夏旱涝型,主要显示出江南地区在夏季风主汛期以整个长江以南地区的旱或涝为主要特征,具有20～30 a的年代际振荡周期.第二模态(S-EOF2)空间向量集中体现了夏季风主汛期长江中下游流域和华南地区形成南北相反的旱涝分布,为南北跷跷板型,且这种分布在夏季风后汛期发生转变,这种南北旱涝急转型以2～4 a的年际变化为主.第三模态(S-EOF3)主要体现了夏季风后汛期长江中下游地区与华北和华南地区降水异常呈负相关关系,即自南向北呈现三明治夹心型的旱涝分布,以低频年际振荡为主,显著周期为6～8 a,同时还具有准30 a的年代际变化.     

太平洋海温的季节演变与长江中下游及其以南地区夏季降水的关系

本文首先利用交叉相关场的EOF分解,考查了我国长江中下游及以南地区夏季降水和太平洋海温遥相关关键区的季节演变。然后分别就长江中下游及以南地区旱、涝年份对应的前期和同期季节海温进行复自然正交函数(CEOF)的合成分析,得到了长江中下游及以南地区旱、涝时太平洋海温振幅分布和传播结构的季节演变。并根据这些异常特征,讨论了长江中下游及以南地区夏季降水的长期预报。最后,利用非参数跃变检验诊断了长江中下游及以南地区夏季降水的跃变,并讨论了与太平洋海温季节跃变的联系。     

冬季中纬度海气相互作用与长江中下游汛期旱涝预测

中纬度海洋的热力状况对大气环流的维持和变化起着重要的作用,尤其在冬季。汛期的研究表明,冬季黑潮海域海表面水温(SST)与长江中下游和华北平原汛期降水有密切的关系(中国科学院大气物理研究所长期预报组,1978),夏季阿留申海域的SST异常与北太平洋上空大气环流场和后期秋季美国的气温和降水亦存在有意义的关系(Namias,1976)。赵永平(1986a;赵永平, McBean,1996)和Zhao and McBean(1989)曾用北太平洋海洋对大气加热场资料详细地分析了其时空分布特征,揭露了黑潮及邻近海域海洋异常加热对同期和后期半年至一年北半球大气环流的影响事实,并提出用海洋异常加热对同期和后期大气环流作用的反相性假说来进行解释。以上研究表明,冬季中纬度海洋异常加热与大气环流的异常和我国汛期旱涝之间存在一定的联系。 冬季黑潮和湾流海域是中纬度海洋的两个巨大热源,它们对同期和后期大气环流有重要影响。本文研究了冬季中纬度黑潮和湾流海域海洋异常加热对夏季副热带高压和中高纬度西风环流的影响,讨论了长江中下游汛期旱涝前期冬季和同期大气环流型。结果表明,冬季东亚和北美冷空气都强时,黑潮和湾流海域对大气异常多加热,夏季西太副热带高压、乌山和鄂海阻塞高压多趋减弱,中纬环流平直,形成长江中下游偏旱的环流形势；反之,西太副热带高压、乌山和鄂海阻塞高压多趋加强,中纬槽脊系统明显,形成长江中下游偏涝的环流场。本文还对可能的物理过程进行了讨论。     

长江中下游湖泊水体氧同位素组成

通过长江中下游45个湖泊不同季节水体δ18O分析,对湖泊水体演化过程进行了研究。结果表明,湖泊水体δ18O主要反映了湖泊水源变化及湖泊水体与长江洪水期/枯水期交替演变的特征关系。受江湖关系随季节变化影响,处于长江中下游中段安徽省境内的巢湖、石塘湖等湖泊各季节水体δ18O都相对较高,处于上段和下段的鄱阳湖群和太湖湖群湖泊水体δ18O相对较低。因此,长江中下游上段和下段湖泊水体交换受长江影响较大,中段较小。对不同季节湖泊水体δ18O比较分析表明,长江对湖泊水体的影响主要在夏季,秋、冬季节湖泊水体稳定。黄盖湖、大冶湖等湖泊夏、秋两季水体δ18O大幅度变化与长江的水位波动直接有关,在长江洪水期,湖泊与长江相连;在长江枯水期,湖泊与长江分离。玄武湖水体δ18O的大变幅是人为换水造成的。     

江淮旱涝时北太平洋海温异常演变

关于太平洋海温与我国江淮水旱的关系,我国气象学者已有过不少研究.早在五十年代初吕炯就指出,太平洋西北隅的水温对长江中下游的旱涝有相当关系[1],六十年代吕炯等又进一步指出,长江中下游洪水时期亲潮与黑潮同时加强,并指出旱涝时两种截然不同的海水循环[2].     

长江中下游6月份降水的一个预报指标

根据１９６３－１９９２年嵊山海洋站２月海气感热输送和２２ａ太阳磁周期与降水的关系，提出了一个长江中下游６月降水的综合预报指标，用此指标，对１９９３年６月长江中下游降水进行回报，结果与实况一致。     

中国4Ma来孢粉植物群气候的多重旋回模型

本文应用频谱分析方法，研究了近４Ｍａ来的孢粉植物群气候波动，确定存在准１２０，３０（或４０），１０（或６）万年的周期。依据孢粉植物群的时空分布建立了多重气候旋回模型，该模型将４Ｍａ来气候划分为３个１．２Ｍａ的气候幕，１２个０．３（或０．４）Ｍａ的气候期，４８个０．１（或０．０６）Ｍａ的气候段。并且讨论了模型与自然环境演变及季风气候兴衰的关系。指出在冬、夏季风交替活动过程中，夏季风兴盛于２．０－１．８Ｍａ及０．８－０．２Ｍａ两个时期；冬季风活跃于２．５－２．３Ｍａ及１．２－０．８Ｍａ两个时期。     

1998年南海夏季风环流与动能 收支的多尺度特征

利用1998年NCEP/NCAR日平均资料研究南海夏季风环流及动能收支的多尺度变化。 结果表明1998年南海夏季风环流在对流层高层以季节变化为主，在低空以季节内变化为主；但在整个对流层，动能收支各项的变化均表现为短周期变化过程较强，而季节变化则较弱。在夏季风爆发前后，动能收支主要取决于120d和30～60d变化，爆发阶段突出了准两周与天气尺度变化的重要作用。     

长江中下游冷夏与海气相互作用

本文应用１９５２－１９８７年长江中下游地区７－８月气温资料，在划分冷夏年的基础上，研究了长江中下游夏季温度变化同北太平洋ＳＳＴＡ和热带ＯＬＲ异常的关系，进而分析了在埃尔尼诺事件当年和次年长江中下游夏季温度距平的差异性。结果表明在埃尔尼诺事件当年，长江中下游夏季温度明显偏低，它同赤道东太平洋正ＳＳＴＡ，赤道中太平洋ＯＬＲ负异常以及西太平洋副热带海域负ＳＳＴＡ，印尼附近ＯＬＲ正异常相联系，即同热带太平     

南海夏季风建立特征及模拟

利用NCEP再分析资料分析了2004、2005年南海夏季风建立的大尺度环流特征.采用GRAPES对2a南海夏季风爆发过程进行了模拟.结果表明：GRAPES成功的模拟了南海夏季风建立期间南海地区低层东风转向和副高迅速东撤的过程,通过数值模拟,揭示了南海夏季风建立过程中存在着的中低纬相互作用.     

1988年南海夏季风的建立及其对南沙海区天气的影响

本文用常规观测资料及南沙海区锚泊船只定点观测资料分析了1988年南海夏季风的建立过程,得出了该年南海夏季风建立的天气概念模式。认为东亚南北两支季风环流叠加使南海夏季风建立,进而讨论了南海夏季风的建立对南沙海区天气的影响。     

南海夏季风爆发前后西沙海区辐射平衡分量变化特征

利用2000年和2002年《南海海气通量观测》外场试验获得的辐射资料及同期西沙气象站常规观测资料，分析了南海夏季风爆发前及爆发后各个阶段辐射平衡分量的变化特征。研究结果表明，南海夏季风爆发前、后辐射平衡各分量均出现突变现象。爆发前太阳总辐射与净长波辐射日平均强度最大，爆发期最小，中断期次之，活跃期又次之；而正午前后海面反照率趋势相反，爆发前最小，爆发期最大，中断期接近爆发前的值，活跃期则与爆发期接近。进一步对比分析表明，南海夏季风爆发前、后辐射平衡分量的变化是由于南海夏季风爆发对应的大尺度环流调整产生的不同天气过程造成的。爆发前，天气晴朗少云，无降水，海洋得到的净辐射收入最多；相反，爆发期，降水云系增多，导致太阳总辐射急剧减少，海洋得到的净辐射收入最少；中断期，天气有转好趋势，但晴好状况弱于爆发前，故净辐射收入也略低于爆发前；活跃期虽为西南风过程，但局地降水减少，因而净辐射收入减少程度弱于爆发期。     

长江中下游夏季降水与西北太平洋海温的耦合模态分析

利用NOAA_ERSST海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和中国160站降水资料,借用多种统计方法研究了夏季长江中下游地区降水与西北太平洋的耦合关系.奇异值分解(SVD)和相关分析显示出长江中下游夏季降水与西北太平洋夏季海表温度(以下简称"海温")密切相关,而与其他海区没有明显的关系,并且这种关系主要反映年代际变化;夏季多变量经验正交函数展开(MV-EOF)分析结果证明夏季长江中下游降水、东亚-太平洋地区上空850hPa风场、西北太平洋海温之间存在显著的耦合模态,这种耦合模态反映出长江中下游夏季降水异常偏多时,东亚-太平洋上空自南向北有异常的反气旋、气旋、反气旋波列(即东亚-太平洋型遥相关或P-J波列),东亚夏季风偏弱、北界位置偏南.依赖季节的多变量经验正交函数展开(SRMV-EOF)分析结果表明,长江中下游夏季降水与西北太平洋的耦合模态与前期ENSO密切相关:前一年秋季,赤道东太平洋开始出现ENSO信号,冬季发展成熟,同时在菲律宾以东的西北太平洋上空有一个反气旋形成;春季,ENSO开始减弱,西北太平洋出现暖海温异常,反气旋发展;夏季,ENSO信号消失,西北太平洋异常暖海温范围扩大,反气旋发展很强,同时在东亚-太平洋上空出现P-J波列,华南上空的西南风与来自北方的偏北风在长江中下游地区辐合,造成长江中下游夏季降水偏多.     

武昌东湖底质的类型及其分布

长江中下游的中小型浅水湖泊,目前沉积作用颇形强烈。有些湖泊已变成陆地,不少正疾速地朝着沼泽化的方向发展。为了了解沉积作用,探求湖泊的演变和发展趋势,我们选择了武昌东湖作为试点,以作研究长江中下游湖泊的开始。同时,水生维管束植物和底栖动物,与底貭密切相关;湖底的有机碎屑,又是某些鱼类和无脊椎动物的饵料;因此,作为整个工作的第一步,先进行湖泊底貭的调查,对水生生物学以及国民经济,亦具有一定的实际意义。     

南海夏季风爆发日期与次表层水温对夏季风的影响

根据实测资料，初步确定南海夏季风平均爆发日期是5月16日(即5月的第4候)，分析了南海中北部次表层水温变化与南海夏季风活动的关系。在1981-2000年期间，偏冷年份有1981、1984、1986、1990和1992年，偏暖年份有1983、1993、1995、1998、1999和2000年，其余年份为正常年。南海夏季风爆发的迟(早)与南海中北部次表层水温持续偏冷(偏暖)现象关系密切；南海中北部次表层水温6—10月异常偏冷(偏暖)时，南海夏季风则提早(推迟)结束，来年南海夏季风推迟(提早)爆发。8-12月西沙水温异常偏冷(偏暖)时，南海夏季风提早(推迟)结束，来年南海夏季风推迟(提早)爆发。     

我国东部地区夏季风变异规律及其与黑潮联系的初步分析

一、引言黑潮是太平洋西岸的一支强暖流,它对西太平洋付高和我国东部地区的降水有明显影响。众所周知,夏季风的强弱与我国夏季旱涝的关系极为密切,所以夏季风变异的研究,是一个很重要的课题。但是,对我国东部地区夏季风的变化规律及黑潮对其影响过程的研究,目前做得很少。为此,我们应用一维谱与交叉谱的方法,对这些问题作了较详细地分析讨论,所得结果对于实际应用与理论研究都有很好的参考价值。     

2012 年南海夏季风爆发时间的确定

南海夏季风爆发的重要特征之一是标志着中国雨季的开始。准确预测南海夏季风的爆发时间对中国的降水预报具有 重要参考意义。目前国内外大多采用南海低层850 hPa 高度区域动力学和热力学方法来判断南海夏季风爆发时间,这种判断 方法具有普遍适用性,但在南海夏季风爆发期间,受台风（或热带低压系统） 和副热带高压异常位置的影响,利用低层区域 动力学和热力学方法来确定南海夏季风爆发时间似乎略显不足。综合大气环流方法和副热带高压异常变化特征分析等方法, 客观确定了2012年南海夏季风爆发时间,为2012 年我国汛期降水特点提供参考依据。最后简单回顾了采用印度洋海气热通 量预测南海夏季风爆发时间的可行性,为南海夏季风爆发时间的深入研究及其机理探讨提供了又一新的途径和方法。