太平洋赤道两侧扰动同步加强时热带环流特征的初步分析

引言 随着低纬度地区资料状况的改进,南北半球夏季台风的发生、发展机制,已有不少的研究成果。早在30年代初期,李宪之教授就提出了南半球寒潮暴发对北半球台风生成的激发作用。近年来的研究表明,北半球冷空气的暴发对南半球台风的生成也有类似的贡献。 在分析1973～1982年间热带天气图、卫星云图等资料的基础上,着重研究了两半球夏季之间的过渡季节中,赤道两侧扰动近于同时加强为台风的热带环流特征。结果指出两个半球上,随着赤道西风的加强和向东推进,往往在南北半球低纬洋面上,几乎同时有扰动加强,并可达到台风强度。本文分析了1973～1979年间南北半球“同时”生成台风的11对个例,从中得到这一时期内的低纬环流特征。这一结果可作为在秋、冬季的台风生成预报中参考。     

夏季欧亚中高纬持续流型的年代际变化

利用夏季欧亚中高纬大气环流持续流型指数的年代际变化来反映欧亚中高纬大气环流的多年振动,尝试揭示夏季欧亚中高纬持续流型的年代际变化与我国降水、全球海温以及北大西洋涛动(NAO)的年代际变化之间的联系,主要结论如下:(1)1959—2000年夏季欧亚中高纬流型指数有明显的年代际变化,1980年前后流型指数均值发生了年代际突变;(2)夏季欧亚中高纬流型指数的年代际变化特征与我国夏季降水、6月全球海表温度距平的年代际变化趋势具有一致性,印证了SSTA与夏季欧亚中高纬持续流型、持续流型与我国夏季降水之间的关联;(3)冬季NAO指数和夏季流型指数在年代际尺度上关系甚为密切,它们的年际相关也存在着年代际变化;(4)合成分析表明,NAO高指数及E型过程对应的春季SSTA分布形势极为相似,且突变前后与E、C型环流对应的海温异常的分布特征和关键区,在中期-月及年代际不同时间尺度上也表现出了一致性,印证了下垫面强迫在夏季欧亚中高纬持续流型的形成和维持中的作用。     

高层切断冷涡和7504号台风（Ora）相互作用的数值模似

通过对７５０４号台风（Ｏｒａ）的个例分析，进一步讨论高层冷涡和台风运动过程中的环流变化及其特征，从中理解这种现象发生的物理背景和其可预报性。     

1991～2013年发生在西沙永兴岛的台风风暴潮统计特征分析

利用1991～2013年西沙海洋站实测的潮位、气压、风资料,统计分析发生在西沙永兴岛的台风风暴潮特征.统计结果为以后的台风风暴潮增水预报工作提供一定借鉴.统计分析发现：发生在永兴岛的台风风暴潮过程年最大增水值基本在34cm处上下波动,最高预警级别仅为蓝色;最大增水有明显的年际变化特征,预计接下来10a左右发生在永兴岛的台风风暴增水值大体逐年递减;最大增水若与极大天文潮相叠加,在永兴岛可能出现灾害性高潮位;年最大增水有明显的季节特征,在夏季最强,其次为秋季,冬季和春季最弱;台风中心经过时由负压引起的增水较为明显,单峰型、双峰型和振荡型的增水曲线形态均有出现;影响西沙永兴岛的热带气旋的年最大风速年际与季节性变化是导致永兴岛台风风暴潮特征的主要成因之一.     

2011年春夏长江中下游旱涝急转特征及原因分析

利用NCEP再分析资料,分析了影响2011年春夏季长江南部中下游地区发生旱涝急转的异常大气环流特征及影响因素。发现:长江南部中下游地区旱涝急转发生与西北太平洋副热带高压的变化有密切关系。副热带高压由弱到强的变化为降水提供了水汽条件,高空急流的变化则为降水提供了上升运动条件。进一步分析表明,西太平洋副热带高压西伸加强的原因与副热带高压加强前一候时间内孟加拉湾地区的异常对流加强有密切的关系。急流的变化则与陆地气温的季节变化和中纬度西太平洋强经向海表面温度(SST)梯度异常存在密切的联系。本文的研究表明:2011春夏季长江中下游地区旱涝急转现象的发生,是局地大气环流变化,南北半球大气相互影响以及海洋对大气环流影响的共同作用造成。     

南海夏季风爆发时期的大气环流变化特征

利用美国国家环境预报中心和气象研究中心的42年模式再分析资料,采用合成分析的方法,考察了南海夏季风爆发时期环流季节变化的特征.研究发现:尽管采用不同指标确定的南海夏季风爆发时间在有的年份差别很大,但各种不同指标对应的南海夏季风爆发时期大气环流的变化具有某些共同的特征.通过对各种指标确定夏季风爆发时间一致年份的大气环流特征分析表明,延伸到南海北岸附近地区的海上锋区对流加热和孟加拉湾北部陆地上的对流加热、沿东亚近海向西太平洋推进的冷空气是控制南海夏季风爆发的主要因素.对南海夏季风爆发早与爆发晚的年份的合成环流特征进一步表明:爆发早的年份,影响东亚附近海区的冷空气势力和南海南部的对流活动相对强,而爆发晚的年份,冷空气和南海南部的对流活动的影响要相对弱的多.日本本岛南部黑潮海区因冷空气激发的对流活动对南海夏季风的爆发也有重要的影响.     

北太平洋热带的低频振荡——北方涛动

北方涛动是近几年在北太平洋热带地区发现的一种东西向的大气涛动.本文试图对北方涛动的空间结构和时间变化(包括季节变化和年际变化)的基本特征及其与热带太平洋海温、降水、信风和沃克环流等的联系作进一步的分析研究.经验正交函数(EOF)分析的结果,不仅进一步证实了北方涛动存在的真实性,而且还揭示了它的大尺度特征及其在北太平洋大气环流年际变化中占有头等重要的地位.据延伸的1921-1946年资料的分析表明,北方涛动仍然非常明显,说明它不是某一时期特有的现象,而是北太平洋热带地区大气环流固有的一种低频振荡.北方涛动3-4年的年际振荡与热带太平洋海温、降水、信风和沃克环流关系密切.并且它在这一频带与南方涛动发生强烈的耦合.我们认为,东赤道太平洋之所以是全球热带海洋中海温年际变化最大的地区,以及该区的海气相互作用之所以能够产生世界性年际气候变化最强的信号,可能与它们之间强烈的耦合作用不会没有关系.     

西太平洋暖池1990s中期的年代际扩张对夏季登陆中国台风的影响

应用美国联合预警中心(Joint Typhoon Warning Center,JTWC)的台风最佳路径资料、美国国家海洋大气局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的扩展海表面温度资料以及美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和美国国家大气科学研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)的大气环流场资料,研究了20世纪90年代西太平洋暖池(简称暖池)年代际扩张对西北太平洋台风和登陆中国沿岸台风的影响。研究发现,相比于暖池扩张前期(1965—1992),后期(1993—2013)台风生成在西北太平洋中部区域(10°—20°N,135°—145°E)显著减弱,在10°—20°N,145°—160°E区域和南海北部区域则表现出增多的特点。台风移动路径变异特征呈现为移动进入南海和登陆中国东部沿岸的西行和西北行路径减少,登陆日本的转向型路径增多,同时登陆我国海南岛和东南部沿岸的台风增多。进一步探查这种影响的可能原因发现,与暖池扩张密切相关的太平洋年代际变化引起的纬向环流的变异是西北太平洋中部台风生成减少的主要原因;而南海北部台风生成增多则归因于南海区域局地环流特征的变异。同时,南海北部台风生成增多是登陆我国海南岛和东南沿岸台风增多的主要决定因素。     

ENSO知识讲座 第四讲 ENSO与大气遥相关

1 大气遥相关瓦克环流和哈得莱环流都是对热带海洋热源强迫的响应，为热力直接环流，属于准静止斜压运动。南方涛动正是反映了热带地区直接热力环流的年际变化。热带地区直接热力环流的年际变化使热带地区大气环流发生明显的年际变化，特别是反映在气压场和风场的变化上，从而影响了热带地区的气候变化，主要特征是降水、气温以及风的异常。     

渤、黄海冬、夏季节风生流场年际变化时空模态与环流变异

根据1975—2017年冬、夏季节渤、黄海沿岸25个气象站风观测资料,采用二维非线性垂直平均风生流模式、旋转经验正交函数(REOF)等方法,研究了渤、黄海冬、夏季节平均风生流速度势与流函数场年际变化时空模态与环流变异.由于冬、夏季节渤、黄海风应力场强度年际变化显著线性减弱趋势,冬季渤、黄海平均速度势与流函数强度年际变化线性减弱速率大于夏季,黄海冬、夏季平均速度势与流函数强度年际变化线性减弱速率大于渤海.渤、黄海冬、夏季节平均风生流速度势与流函数场年际变化主要有两种时空模态,冬季渤海垂直环流显著线性减弱以及水平环流准平衡态年际变化是主要分量,冬季黄海垂直与水平环流准平衡态年际变化是主要分量.夏季渤海垂直环流显著线性减弱以及水平环流准平衡态年际变化是主要分量,夏季黄海大部分海域垂直环流显著线性减弱与局部垂直环流显著线性增强年际变化是主要分量,夏季黄海水平环流形态此消彼长显著线性增强及减弱年际变化是主要分量.冬季黄海暖流暖水向南黄海西侧以及向渤海中部输送过程是在3～4个环流之间传递形成,并非由单一环流输送形成.冬季渤海中部辐散下沉反气旋环流与黄海中部至渤海海峡的气旋环流、黄海东部辐散下沉反气旋环流是冬季黄海暖流强度与范围的控制环流,夏季渤海中部辐散下沉反气旋环流与黄海中部辐合上升气旋型环流是夏季渤、黄海冷水团强度与范围的控制环流,冬、夏季节渤、黄海控制环流年际变化形态的变换形成冬季黄海暖流与夏季渤、黄海冷水团暖年或冷年的年际变化.     

印度洋-太平洋暖池年代际变化及其大气响应

定义了印度洋-太平洋暖池的强度变化指数和面积变化指数,分析了其年代际变化的特征。结果表明：20世纪40年代以前,暖池强度和面积基本没有明显的变化趋势;40-80年代,有一个相对较小的增加趋势;80年代以后至2000年增加的趋势加大。将水平风速分解为无辐散分量和无旋分量,分析了暖池上空大气环流对该暖池年代际变化的响应,发现尽管暖池上空大气环流对该暖池年代际变化的响应并不十分明显,但在特定的季节和特定的对流层高度上这种响应也是明显的。     

500百帕候平均流场中长期预报初探

候平均环流场的预报对于要素及天气过程,特别是大型天气过程预报有重要参考价值。本文利用30年北半球500hPa候平均高度资料,按照大气环流年际变化规律,确定大气活动关键区,然后对这些关键区域的平均高度进行自然正交分解,并对主要成分进行分析研究,建立预报主成分的迥归方程,用以对未来3至5候的环流场进行试验性预报。     

我国近海台风突然加强和眼结构变化及其与环流背景关系的统计研究

台风突然加强,尤其是影响和登陆我国的近海台风突然加强,不仅是台风预报和防灾减灾中的一大难题,而且也是台风理论研究的重要课题。研究表明,台风强度变化不仅与其相关的大气环流背景因素有关[1-5],而且还与台风内部结构及其变化有关[5-6]。     

北黄海夏季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据北黄海断面1976~2015年历年8月温度、盐度与长岛气候要素资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、最大熵谱分析和延迟相关分析等方法,研究了北黄海断面夏季温度、盐度年际变化时空模态与气候响应.断面温度主要有4种时空模态:第一、二模态为海洋因素影响的年际变化分量,渤海断面夏季温度分量和7月太平洋年代际振荡(PDO)指数的线性与非线性作用是主要影响因素.第三、四模态为海洋与大气因素影响的年际变化分量,渤海断面夏季温度分量、断面冬季表层平均温度、7月风驱环流强度和5月PDO指数的线性和非线性作用是主要影响因素.断面盐度主要有4种时空模态:第一模态为海洋与大气因素影响的年际变化分量,渤海夏季盐度、夏季降水量及断面冬季表层盐度是主要影响因素;8月纬向风驱环流是次要影响因素.第二至四模态为大气因素影响的年际变化分量,7、8月风驱环流强度和夏季降水量是主要影响因素.北黄海夏季风驱环流分布是北黄海断面夏季温盐年际平均分布的主要影响因素.断面温盐垂直层结年际变化为准平衡态周期年际变化.北黄海断面冷水团月平均温度和面积为准平衡态周期年际变化,断面温度第三模态、断面冬季表层平均温度是断面冷水团月强度年际变化的主要影响因素,7月PDO指数是非线性影响因素.北黄海断面冷水团月平均盐度为显著线性低盐趋势周期年际变化,断面盐度的第一至三模态以及渤海断面夏季盐度分量的线性和非线性作用是冷水团月平均盐度年际变化的主要影响因素.北黄海断面夏季冷水团中平均温度、盐度的长期变化趋势是不同的,不存在长期稳定的比例关系.     

地球向外长波辐射(OLR)资料所显示的热带环流季节特征和年际变化

本文应用从卫星观测到的地球向外长波辐射资料所得到的气候学特征与其他资料的结果基本一致,经验正交函数分析所得到的前六个分量可分成两类,前三个分量属于稳定型,即它们的年际变化很小,很好地描述了低纬大气环流的季节特征.后三个分量,虽然它们的方差总和才12%,但具有很大的年际变化,是明显的不稳定型,它们较强的距平对流和下沉中心,太多在赤道附近,而且成对出现,这说明环流的异常与低纬沃克环流的强度变化有密切关系.本文之结果再一次证明,对于低纬大气环流的研究,地球向外长波辐射资料是一种很有用的资料.     

山东省雾霾变化特征及一次持续性雾霾过程的分析

利用山东省123个气象观测站1961—2012年的观测资料、美国国家环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP\NCAR)再分析资料,分析了山东省雾霾的变化特征和一次持续性雾霾过程环流及气象要素特征。结果表明:山东雾日数呈现先增加后减少的趋势,1980年代雾日数最多,山东霾日数呈现增加趋势,21世纪以来增加明显;从空间分布特征来看,鲁西北和东南沿海地区雾日数较多,山东省雾的多发区域存在明显的季节变化,内陆地区雾主要出现在秋、冬季,东南沿海雾主要出现在春、夏季。霾多发区分布零散,局地性很强,说明雾的分布与地理因素有关,而霾的分布受城市工业和污染排放影响较大。典型的雾霾过程发生时,山东上空以平直的纬向环流为主,多短波槽活动,冷空气较弱,山东受偏西或者西南气流影响,有暖湿平流向山东输送,静稳的大气环流背景、PM2.5浓度增加和相对湿度增大为本次持续性雾霾的形成和发展提供了有力的条件。大范围霾出现前空气湿度相对较干,大约在50%左右。当相对湿度高于80%时,霾滴逐步转化为雾滴,空气湿度的变化对雾霾的预报有一定的指示意义。     

1979年夏季热带季风环流中期振动的初步分析

亚洲季风环流是亚洲中低纬地区大气环流的一个重要组成部分.特别是夏季,广大低纬地区,从阿拉伯海向东,经孟加拉湾、南海,直到西太平洋,以至我国和日本的南部,都可受到热带季风环流系统的直接影响.季风活动与周围的大气环流系统以及海洋物理特性的变化有着密切的联系,对我国天气气候有重要影响.     

南海暖水季节和年际变化的初步研究

南海暖水具有明显的季节和年际变化。利用气候平均的COADS资料和NCEP大气资料分析了南海暖水的季节变化及其与海面净热通量的关系,以及由此引起的南海地区大气环流的变化。发现海面净热通量在南海暖水的季节变化过程中起到了主要的作用;冬季无暖水存在时,最大上升气流位于赤道及以南地区的印尼群岛附近,夏季最大上升气流北移到了南海暖水上空,南海暖水上空对流强烈,成为大气的对流活动中心。利用50年逐月的SODA海温资料进行垂直方向的3次样条插值,定义并计算南海暖水的强度指数,分析南海暖水的年际变化,并对南海暖水的几个异常暖年份作了合成分析,探讨了暖水年际变化的形成因素。     

莘县雷暴气候特征及变化规律分析

利用莘县1961—2010年的雷暴观测资料,分析了莘县雷暴的气候特征。结果表明：莘县年雷暴日数较多,年平均雷暴日数为24.1天,年际变化较大,年雷暴日数总体呈减少趋势,雷暴发生有明显的季节性变化,只发生在春、夏、秋三个季节,主要发生在夏季,占全年的78.6%,冬季无雷暴。月际分布呈单峰型,主峰出现在7月,次峰出现在8月...     

影响山东半岛夏季旱涝因子的初步分析

山东半岛(以下简称半岛),夏季(6—8月)降水量约占年总降水量的60％,且年际变化大,常常发生旱涝灾害。因此,夏季旱涝趋势预报是十分重要的。几年来,我们将北半球500毫巴月平均高度场,和北太平洋水温场资料与山东半岛夏季降水量进行大量的相关普查,找出了旱与涝前期的环流和海温场的变化特征,建立了旱涝预报的思路和方法。自1980年连续使用三年,效果