用大气热源表征的东亚夏季风指数的研究

利用1965—2007年NCEP／NCAR再分析资料和同期的中国160站降水资料,在讨论大气热源的气候特征基础上,用整层积分的大气热源定义了一个东亚夏季风指数,并用该指数研究了东亚夏季风和中国气候的关系。研究表明：定义的大气热源季风指数能反映夏季风的异常变化,高（低）指数年对应的东亚夏季风偏强（弱）;该指数与长江中下游降水存在高度的同期负相关,对长江中下游夏季降水有较强的分辨能力。     

硫酸盐气溶胶对长江中下游夏季降水年代际转型的影响

为了研究人为硫酸盐气溶胶增长对1970年代末长江中下游夏季降水年代际转型的影响,使用全球气候模式（GFDL—AM2）,对硫酸盐直接气候效应进行了模拟。结果表明,硫酸盐气溶胶增长引起的降水年代际变化与观测到的降水转型有很好的时空一致性;观测中包括副热带高压西伸南移、中国东部近地面异常北风等夏季风年代际减弱信号以及对应的垂直温度、上升运动分布等均能很好地被模式再现。机制上,硫酸盐气溶胶通过引起负辐射强迫,造成中国中东部的大部分地区地面到对流层中层降温,海陆热力对比减小,使东亚夏季风减弱,雨带容易在长江中下游停留,从而导致该区域降水增多。于是,硫酸盐气溶胶增多对长江中下游降水年代际转型有重要贡献。     

夏季青藏高原大气热源分布特征与对中国降水的影响

利用NECP/NCAR月平均再分析资料,研究1951～2010年夏季青藏高原主体大气热源分布、对东亚地区的环流影响及其与同期中国降水的关系.针对高原加热局地特征明显的特点,采用旋转经验正交函数等方法探讨不同类型的热源分布以及对东亚地区大气环流的影响.结果表明,当加热中心位于高原东南侧时,青藏高原夏季风加强,南亚高压偏南偏东,西太平洋副热带高压西伸加强,而东亚中高纬地区两脊一槽的经向环流分布形势明显,有利于中国长江流域的降水而不利于华南华北的降水发展.当加热中心位于高原中北部与西南地区时,青藏高原夏季风减弱,南亚高压偏西,西太副高明显偏东偏弱,中高纬环流的纬向特征明显,有利于中国地区北方降水而不利于南方地区的降水.     

青藏高原大气热源研究述评

【目的】综述前人对青藏高原大气热源的研究成果,探究大气热源与南海夏季风的关系。【方法】归纳高原大气热源研究进展,采用诊断分析方法探究高原热源的时空分布及与南海夏季风的关系。【结果】1)青藏高原夏季(冬季)大气是热(冷)源,冷热源的季节转换发生在3月,热源强度7月达到最大;2)热源中潜热贡献最大;3)不同资料和方法在描述热源时空分布时存在一定不确定性;4)高原夏季大气热源与南海夏季风呈明显负相关。基于大气热源,构造南海-青藏高原夏季海陆热力性质差异指数,该指数显示1980―2016年海陆热力性质差异有年代际减小的趋势。     

高原季风对500hPa中纬度西风带活动的影响

利用1948--2008年NCEP／NCAR逐月再分析资料和1958—2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间一频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明：高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1—2年、27—28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1—2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3—4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。     

亚非夏季风降水与热带东风急流的关系

为研究亚非夏季风降水的时空变化特征及其与热带东风急流的相关性,利用1948-2008年61年NCEP／NCAR再分析资料,采用经验正交函数分解和奇异值分解等方法讨论了亚非夏季风降水的变化及其与热带东风急流的关系。结果表明：从包括撒赫勒在内的北非地区到印度西北部、青藏高原南部,直到中国华北东北地区,是亚非夏季降水的最主要的空间分布型式。亚非夏季风降水总体呈现出逐年递减的趋势。多年亚非季风区夏季降水分布与热带东风急流的强度有密切关系,在急流不同部位降水特征不同。亚非夏季风降水与热带东风急流呈显著正相关,二者的分布趋势在极大程度上吻合。     

夏季亚洲季风区典型旱涝年大气热源（汇）的变化特征

使用2001年和2003年NCEP/NCAR再分析资料计算夏季亚洲季风区大气热源（汇）,再用BUTTER-WORTH带通滤波器对原始热源（汇）场进行带通滤波,得到2001与2003年夏季30-60天的大气热源（汇）的低频分量,然后分析两年夏季东亚各区域大气热源（汇）及其低频变化特征、传播特征和传播差异,得出以下结论：（1）2001年呈连续带状分布;2003年热源中心分布零散且位置显著东移,热源（汇）强度比2001年减弱;（2）2001年和2003年低频分量的平均分布有明显差异,且旱年低频分量强度远大于涝年;（3）2001年低频振荡向北传播范围仅到20°N-30°N的华南至江南地区,而2003年低频振荡多数可达30°N以北的江淮流域;（4）2001年低频分量纬向传播均为自西向东,而2003年在6-8月期间自东向西传播,5月和9月则主要由西向东传播。因此,江淮流域典型旱涝年分2001年和2003年在低频分量的配置和低频波的传播上存在明显差异,这可能正是导致这两年气候巨大差异的原因之一。     

东亚季风区石笋δ18O解译:基于夏季风与夏季风降雨的思考

近些年,对于东亚季风区石笋δ18O的气候环境指示意义的争论较多,主要在东亚季风区石笋δ18O代表夏季和风强度、夏季风降水还是水汽源变化。基于中国东部华北地区降水与长江中下游地区降水反相变化和长江中下游地区降水与菲律宾海降水反相变化(遥相关),从年际-年代际到千年-轨道尺度对石笋δ18O与夏季风降水、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的相互关系进行了探讨分析。通过对比石笋δ18O记录与华北和梅雨区降水,发现石笋δ18O偏负对应华北降水增加,梅雨区降水减少;石笋δ18O偏正对应华北降水减少,梅雨区降水增加。这种对应关系不仅存在年际-年代际尺度,而且在千年-轨道尺度同样存在,石笋δ18O不仅反映夏季风强弱变化,同时与中国东部区域降水关系是明确对应的。通过降水的空间相互关系,发现ENSO活动主要通过影响中国东部降水的空间分布格局而作用于石笋δ18O。La Ni?a态导致南海及菲律宾海对流加强,西太副高位置偏北,长江中下游地区梅雨期缩短,华北夏季降水增加,东亚季风区石笋δ18O偏负。El Ni?o态,南海和菲律宾海对流受到抑制,西太副高位置南移,长江中下游地区梅雨期延长,华北夏季降水减少,东亚季风区石笋δ18O偏正。另外,水汽源分析发现,菲律宾海水汽输送对东亚季风区降水及降水δ18O贡献相对较小。因此,综合分析认为,东亚季风区石笋δ18O主要反映了亚洲夏季风的强弱变化。      

热带次表层海温对中国东部夏季气候的影响

热带海洋热状况是影响中国气候变化的主要因子之一,为了研究热带次表层海温如何影响中国气候,通过相关计算和合成分析等方法讨论了热带太平洋至印度洋次表层海温异常对中国东部夏季降水和温度的影响。结果表明:当冬季赤道东印度洋至西太平洋次表层海温偏暖(偏冷),中印度洋和东太平洋次表层海温偏冷(偏暖),夏季,长江中下游地区降水偏少(偏多),华南、华北和东北大部地区降水偏多(偏少);中国东部大范围高温(低温)。其可能的影响途径为,东亚夏季风环流对热带次表层海温异常的响应导致了其年际变化,进而引起中国东部夏季气候的异常分布。     

夏季东亚副热带西风急流特征指数表征方法对比分析

为了能够给科研工作者和业务技术人员合理使用各种东亚副热带西风急流表征方法提供科学依据,利用1960～2009年NCEP/NCAR再分析资料和中国714个基准站20时(北京时)降水观测资料,归纳总结了以往夏季东亚副热带西风急流客观定量表征方法,并以2005年6～8月为例,进行了表征方法的数值反演和性能分析,结果表明:表征位置指数的方法有轴线法、EOF分解法、区域风速差法。轴线法定义合理且有明确的物理意义,方法简单易行、意义清晰、表现直观,适用于逐日实时监测和诊断分析。EOF分解法与区域风速差法适用于气候评估和季节诊断;表征急流强度的方法有区域风速法及中心强度法,均适应于逐日实时监测与环流观测,且对华北地区及长江中下游雨量多寡有较好的指示意义,方法计算简便、意义清晰、指示性好。同时还指出,业务工作者和科研工作者实际应用时应根据需求合理选择指数或者对指数进行适当改进。     

Interannual variations of surface winds over China marginal seas

In a study of surface monsoon winds over the China marginal seas, Sun et al. (2012) use singular value decomposition method to identify regional dominant modes and analyze their interdecadal variability. This paper continues to evaluate the interannual variability of each dominant mode and its relation to various atmospheric, oceanic and land factors. The findings include: 1) The intensity of the winter monsoon over the East China Sea is highly correlated with the Siberian High intensity and anti-correlated with the latitudinal position of the Aleutian Low as well as the rainfall in eastern China, Korean Peninsula and Japan; 2) The western Pacific subtropical high is significantly correlated with the summer monsoon intensity over the East China Sea and anti-correlated with the summer monsoon over the South China Sea; 3) The winter monsoon in a broad zonal belt through the Luzon Strait is dominated by the ENSO signal, strengthening in the La Ni a phase and weakening in the El Ni o phase. This inverse relation exhibits interdecadal shift with a period of weak correlation in the 1980s; 4) Analysis of tidal records validates the interdecadal weakening of the East Asian summer monsoon and reveals an atmospheric bridge that conveys the ENSO signal into the South China Sea via the winter monsoon.     

EVIDENCE FOR ABRUPT CLIMATIC CHANGES ONNORTHWESTERN MARGIN OF EAST ASIAN MONSOON REGION DURING LAST DEGLACIATION

Based on investigations of the Zhongwei Nanshan aeolian section situated in the southeastern margin of Tengger Dcsert, carbon-14 and TL (thermoluminescence) dating results and paleoclimatic proxies such as magnetic susceptibility and grain size, we inferred that the northwestern margin of East Asian monsoon region experienced abrupt climatic changes during the last deglaciation. Six oscillation events were identified: Oldest Dryas, Belling, Older Dryas, AllerФd, lntra-AllerФd Cold Period (1ACP) and Younger Dryas (YD). The summer monsoon was weaker during Oldest Dryas and Younger Dryas when the winter monsoon was stronger. However, during the B/A (BФlling/AllerФd) period, the summer monsoon strengthened, reflected by magnetic susceptibility, when the winter monsoon also became strong, which is different from the paleoclimatic pattern established in the East Asian monsoon region. Furthermore,the summer monsoon was nearly in phase with the climate changes inferred from the oxygen isotopic records of Greenland ice cores. It could be speculated that the variations of the sea ice cover in the high latitudes of the North Hemisphere affected the high pressure of Asian continent and the changes of the winter monsoon inland. On the other hand,the sea ice cover variations might have indirectly caused the occurrence of ENSO events that has tightly been related to the summer monsoon in northwest margin of East Asian monsoon region.     

东亚季风和中国梅雨暴雨研究的评述

1998年夏季长江继54年以后再次发生全流域性洪水,江淮流域暴雨持续发生,暴雨的发生发展维持机理的研究再次引起全国气象工作者的关注和重视。本文主要介绍了中国气象学者在梅雨暴雨方面做过的一些工作,主要包括梅雨的早期研究,东亚季风的进展,持续性暴雨的研究等方面,指出东亚季风与中国梅雨期持续性暴雨之间存在必然联系,从东亚季风异常着手,一定可以在梅雨暴雨的研究上取得进展,并为暴雨的短期预报提供依据     

Antarctica Sea-ice Oscillation and Its Possible Impact on Monsoon of South Sea

Antarctic sea-ice oscillation index with a seesaw pattern is defined using NCEP/NCAR reanalysis girds data of monthly Antarctica sea-ice concentration from 1979 to 2002. The relationships between the index of winter and the summer precipitations in China as well as the onset date of the summer East Asia monsoon are presented. The study result shows that the grids of correlation coefficients passed 5% confidence level between Antarctic sea-ice oscillation index and Antarctic sea-ice concentration are more than 1/3 of all grids of Antarctica sea-ice, that means the index can represent 1/3 sea-ice area. The winter index has a significant correlation with abnormal summer (June-August) precipitation in China. The area of positive correlation lies in the Yangtze River basin and its south, and that of negative correlation lies mainly in the north of Yangtze River basin. While the winter index is positive (negative), the onset date of South China Sea monsoon is earlier (later), with a probability of 79% (80%). Consequently, a conceptual model is given in term of discussing the possible process between the winter Antarctic sea ice and the monsoon precipitation in China.     

An Alternative Index for the Onset of the Summer Monsoon over the South China Sea

1　Introduction　TheindicesfortheAsianmonsoonhavebeenstud iedinmanyworks .Recently ,thechoiceofpropermonsoonindiceshasreceivedexceptionalattentionandraisedcontroversy (WebsterandYang ,1 992 ;Goswa mietal.,1 999;Goswami,2 0 0 0 ;Wang ,2 0 0 0 ) .Us ingzona…