热力适应、过流、频散和副高II.水平非均匀加热与能量频散

利用位涡方程和热力适应原理，讨论了因非绝热加热的空间不均匀性导致的大气 动力特征的变化，进一步阐明了副热带地区的深对流凝结潜热加热的垂直非均匀性使副热带高压在中低空出现在热源区以东，在高空出现在热源区以西。在此基础上，深入研究了水平非均匀加热对大气环流的影响。结果表明加热区以北，虽然非绝热加热消失，但存在加热的水平梯度在西风环流的背景下在高低层造成深厚的负涡度强迫。因而高层热源北部边界附近的西风向南偏转进入加热区，造成加热区北部边界及其以北发生次级辐散；低层热源区的南风发生反气旋偏转，汇入加热区外的西风气流中，造成低层加热区北部边界及其以北发生次级辐合。结果该区域产生了垂直上升运动及负的涡度强迫源，对应着异常强烈的反气旋环流。该负涡度强迫源还通过能量频散，在西风带中以Rossby波的形式向中高纬传播，影响中高纬地区的异常环流型。     

暴雨中尺度涡旋系统发生发展的诊断

从位涡方程出发,导出描述三维涡度强度变化方程,分析大气层结及其变化等对三维涡度强度变化的影响。在此基础上,通过对垂直涡度变化的分析,揭示了大气层结变化、水平能量锋演化、垂直风切变等有利于涡旋系统发展的动力机制。针对湿中性层结特征(θse/p≈0),讨论了降水反馈对中尺度系统发展的影响,并揭示湿中性层结下凝结潜热的垂直非均匀分布与垂直涡度的耦合强迫作用可能是暴雨中尺度系统发展的动力机制。     

On the Forced Tangentially-Averaged Radial- Vertical Circulation within Vortices Part Ⅰ: Concepts and Equations

将Eliassen建立在平面等压柱坐标系中的径向环流强迫理论（用于研究在摩擦力和非绝热加热过程影响下的静止对称涡旋），推广应用到研究移动非对称气旋或反气旋的径向环流，导出了考虑地球曲面影响的准拉格朗日等压柱坐标系的切向平均径向环流诊断方程，并根据Eliassen的解析解所揭示的涡旋径向环流在涡旋演变中的作用，定 性地讨论了各种热力和动力的作用，这些热力和动力因子除了磨擦力和非绝热加热外，还有平均和涡动形式的惯性力，角动量平流（相当涡度平流），角动量的垂直对流，温度平流，温度的垂直对流（相当绝热加热）等。     

应用新型散度方程诊断暴雨的触发和增幅机理

分析散度及其变化是进行暴雨研究的途径之,而传统的散度方程不能显示包含热力场分布影响散度演变的问题。因此,利用陈忠明等导出的新型散度方程和NCEP/NCAR(1°×1°经纬度)再分析资料,针对贵州省2007年7月25—26日持续性大暴雨天气过程,通过计算新型散度方程中的各项,定量诊断分析大气运动的正压非平衡强迫、湿斜压非地转与风垂直切变耦合强迫在暴雨发生发展过程中的作用,并与地面1、6h降水观测资料和卫星云图资料进行对比分析。探讨正压非平衡强迫、湿Q矢量与垂直风切变的湿斜压热动力耦合强迫导致辐合增加与暴雨发生、发展的动力机制。结果表明:强降水主要发生在近中性或弱不稳定层结条件下。大气运动的正压非平衡强迫导致辐合增加是强降水过程的触发机制;在暴雨维持和增幅过程中,湿斜压热动力耦合强迫在强降水的维持方面扮演了重要角色。当强降水过程发生后,才存在湿斜压热动力耦合强迫作用,湿斜压热动力耦合强迫作用是暴雨增幅的动力机制。未来6小时强降水发生的区域、降水强度、中心位置与散度演变的强负值区变化一致。新型散度方程对强降水预报有指导意义,可以作为诊断散度场演变的一种有效的数学工具。     

平均经圈环流在大气角动量和感热收支中的作用

本文研究相对座标系中近地表角动量的制造和自由大气中角动量的辐散之间的平衡机制,并与绝对参考系中的机制进行比较。 对1982年元月全球角动量和感热的收支分析证明,被激发的平均经圈环流具有下述特征:其下部水平支施加于大气的惯性矩与近地表角动量的制造相平衡,上部水平支反号的惯性矩与涡动角动量通量的辐合(散)相平衡;而其垂直支的绝热加热效应则平衡着自由大气中热通量的辐散和/或大气的非绝热加热。因而,无论动力上还是热力上,平均经圈环流在大气总环流中都起着重要的作用。     

湿斜压大气中暴雨中尺度系统发展的一种可能机制

根据暴雨中尺度系统发生时的大气运动特征,在绝热、无摩擦条件下,从湿斜压原始方程出发,考虑大气运动的涡度及散度演化不仅受动力场的制约,而且还受到热力场的约束,采用不同于传统研究涡度及散度方程的分析方法,导出了新形式的涡度及散度方程。在此基础上,分析了湿斜压大气中对流层中低层气流旋转与辐合持续增长的动力特征,初步揭示了湿斜压大气中暴雨中尺度系统发展的动力机制。     

南亚高压对川渝地区盛夏极端旱涝的影响分析

利用NCEP/NCAR资料对川渝地区两个极端年1998年（涝年）和2006年（旱年）进行分析,结果表明,涝年南亚高压辐散强,脊线位置比多年平均偏南,西太平洋副热带高压（简称西太副高）主体西伸,脊线偏南;旱年南亚高压的辐散比涝年弱,脊线位置比多年平均偏北,西太副高脊线亦偏北。从动力特征来看,旱（涝）年,高层大气相对负（正）涡度平流的垂直分布有利于大气产生下沉（上升）运动,且南亚高压距平环流存在辐合（辐散）,与之对应的低层存在辐散（辐合）特征;热力分析亦表明,旱（涝）年的中低层多为暖（冷）平流,具有负（正）非绝热加热特征,且非绝热加热的垂直分布特征,有利于南亚高压距平环流局部辐合（辐散）加强,并对中低层系统的垂直运动产生影响。因此,一定程度上川渝地区两个极端旱涝年的出现与其上空的垂直运动变化密切相关,是由南亚高压与中低层系统的相互配置引起的。      

青藏高原抬升加热气候效应研究的新进展

对近4年来关于青藏高原加热影响气候的研究进行回顾.首先介绍利用位涡方程和热力适应理论,揭示;夏季高原上空低层气旋式及高层反气旋式环流结构稳定维持的动力学机理.结果表明高原加热作用造成的低层正涡源是低层气旋式环流得以稳定维持的重要原因.而边界层摩擦产生的负位涡是平衡正位涡的主要因素.高原加热还在高原上空形成负位涡,它影响着盛夏的大气环流,是青藏高原上空强大而稳定的反气旋环流得以维持的重要因素.在春夏过渡季节青藏高原非绝热加热对大气环流季节变化以及亚洲季风爆发的影响力方面,进一步确认了感热加热在过渡季节早期(5月中旬以前)环:流演变中的重要作用.青藏高原非绝热加热的时间演变引起了海陆热力差异对比的变化,使副热带高压带首先在孟加拉湾东部断裂,亚洲季风因而在孟加拉湾爆发.结果还表明,用纬向风垂直差异的时空分布能更准确地表示季节变化的区域差异.在青藏高原非绝热加热与北半球环流系统年际变化的联系方面,发现夏季青藏高原的加热强(弱)的年份,高原感热加热气泵(SHAP)高(低)效工作,使高原加热对周边地区低层暖湿空气的抽吸效应和对高层大气向周边地区的排放作用加强(减弱),高原及邻近地区的上升运动,下层辐合和上层辐散均增强(减弱),从而影响着高原和周边地区的环流以及亚洲季风区大尺度环流系统.而且高原的加热强迫还能够激发产生一支沿亚欧大陆东部海岸向东北方向传播的Rossby波列,其频散效应可影响到更远的东太平洋以至北美地区的大气环流.研究还表明,盛夏的南亚高压存在"青藏高压型"和"伊朗高压型"的双模态,它们与高原加热状态有关,且显著地与亚洲季风区的气候分布密切联系.     

热力适应、过流、频散和副高Ⅱ．水平非均匀加热与能量频散

利用位涡方程和热力适应原理，讨论了因非绝热加热的空间不均匀性导致的大气动力特征的变化，进一步阐明了副热带地区的深对流凝结潜热加热的垂直非均匀性使副热带高压中低空出现在低源区以东，在高空出现在热源区以西。在此基础上，深入研究了水平非均匀加热对大气环流的影响。结果表明加热区以北，虽然非绝热加热消失，但存在加热的水平梯度在西风环流的背景下在高低层造成深厚的负涡度强迫。因而高层热源北部边界附近的西风向南偏转进入加热区，造成加热区北部边界及其以北发生次级辐散；低层热源区的南风发生反气旋偏转，汇入加热区外的西风气流中，造成低层加热区北部边界及其以北发生次级辐合。结果该区域产生了垂直上升运动及负的涡度强迫源，对应着异常强烈的反气旋环流。该负涡强度迫源还通过能量散射，在西风带中以Rossby波的形式向中高纬传播，影响中高纬地区的异常环流型。     

边界层参数化方案对暴雨数值模拟的影响

选取2003年7月4-5日南京暴雨个例，采用非静力中尺度模式MM5进行模拟，着重研究了不同边界层参数化方案对雨量中心强度、雨区分布的影响。结果表明：对于不同的边界层参数化方案，垂直速度场、水汽通量散度场、涡度场、水平风场的散度以及θse场都表现出不同的特征；合理边界层方案的引入对预报效果有明显的改进；结合边界层和自由大气的动力、热力结构进行了综合分析，给出了边界层作用与自由大气动力、热力结构的配置情况。说明这种配置对暴雨的形成是至关重要的。     

海温与涛动

本文所用的月海温资料是取自美国国家气候中心。经统计学和气候学方法对全球主要洋流区海温与北太平洋涛动、南方涛动、北大西洋涛动相互关系进行初步分析,认为:当厄尔尼诺年时,全球大多数主要洋流区海温普遍上升,它们与东太平洋赤道冷水带海温的正相关显著。这时,西澳大利亚寒流区、东澳大利亚暖流区、墨西哥湾暧流区的海温都下降.这三个洋流区与东太平洋赤道冷水带的海温呈负相关明显。秘鲁寒流区与东澳大利亚暖流区、西澳大利亚寒流区,加那利寒流区与墨西哥湾暖流区海温场存在着东西向跷跷板式的变化特点是引起南方涛动和北大西洋涛动的主要成因之一。      

副热带高压活动与日月运行的关系

依据公开发表的资料，系统地研究了副热带高压活动与日月运行的关系，证实了各类副高活动均与日月运行的某些周期活动有关，主要表现形式为周期性泊松联系和与天文奇异蹼同步效应两种，并且指出，副高活动类型不同，则所对应的联系对象和联系方式也不同。     

8111号台风的生成移动与TUTT的关系

本文主要讨论与8111号台风的生成和移动有关的影响系统,发现:高层冷涡不仅提供了有利于热带扰动发展的背景条件;而且还影响其路径。移过其北面的沿TUTT延伸的二次高层冷涡,使8111号台风离开引导气流发生偏转,出现一次复杂路径。在影响台风的生成和路径中,南亚的越赤道气流和印度的季风气流,如同高层冷涡一样具有重要的作用。      

南北半球大气环流与东亚季风

本文用谐波分析,对南北半球多年平均逐月海平面气压场进行了分析,结果表明:海陆的大小和分布不同,是南北半球大气环流差异的主要原因。大陆的作用随纬度和季节而改变;夏季低纬度大陆的作用更明显,高纬度则是冬季明显。欧亚非大陆,在东亚季风形成中起了主要作用。     

赤道太平洋降水与厄·尼诺

根据1899年—1982年赤道太平洋降水资料,研究了10月—12月降水量的时空变化。发现中太平洋最主要的特点是赤道地区与20°N以北及10°S以南变化相反。与赤道东太平洋海温变化比较证实,海温高时中太平洋多雨。分析赤道中太平洋多雨及少雨时海平面气压场表明,多雨时赤道低压偏东,南太平洋高压弱,而澳大利亚气压上升。最后指出,1982—1983年的厄·尼诺事件,就其伴随的环流与气候异常来讲,与以前的事件并无本质上的不同,但其强烈程度则是几十年来少见的。     

副高活动与朔望月之间的联系特征及其动力学解释

根据1998年以及1991～1997年130°E副高脊线逐日资料分析和反查证实:天文潮汐力场在一定的环流条件下可以而且只有在一定的环流条件下才可以对大气环流演变起重要作用,对西太平洋副热带高压的演变而言,天文潮汐力场引起副高北跃和南撤初始日与朔望月奇异点同步的条件可能就是长江流域多雨期或者与副高北部边缘长时期降雨带有关的某种环流条件。最后,利用湿位涡在一定条件下不守恒理论对上述结论进行了动力学的解释。     

极地和赤道热状况异常与我国及湖北省严寒关系的分析

本文对1952—1986年期间我国几次特大严寒的环流背景及发生规律作了分析和探讨,认为:严寒是一个大范围的天气现象,严重严寒往往涉及全国甚至欧亚范围,严寒的发生与大气环境的异常分布有关,导致严寒发生的前期因子是极地和赤道大范围热状况异常。     

西风带中槽脊的移动与发展的估计

本文考虑到西风宽度有限并存在急流,波动的南北宽度有限并其相对于急流轴的位置可有不同,以及槽脊热力结构的特征等因子,研究了槽与脊的移动速度,讨论了槽脊的发展问题。所得的结果经过试验与实际情况很一致,认为对槽与脊的移动发展的预报甚有实际应用意义。     

东方对虾的生产过程与气象关系及其应用

利用观测和调资料对东方对虾生产过程中的入室,越冬,育苗,放苗,养成,收获等主要生产环节与气象关系进行了计算分析,得出了各生育阶段适宜生长和生产的气象指标及其应用方法。     

甘肃省森林、草原火灾的成因分析

简要介绍了利用NOAA极轨气象卫星资料监测森林 ,草原火灾的原理 ,结合实际工作经验 ,阐明了引起甘肃省森林、草原火灾的成因、林牧区的地理分布及特点