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.     

大气环流异常对云南8月低温的影响

应用1951-2005年NCEP/NCAR月平均再分析资料与云南8月气温资料进行相关分析,发现在云南8月低温年,位势高度场的显著相关区在欧亚大陆地区具有"- -"的波列结构,显著相关区在副热带地区表现也较好;据此讨论了云南8月低温发生时的大气环流特征,得出200hPa南亚高压偏弱,500hPa欧亚大陆西风槽脊异常发展,副高偏弱是导致云南8月低温的主要原因.     

长江中下游持续性异常降水的天气学特征分析

针对长江中下游持续性降水的研究多为个例诊断,很少从合成的角度考虑,利用长江中下游地区89站的1961~2011年的逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,采用数理统计和合成分析的方法,统计长江中下游地区夏季持续性降水事件,并合成分析了其环流特征。结果表明:1961~2011年,长江中下游地区夏季持续性异常降水事件发生了50次,主要集中在6月和7月,长江中下游地区持续性异常降水事件平均每2~3年发生一次。厄尔尼诺次年多有持续性异常降水发生;长江中下游地区持续性异常事件发生时,总伴有环流场的异常调整,低纬西太平洋副热带高压西伸,南北经向风在长江流域交汇,高层上,南亚高压东移,长江中下游地区出现强的辐散中心,为异常降水提供了重要条件。水汽来源主要是索马里越赤道气流途径暖湿的阿拉伯海,孟加拉湾和我国南海北部,进入长江中下游地区。     

2013年夏季中国南方区域性高温天气的成因分析

为了对2013年夏季中国南方区域性高温天气进行系统的分析,采用统计分析等方法,利用常规气温资料及NCEP/NCAR再分析资料讨论了此次高温的特征及成因。结果表明：2013年夏季中国南方地区发生的高温事件相对历史同期增多,主要集中在华南北部至华北南部一带,其区域性高温天气的极端性十分突出,研究区域内的日平均气温、平均日最高气温、平均日最低气温以及高温日数都打破最高纪录,为历史罕见;西太平洋副热带高压范围偏大、强度偏强、西伸脊点位置偏西、脊线偏北,南亚高压偏北偏东,热带气旋活动范围偏南,出梅较早、梅雨季节短等因素导致中国南方长江中下游地区出现了长时间的区域性高温天气。     

20世纪80年代初以来北太平洋海温变化特征

应用1979.1-2006.12北太平洋海表温度（SST）资料,采用一元线性回归、功率谱等统计方法对该区SST的变化特征进行分析,结果表明：（1）北太平洋SST年际变化较为显著,尤其在靠近亚洲大陆一带洋面、北太平洋中部中纬度海域及赤道中、东太平洋;（2）北太平洋西部和中部SST1-12月均呈上升趋势,靠近亚洲大陆的日本海一带和我国大陆以东洋面升温最快。除我国以东洋面升温中心在冬季外,其余海域升温均在夏秋季更迅速,20世纪90年代初以来尤为明显;北美海岸山脉以西及赤道中、东太平洋SST则呈弱的下降趋势;（3）赤道中、东太平洋春夏季存在显著5a和3.5a左右的年际变化;北太平洋中部30°N一带冬春季存在5-6a左右的年际变化和约14a的年代际变化;（4）除北太平洋中部（西风漂流区）外,各个海域大部分月份SST高值年和低值年分别与厄尔尼诺年和拉尼娜年对应,西风漂流区SST高值年均出现在20世纪末21世纪初,低值年与厄尔尼诺年对应。     

热带东风急流的演变特征及其与亚非降水的关系

为初步了解热带东风急流与亚非降水尤其中国东部、华南地区天气系统之间的关系,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料,结合全球综合分析降水集(CMAP)及Ni o3.4海温指数,采用突变检验、小波分析、相关分析、合成分析等方法,对TEJ的结构、演变特征及其与亚非地区降水和大气环流的关系等进行研究。分析表明:TEJ从南海上空向西延伸,经印度到达非洲北部上空,中心位于印度半岛南端、阿拉伯海上空。利用"区域平均"法,定义了热带东风急流指数(TEJI),讨论了该指数62年的年际、年代际变化特征,并分析了TEJI与亚非降水、大气环流及ENSO的关系,结果表明:TEJ呈现强度一致减弱趋势,且突变大致发生在1978年;小波分析表明标准化TEJI存在准10年振荡周期;主要降水带出现在急流入口区右侧和出口区左侧,降水主要位于南亚和东亚季风区内;亚非季风区夏季降水与TEJ响应最敏感的区域是西亚、北非(负相关)、南亚(正相关);海平面气压场和南亚高压与TEJ密切相关,对中国东部和华南地区的旱涝预报起着重要的作用。     

2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因分析

利用NCEP/NCAA再分析资料,国家气候中心74项环流指数及云南省122个观测站资料,结合诊断、合成和相关分析等方法,探讨2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因,并与2008年初低温冰冻灾害进行对比分析。旨在寻找云南低温冰冻天气的预报着眼点,为提前做好防灾减灾工作提供决策依据。研究表明:500hPa高度场欧亚中高纬呈两槽一脊,西西伯利亚高压脊异常强大,贝巴之间为东西向横槽,东亚中高纬呈"+-+"的高度场距平分布,西太平洋副热带高压异常偏东偏弱,南海副高异常偏南偏弱是2011年1月云南东部频遭冷空气影响的大尺度大气环流背景。另外,相关分析发现NINO4区海温持续异常偏冷对应云南东部气温异常偏低。较2008年初持续近2个月的低温雨雪冰冻灾害相比,虽然2011年灾害影响时间较短,范围较小,但冷空气过程频发,昆明准静止锋长时间控制云南东部,最终造成近50年来的极端低温冰冻灾害。     

青藏高原及周边地区波动E-P通量的分布与变化特征

为了研究青藏高原及周边地区波动E-P通量的分布与变化特征,利用1965～2010年NCEP/NCAR月平均再分析资料,计算了三维E-P通量,经过分析,得到如下主要结论：（1）对流层波动E-P通量的活动中心位于青藏高原南部.（2）波动E-P通量有着明显的季节变化.其中夏季的强度最大,且夏季与冬季相比,垂直分量正负值中心位置的分布几乎相反.从夏季到冬季,E-P通量垂直分量的正值中心逐渐向东北方向移动.（3）波动E-P通量的年代际变化也比较显著.从20世纪70年代中期到80年代前期,波动E-P通量变化平缓;80年代中期至90年代中期,变化很大,90年代中期达到最强,后又开始逐渐变缓.     

索马里急流和南亚高压对印度夏季风爆发的协同作用

【目的】探讨索马里急流和南亚高压对印度夏季风(Indian Summer Monsoon,ISM)爆发产生的协同作用。【方法】基于ECMWF欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)提供的逐日数据,结合印度气象局对ISM爆发日期(即印度次大陆最南端的喀拉拉邦降水骤升的日期)的统计数据采用功率谱分析、偏相关分析和滑动相关等统计学方法,分析索马里急流和南亚高压对ISM爆发的协同作用。【结果】ISM爆发前1候至当候,印度地区对流层高层南亚高压的范围和强度不断扩大,同时对流层低层索马里急流的强度和范围不断增强,使阿拉伯海地区的西南气流不断增强,将阿拉伯海地区大量水汽输送至印度大陆,在这样有利的条件下,印度南部降水量剧增,ISM爆发;当5月下旬的南亚高压、索马里急流以及阿拉伯海地区水汽通量和气旋性环流均显著偏强时,ISM会提前爆发,降水也会异常偏多。【结论】ISM爆发日期受到索马里急流和南亚高压两者协同作用的影响,而并非单独受到某个系统的影响。     

太阳磁场磁性指数的变化对南亚夏季风环流强度的影响

利用太阳黑子相对数资料,根据太阳磁场磁性特征建立了太阳磁场磁性指数时间序列,并利用NCEP/NCAR再分析资料建立了1948-2006年的南亚夏季风环流强度指数,对两者之间存在的可能相关关系作了分析。结果表明：太阳磁场磁性变化是激发南亚夏季风环流强度年代际变化的重要原因,当太阳北（南）半球磁场磁极为N（S）极为前导时,南亚夏季风环流强度较强,当太阳北（南）半球磁场磁极为S（N）极为前导时,南亚夏季风环流强度较弱,太阳磁场磁性强度的变化超前于南亚夏季风环流强度变化5年左右。两者之间的这种相关关系,为南亚夏季风环流强度年代际变化方面的预测提供了理论依据。     

大气振荡与副高活动及四川盆地旱涝的关系

本文分析了1982年5～9月热带西太平洋地区,尤其是我国南海、菲律宾和印度尼西亚上空30～50天大气振荡与太平洋副高活动及四川盆地夏季旱涝的关系。结果表明:热带西太平洋上空大气低频振荡对太平洋副高有明显影响;四川盆地东、西部夏季降水30～50天振荡呈反位相变化;东(西)部降水低频振荡与热带西太平洋上空大气低频振荡呈反(同)位相关系。热带西太平洋上空大气低频振荡,通过引起太平洋副高中心、西伸脊点东西变动影响盆地夏季旱涝异常。     

青藏高原-热带印度洋地区大气热源的时空变化特征

为了寻求青藏高原一热带印度洋地区大气热源空间变化的敏感区,进一步深入研究季风的形成、变异和预测,利用NCEP1979-2008年的再分析资料计算分析了青藏高原一热带印度洋地区30年来不同季节大气热源分布的气候特征,并且利用经验正交函数分解研究了该区大气热源在夏、冬季的时空变化特征。结论如下：春季大气热源有明显的经向差异;夏季的热源明显比春季的热源强度强,范围广,热源最强中心在孟加拉湾北部大陆边缘;秋季热源区域明显南缩,热源强度较夏季明显减弱;冬季大气热源呈西西南一东东北方向分布,大气热源位置继续南移。对于夏季,前3个模态分别反映了青藏高原一热带印度洋地区大气热源的纬向差异型、经向差异型、西北一东南分布型。对于冬季,前3个模态分别反映了青藏高原一热带印度洋地区大气热源的经向差异主导型、经向差异型、纬向差异型。     

大尺度环流系统对西北太平洋变性TC频数影响的气候诊断分析

基于中国热带气旋年鉴资料,从气候学角度出发,对西北太平洋TC(热带气旋)发生温带变性的频数与大尺度环流系统间的关系进行了诊断和分析.研究发现变性TC多发生于夏、秋两季,通过对NCEP月平均再分析资料的500hPa高度场进行EOF分解,发现西北太平洋TC变性的频数与65°N附近强冷高压系统在夏、秋两季都存在着正相关关系,且相关性在秋季高于夏季;与30°N附近强副热带高压系统存在负相关关系,夏季副热带高压系统的作用更大;与30°N以南西北太平洋多台风活动区域的弱低压存在显著的负相关,低压越弱,对流越弱,则TC的生成数越少,其中发生变性的TC数也会减少.500hPa高度场EOF分解的第一特征向量所对应的时间函数分布在20世纪70年代中期前后出现了反号,较好地对应了变性TC年频数的年际变化趋势,70年代中期之前变性TC呈总体偏多,之后变性TC的频数总体偏少,呈明显下降趋势.     

黑龙江冬季极端低温气候特征与环流异常

为了更深入的了解黑龙江省冬季极端最低气温气候特征和对应的环流特征,定义了均值倍率来描述极端低温事件的变化特征,并通过百分位法定义了极端低温阈值,从而分析了黑龙江省极端低温事件的时空变化特征及其与环流之间的关系。研究结果表明:黑龙江省冬季极端低温事件总体呈减少趋势,在20世纪80年代中期以前处于偏多期,之后进入偏少期,近两年有增多趋势;在大部分极端低温事件偏多年里,东北地区上空500hPa高度场为负距平控制,极地地区为正距平控制,东亚大槽偏强,欧亚地区盛行经向环流,这有利于冷暖空气南北交换,使得极地冷空气不断南下侵袭黑龙江地区,造成该地区气温偏低,相应的极端低温事件也就增多;而在海平面气压上表现出的是西伯利亚高压偏强,阿留申低压偏弱。     

甘肃省近35年连阴雨天气气候特征分析

利用1967～2001年甘肃省80个气象站的逐日降水资料对连阴雨特征进行了较全面的分析.结果表明：甘肃省连阴雨分布的特点是自西北向东南呈台阶状增加,连阴雨相对比较多的地区为甘南地区、陇南东部和陇东东部地区,在甘肃中部-天水-武都一带相对形成一个南北向的少连阴雨带.区域性连阴雨过程的月、季特征表明,夏季区域性连阴雨过程最多,秋季次之,春季和冬季最少.年代际变化特征表明春季区域性连阴雨次数从20世纪70年代到90年代变化不大,但夏秋季连阴雨次数,70年代明显偏多,80年代之后总体次数减少幅度较大.最后从不同季节形成的连阴雨环流形式进行了分析.     

冬季北太平洋SST与西太平洋副高的相关性

采用英国Hadley中心1974-2006年逐月的北太平洋海表温度资料和NCEP/NCAR的北半球500hPa和1000hPa高度场资料,利用一元回归和相关分析等统计方法,研究各月北太平洋海温的变化特征、探讨冬季西北太平洋海温关键区,然后分析关键区海温与气象场的联系.结果表明,北太平洋海温变率较大的地方出现在我国东部的西北太平洋地区,年代际变化为上升趋势;海温与前一年12月和同期1月500hPa位势高度场的相关最好.表现为冬季东亚大槽对关键区海温的显著影响.1月关键区海温与后期5-6月西太平洋副高存在较显著的正相关,即1月关键区海温升高,同年5-6月副高亦加强,即反映冬季北太平洋SST对西太平洋副高的影响.     

甘肃庆阳市雾的气候特点及其预报思路初探

通过统计甘肃庆阳市1971～2003年的历史资料，分析了庆阳市雾的气候特征：庆阳市年均雾日最大值出现在西峰、合水一带，雾日以秋季9月、10月和春季3月出现较多，夏季、冬季和春季4月、5月较少。对2000～2003年出现的101次雾天气条件做了分析，就形成雾的原因和环流特征做了初步探讨，并归纳提出了庆阳市雾预报的着眼点和一般的预报思路，辐射雾和平流雾分别对应两种截然相反的天气条件，要根据形成雾的天气系统环流典型场采取不同的预报思路，着重分析天气系统的演变，还要分析本地湿度、温度和风向风速等气象要素场的变化特征。     

夏季副热带波谱能量分析及南亚高压的维持

本文应用波数空间的能量方程、采用欧洲中心客观分析资料(ECMWF),讨论了1982年夏季副热带对流层上部的能量学特征,着重分析了南亚高压的维持。结果表明,副热带能量循环与热带不同,海陆不均匀加热对超长波动能的作用比较小。在纬向气流～波动相互作用中、绝大多数波都失去动能。通过波～波相互作用、超长波1～2波及短波11～16波向中间尺度传输能量。 南亚高压有效位能的主要来源是有效位能的垂直输送;动能的主要来源是气压梯度力的作功。南亚高压能量的主要耗散机制是通过非线性作用向尺度较短的波动传输。     

云南空中水资源的季节变化研究

用1961—2008年NOAA的月平均再分析资料和1980—2006年云南5个探空站的资料,采用大气可降水量和水汽通量公式计算分析大气可降水量和水汽通量,并用线性趋势分析其变化特征。结果表明：云南四季的可降水量北少南多,呈“u”型分布,夏季最大,冬季最小。对云南地区四季的水汽通量分析表明,四季的水汽净收入主要集中在对流层低层;地面-300hPa的水汽净收入在夏季最大、秋季次之,而冬季最小。云南经向的水汽输送和纬向的水汽输送呈反相关,近48年,云南四季水汽呈增加趋势,其中夏季增加最多,春季次之。     

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。