Wave-CISK和低纬大气低频振荡

本文运用一个包含Wave-CISK机制的斜压半地转模式来讨论低纬大气中的低频振荡。在我们以前研究工作的基础上，不仅考虑了CISK机制的作用，而且考虑了CISK机制垂直速度w[B]随纬度的变化。这样，建立的半地转模式和相应的解析解更能反映CISK机制对低纬低频振荡的作用。在求解中，我们运用了本征函数S[-3/2][m]（Sonine多项式）展开的方法，结果不仅得到了模式中所含的CISK-Kelvin波和CISK-Rossby波波速与对流凝结潜热参数η的关系，而且显示了低纬高、低层大气间的相互耦合作用。在这样     

Activities of Low-Frequency Waves in the Tropical Atmosphere and ENSO

ＥＮＳＯ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｔｈｅｏｃｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥＮＳＯｉｓｓｔｉｌａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔｉｎｃｌｉｍａｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎ．ＵｓｉｎｇｔｈｅＥＣＭＷＦｄａｔａ,ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｎＥＮＳＯａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｖｅｓｉｎｔｈｅｔｒｏｐｉｃａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＩｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｏｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥＮＳＯｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｔｒａｓｅａｓｏｎａｌｏｓｃｉｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｑｕａｓｉ－ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｗａｖｅｓ（ｔｈｅｐｅｒｉｏｄ＞９０ｄａｙｓ）ｉｎｔｈｅｔｒｏｐｉｃａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．ＡｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥｌＮｉｎｏｅｖｅｎｔ,ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｖｅｓｈａｓｏｂｖｉｏｕｓｖａｒｉａｔｉｏｎ：ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｉｎｔｒａｓｅａｓｏｎａｌ（３０－６０ｄａｙｓ）ｏｓｃｉｌａｔｉｏｎ     

太阳活动11年周期对气候系统中准两年振荡的影响(英)

用一个有外强迫的、简单的动力系统研究气候系统中的准两年振荡(平均周期长度比两年稍长或稍短的准周期振荡)。结果显示,准两年周期性源于该系统对于受11年周期调制的季节强迫的非线性响应。当系统的非线性固定时,准两年震荡的周期长度和振幅随季节变化的强度和太阳活动11年周期变化的强度而变化。这可能是造成气候中准两年震荡的性质有时空变化的原因之一。     

太阳活动11年周期对气候系统中准两年振荡的影响

用一个有外强迫的、简单的动力系统研究气候系统中的准两年振荡(平均周期长度比两年稍长或稍短的准周期振荡)。结果显示，准两年周期性源于该系统对于受H年周期调制的季节强迫的非线性响应。当系统的非线性固定时，准两年震荡的周期长度和振幅随季节变化的强度和太阳活动11年周期变化的强度而变化。这可能是造成气候中准两年震荡的性质有的空变化的原因之一。     

亚洲夏季风爆发与热源强迫下的热带大气Rossby波

对南海夏季风爆发前的风场和局地对流凝结加热强迫作用进行了合成分析, 表明南海夏季风爆发前局地对流凝结加热作用对与南海夏季风爆发密切相关的低频涡对的产生起着重要作用.然后, 从动力学的角度研究了带有外部热源强迫的赤道β平面上的Rossby波, 利用Gardner-Morikawa变换和摄动展开方法, 得到了热源强迫下描写赤道Rossby的mKdV方程, 进而得到了不同热源形式下切变气流中赤道非线性Rossby波的解析解.结果表明, 不同类型的热源对赤道Rossby波的结构起着非常重要的作用, 同时也为南海夏季风爆发前低频涡对的形成给出了一种动力学解释.     

QBO Signal in total ozone over Tibet

1. IntroductionOzone is one of the trace gases in the atmosphere distributed in 10--50 km altitude withthe maximum in 20--28 km. Ozone is significant in the following three aspects impacting theclimate and environment: 1) Ozone absorbs harmful solar ultra--violet radiation for protecting the ecological system on the Earth; 2) ozone heats the stratosphere and forces the circulation systems in this layer; 3) ozone variation in the stratosphere can change the incomingradiation at the surface leve…     

海温对热带低频振荡系统影响的动力学研究

根据热带地区蒸发、辐合上升运动剧烈以及海温异常的特点，构造了一个斜压模式方程组，讨论了海表温度（海温加热和海温异常变化）对热带低频波动的影响。分析表明，对天气尺度波动（Lx～Ly～10^6m），采用完全非地转模式，在海温异常作用下，频率明显发生变化，并容易产生波动的不稳定：海温较低时，波稳定，并随海温的增高，频率变低，波速变慢；海温较高时，会引起波动不稳定，且周期随海温的增高而变小。对超长波系统（Lx～10^7m,L,～10^6m），可以采用半地转模式，海温作用可以激发向东传播的低频Kelvin波以及向西传播的低频Rossby波，热带超常波的波动周期随海温升高和异常增大而变长，且在海温异常作用下，波动会产生不稳定。     

Interannual variability of the winter stratospheric polar vortex in the Northern Hemisphere and their relations to QBO and ENSO

We investigated the interannual variations of the winter stratospheric polar vortex in this paper. EOF analysis shows that two modes of variability dominate the stratospheric polar vortex on interannual timescales. The leading mode (EOF1) reflects the intensity variation of the polar vortex and is characterized by a geopotential height seesaw between the polar region and the mid-latitudes. The second one (EOF2) exhibits variation in the zonal asymmetric part of the polar vortex, which mainly describes the stationary planetary wave activity. As the strongest interannual variation signal in the atmosphere, the QBO has been shown to influence mainly the strength of the polar vortex. On the other hand, the ENSO cycle, as the strongest interannual variation signal in the ocean, has been shown to be mainly associated with the variation of stationary planetary wave activity in the stratosphere. Possible influences of the stratospheric polar vortex on the tropospheric circulation are also discussed in this paper.     

热带平流层CO浓度准两年振荡的位相变化特征

利用2005~2014年10年的卫星微波临边探测仪（MLS）资料分析了热带平流层一氧化碳（CO）体积混合比的年际变率,发现热带平流层CO浓度的准两年振荡（QBO）在30 hPa高度附近存在明显的位相变化特征。大气化学气候模式模拟结果表明,热带平流层CO的准两年振荡信号是化学和动力过程共同作用的结果,而动力作用主要是QBO引起的次级经向环流引起的物质传输。化学和动力过程共同作用导致热带平流层CO浓度的垂直梯度在30 hPa高度处发生反转,进而产生一氧化碳QBO信号的位相变化。此外,化学气候模式模拟结果还表明,与CO有关的化学过程不但可以减弱一氧化碳QBO信号的振幅,还可以在热带30~10 hPa高度范围内造成一氧化碳QBO和纬向风QBO信号之间约3个月的时间差。     

QBO的变化特征及其与广西气候变化的关系

利用平流层月矢量平均纬向风资料,分析了平流层风场的准两年振荡（ＱＢＯ）的演变特征,找出ＱＢＯ与广西气候变化的一些关系。     

60～70oS臭氧总量的QBO和ENSO信号

本文利用Ｎｉｍｂｕｓ－７上搭载的臭氧总量观测光谱仪（ＴＯＭＳ）得到的６０～７０ｏＳ纬圈中臭氧总量资料,分析研究了该地区臭氧总量准两年振荡（ＱＢＯ）和ＥＮＳＯ信号的纬向分布,指出在该纬圈臭氧总量的长期变化中包含着的ＱＢＯ和ＥＮＳＯ信号。同时,本文还分析研究了沿纬圈分布的大气臭氧总量季节变化和长期变化趋势,指出在该纬圈各个季节中臭氧总量呈下降趋势,以６０～１００ｏＷ十月份的下降最大,达到－９．３ＤＵ／ａ。研究同时表明：臭氧总量季节变化、长期变化趋势、以及ＱＢＯ信号的纬向分布都在西南极上空出现异常。本文对此进行了讨论,认为这是西南极海陆分布调整大气环流及大气波动造成对臭氧总量分布和变化的影响     

STUDY ON DYNAMICS OF TROPICAL CISK-ROSSBY WAVES AND MECHANISM OF 30-50 DAY OSCILLATIONS

To add to the growing mature research on the tropical 30-50 day oscillations from a new prospective, the current work bases on dynamic analysis of baroclinic quasi-geostrophic models to discuss dynamic mechanisms for the generation and propagation of CISK-Rossby waves, and to understand restraints and effects of different wave structures and thermodynamic forcing on the 30-50 day oscillations in the tropical atmosphere. Some important properties of the oscillation propagation have been explained and, in detail, with respect to its meridional propagation and vertical “baroclinic” structure. The work has come up with some new opinions and viewpoints. New opinions about the propagation and energy dispersion are to be proved by more observations and study.     

关于热带大气低频振荡的一个简单模式与数值模拟

本文首先从观测事实分析了热带大气的低频振荡现象，然后从理论上加以研究。为此，本文建立了一个包括触发热源和CISK机制的三维线性模式，用此模式讨论了热带大气低频振荡的性质、结构、传播和动力学机制。从模式的计算结果得到了周期为30d左右以大约9 m/s的速度向东传播的低频振荡现象，这种振荡为Kelvin波型的响应和向西传播的Rossby波型的响应的结合。计算还表明，这种振荡的周期与触发热源的周期关系不大，这说明了热带大气的低频振荡是大气自身的固有振荡，它是大尺度运动与对流凝结加热相互作用的结果。     

IAP-AGCM对QBO模拟的动量收支分析

平流程准两年振荡(QBO)是赤道平流层(～100-1 hPa)变率的主要模态,可对中高纬地区的环流产生重要影响,但目前利用通用大气环流模式(GCM)对其进行准确模拟仍然是一个挑战.本文利用IAP大气环流模式(IAP-AGCM)的中高层大气模式版本(IAP-AGCML69)对QBO进行模拟,并对其动量收支情况进行分析.研...     

Combined effect of the QBO and ENSO on the MJO

本文研究了平流层准两年振荡与ENSO对MJO的协同作用。结果显示:在拉尼娜/准两年振荡东风位相,起源于印度洋到达西太平洋的MJO要比在厄尔尼诺年强。但是在拉尼娜/准两年振荡西风位相,这种关系不复存在。原因在于ENSO和准两年振荡对MJO事件的影响不同。厄尔尼诺年西太平洋地区正水汽平流有利于MJO加强,而准两年振荡西风位相下海洋性大陆地区较强的日循环会使得海洋性大陆屏障作用增强。在厄尔尼诺年,尽管MJO在准两年振荡西风位相下会受到抑制,但是在到达西太平洋是都能得到加强。在拉尼娜/准双周振荡的西风位相下,海洋性大陆较强日循环和西太平洋不利的背景条件都会抑制MJO。     

行星波波动对平流层剩余环流的影响

利用ECMWF/ECR-40全球再分析资料,通过计算剩余速度,分析了剩余环流的分布特征,同时利用位势高度场资料做了行星波的谐波分析,计算了行星波1波振幅以及2波振幅.最后通过合成分析、谐波分析等方法,分析了行星波活动强弱不同时期剩余环流的变化以及波动发生转化过程中剩余环流的变化.结果表明,行星波1波、2波振幅与剩余速度三者之间有很好的相关性,2波与剩余速度的相关性要好于1波.此外,波动振幅与(v)*的位相比较一致,超前于(w)*大约1～2个月.当波动较强时,剩余环流也较强.当行星波由1波转化为2波后,剩余环流在平流层50 hPa以下是增强的,在30 hPa以上却是减弱的.当2波转化为1波以后,平流层30 hPa以下的剩余环流减弱,但20 hPa以上却是增强的.     

热带大气季节内振荡的进一步分析

利用ＥＣＭＷＦ的格点资料对热带大气季节内振荡作了进一步分析研究,表明热带大气季节内振荡既有Ｋｅｌｖｉｎ波型扰动,也有Ｒｏｓｓｂｙ波型扰动;影响热带大气季节内振荡移动的主要因素有扰动波型和积云对流活动的异常;伴随ＥｌＮｉｎｏ事件的发生,热带大气季节内振荡的动能急剧减小,而准定常扰动动能急剧增大,既反映了热带大气季节内振荡对ＥｌＮｉｎｏ的激发作用,也说明了在ＥｌＮｉｎｏ期间热带大气季节内振荡偏弱的原因。     

平流层球面大气地转适应过程和惯性重力波的激发

观测表明,在1979年2月平流层爆发性增温期间由于准定常行星波的上传,平流层存在着强烈非地转运动,从而导致很强的散度场和很强的大振幅重力波活动.作者用Hough函数构造一个线性正压全球谱模式,以1979年2月22日平流层爆发性增温期间10hPa上的实际地转偏差作为初始扰动来模拟平流层在爆发性增温时非地转扰动的地转适应过程,并从散度场的变化来讨论平流层爆发性增温时重力波的激发和传播.模拟结果表明:由于在平流层爆发增温时,伴随着大范围的非地转运动的产生,气压场将很快与流场相互调整(此过程以气压场向流场调整为主),经过2～4 h气压场与流场达到地转关系,并且在适应过程中散度场产生剧烈变化,这说明在适应过程中所激发的惯性重力波的活动是很剧烈的.     

Seasonal Variation of Stationary and Low-Frequency Rossby Wave Rays

The wave rays and their seasonal variation of stationary and low－frequency Rossby waves are studied by using the Runge-Kutta scheme. The results show that for stationary waves the rays can reach lower latitudes in winter, and are limited in higher latitudes in summer. The main differences between the stationary and low-frequency wave rays are that low-frequency waves can propagate across the equator and the easterlies will not be an obstacle on their propagation. It explained to some extent the interaction of disturbances between the Northern and Southern Hemi-spheres. The lower wave frequencies and the stronger easterly flow are, the more difficult low-frequency waves will be to propagate across the equator. The waves with 20-day period are easier to propagate across the equator than that with 50-day period. The winter is the most favorable season for low-frequency waves to propagate into another hem-isphere.