1948-2004年全球平均Hadley环流强度指数与特征

利用NCEP/NCAR逐月平均风场资料,研究了全球平均Hadley环流特征.利用3层4个关键区的风定义并计算了1948年1月-2004年12月的全球纬向平均的南/北半球和全球Hadley环流逐月强度指数.结果表明:计算的Hadley环流指数可以合理地表示Hadley环流的强度;北半球Hadley环流除7-9月(南半球除5月)外都呈增强趋势;南/北半球的年平均Hadley环流也是增强的.年际相关分析表明:Hadley环流指数与SOI有非常高的负相关,Hadley环流强度的年际变化与ENSO关系密切.     

气候系统模式对Hadley环流的模拟和未来变化预估

针对全球变暖背景下未来Hadley环流将如何变化这一问题,评估了气候系统模式对1970~1999年Hadley环流时空特征的模拟效能,并在此基础上选取能合理模拟Hadley环流空间结构、强度指数和边界指数变化的3个模式,通过多模式集合方法预估了未来Hadley环流在A1B排放情景下的可能演变。预估结果表明,在全球变暖背景下,相比于1970~1999年,到本世纪末期(2070~2099年),北半球Hadley环流在4个季节都将减弱,春季变化幅度相对较弱;南半球Hadley环流在冬季和夏季也会减弱,而在春季和秋季的变化不明显。另外,北半球Hadley环流的北边界除在夏季向南收缩外,在其它3个季节均向北伸展;南半球Hadley环流的南边界在4个季节均向极地方向移动。两个半球的Hadley环流在垂直方向还将向对流层上层伸展。       

Hadley环流强度与中国东部气温的相关分析

利用NCEP / NCAR再分析月平均风场资料和国家气候中心提供的中国160个气象站的月平均气温资料,选用质量流函数计算方法描述平均经圈环流,用环流中心值大小表征其强度,分析1951-2010年Hadley环流强度趋势变化及其与中国东部气温的关系。结果表明：质量流函数能较好地表征平均经圈环流特征,且环流中心值大小能形象地反映环流强度。近60 a来,冬季北半球Hadley环流强度呈线性增强的趋势;夏季南半球Hadley环流强度在20世纪80年代初发生了由减弱趋势转变为显著增强趋势的年代际转折。中国东部大部分地区气温的年代际变化能很好地被Hadley环流强度变化解释,二者呈正相关关系,但显著相关区域随季节变化有所不同。     

2003年9月500hPa环流指数、环流特征量资料

环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均12 345 6面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区IZIM1 130 120 940 4 70 910 5 31 190 391 4 90 2 81 130 4 20 980 33亚洲地区IZIM1 100 140 880 311 2 90 5 11 390 321 2 80 2 00 970 4 10 850 36347195 2 73113730 935°E 85°N 2 42003年9月500hPa环流指数、环流特征量资料$国家气候中心气候预测室…     

东亚低纬地区局地Hadley环流特征及其与大气臭氧的关系

利用1975—2008年NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及1975—2001年ECMWF的逐月多层臭氧质量混合比资料,用大气环流三维分解方法研究了东亚低纬度地区之局地Hadley环流的结构及年代际演变特征,分析了该区域局地Hadley环流异常时对应大气臭氧的空间距平分布。研究结果表明:(1)东亚低纬度地区局地Hadley环流既与纬圈平均Hadley环流具有明显的季节变化,但又具有明显区别于纬圈平均Hadley环流的自身结构特征:除冬季存在明显向南、向北输送的两闭合环流圈外,局地Hadley环流在其余季节均以向南输送为主;(2)该局地Hadley环流具有不同于纬圈平均Hadley环流的年代际演变特征,在整个研究时段上以振荡变化为主,并没有表现出象纬圈平均值那样明显的增强趋势;(3)区域赤道上空平流层20～50 hPa大气臭氧的正负距平异常中包含有局地Hadley环流的异常信息:当局地Hadley环流异常强时,区域赤道上空20～50 hPa大气臭氧有一显著负距平异常中心,反之亦然。     

局域Hadley环流及其与太平洋SST异常的联系

使用1979—2001年ERA-40月平均经向风计算了季风区(60～140°E)及Nio区(160°E～120°W)的质量流函数,并分析了两区Hadley环流的气候特征和强度变化,研究了Hadley环流强度与太平洋海表温度的联系。结果表明:(1)季风区气候态Hadley环流强于Nio区,环流位置偏北,夏半年尤为明显,造成差异的主要原因是海陆分布不均和赤道东太平洋冷水区的存在;(2)局域Hadley环流强度有明显的年际变化,23年来两区强度大致呈反相变化;(3)局域Hadley环流强度与太平洋海表温度关系密切,1月季风区(Nio区)环流强度与赤道中、东太平洋的Nio综合区海表温度负(正)相关,而与围绕着Nio综合区的c型区域海表温度正(负)相关,7月与1月的相关型基本一致,负相关比1月弱,特别是季风区;(4)ENSO事件对两区Hadley环流强度有不同影响,El Nio事件时季风区Hadley环流减弱、Nio区Hadley环流增强;La Nia时刚好相反,且Nio区的异常更明显。     

Hadley环流强度与我国中东部气温的相关分析

利用NCEP／NCAR再分析月平均风场资料和国家气候中心提供的中国160个气象站的月平均气温资料,用质量流函数计算方法描述平均经圈环流,用环流中心值大小表征其强度,分析Hadley环流强度1951--2010年的趋势变化及其与我国中东部气温的关系。结果表明：1）质量流函数能很好地表征平均经圈环流的特征,且环流中心值大小能形象地反映环流强度。2）近60a来,冬季北半球Hadley环流强度呈线性增强的趋势;夏季南半球Hadley环流在20世纪80年代初发生了由减弱趋势转变为显著增强趋势的年代际转折。3）我国中东部大部分地区气温的年代际变化能很好地被Hadley环流强度变化所解释,二者基本呈正相关关系,但显著相关区域随季节变化有所不同。     

Hadley环流强度与我国中东部气温的相关分析

利用NCEP / NCAR再分析月平均风场资料和国家气候中心提供的中国160个气象站的月平均气温资料,用质量流函数计算方法描述平均经圈环流,用环流中心值大小表征其强度,分析Hadley环流强度1951-2010年的趋势变化及其与我国中东部气温的关系。结果表明：1）质量流函数能很好地表征平均经圈环流的特征,且环流中心值大小能形象地反映环流强度。2）近60 a来,冬季北半球Hadley环流强度呈线性增强的趋势;夏季南半球Hadley环流在20世纪80年代初发生了由减弱趋势转变为显著增强趋势的年代际转折。3）我国中东部大部分地区气温的年代际变化能很好地被Hadley环流强度变化所解释,二者基本呈正相关关系,但显著相关区域随季节变化有所不同。     

夏季105～125°E垂直经圈环流变化特征及其与海温的联系

采用NCEP/NCAR再分析资料,利用质量流函数方案和EOF（empirical orthogonal function,经验正交函数）分解,研究了1979—2006年夏季105～125°E范围垂直经圈环流的变化特征及其与邻近海域海温变化的联系。结果表明：1）在105～125°E区域,夏季北半球Hadley环流明显偏强,和南半球Hadley环流对称出现,形成明显的＂Hadley环流对＂。2）小波分析显示,Hadley环流变化有准2～4a和4～6a周期。近28a来,南半球Hadley环流有南退趋势,北半球Hadley环流逐渐增强,尤其是20世纪90年代中期之前,这种变化较显著。3）105～125°E区域夏季＂Hadley环流对＂的异常和邻近海域海表温度关系密切。无论是IOD（Indian Ocean Dipole）事件还是ENSO均对东亚经圈剖面内＂Hadley环流对＂产生影响,Hadley环流的主要模态EOF1与同期和滞后的SSTA的相关在太平洋上表现出El Nino发展期、盛期的海温分布形态。南半球Hadley环流偏北（南）,北半球Hadley环流减弱（增强）,则到来的冬季的El Nino（La Nina）发展,这对ENSO事件具有一定的预报意义。IOD事件对南半球Hadley环流的影响是显著的,当负IOD事件时,南半球Hadley环流减弱,但正IOD事件时并未显著相反。     

南半球10 hPa极地涡旋的多尺度变化特征分析

利用NCEP/NCAR 10 hPa月平均高度场资料, 计算了1948\_2007年南半球10 hPa极地涡旋的强度指数P、 面积指数S和中心位置指数(λc, φc)。用它们分析了南半球10 hPa极地涡旋的季节变化、 年际异常及其可能成因, 分析了10 hPa极地涡旋强度与南极涛动的关系。结果表明： (1) 南半球10 hPa极区12月~1月受反气旋控制, 3~10月受气旋控制, 2月、 11月为环流转换季节。(2) 1(7)月反气旋(气旋)指数P\, S均在1970年代后期发生了显著的跃变; 跃变前反气旋(气旋)由极弱(极强)振荡地增强(减弱)至接近气候均值, 跃变后反气旋由极强振荡趋于气候均值, 气旋在偏弱的状态下振荡。(3) 1月反气旋中心位置存在显著的年代际变化, 而7月气旋中心位置的年际变化明显。(4) 臭氧异常可引起南半球10 hPa 1月极地反气旋年际异常(正相关), 但与7月极地气旋异常无关。(5) 1月、 7月极地涡旋强度指数P与南极涛动指数(AAOI)呈显著的负相关, 可由P来表征AAOI。     

Hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系

利用最新的NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及ECMWF的逐月多层臭氧质量混合资料,通过定义Hadley环流上升支强度指数(HAI),用质量流函数的方法研究了纬圈平均Hadley环流上升支的演变特征及其与低纬地区不同层次大气臭氧变化的关系。结果表明,①冬季和夏季HAI较大,最大值出现在2月和8月,春、秋季HAI较小,最小值出现在5月和11月;Hadley环流上升支的位置随季节和强度变化;冬季Hadley环流上升支所跨纬度最宽,夏季最窄。②各季节代表月份的HAI具有一定的年代际特征,即1月、4月具有负距平-相持-正距平的年代际特征,线性增强趋势明显;7月、10月则表现为距平的正-负-正变化,但7月HAI在2012年以后有明显减弱趋势。总体上各季节HAI从1990年代中后期开始逐渐增强。③除春季外,Hadley环流上升支对低纬对流层臭氧的动力输送作用显著,Hadley环流上升运动越强,上升支所对应纬度带对流层臭氧浓度越低,南北两个下沉区对流层臭氧浓度越高。④ HAI表现为强指数年时,低纬对流层臭氧整体表现为增加,平流层中下部臭氧减少,体现出彼此的长期综合影响。      

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环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均12 345 6面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区IZIM1 0 30 6 71 800 5 11 4 60 791 2 10 391 360 4 60 391 0 1- 0 0 30 88亚洲地区IZIM0 710 6 61 6 10 5 90 700 900 780 4 01 180 4 50 2 70 84- 0 2 80 77172 2 110 1315 14 2 872 85° 6 5° - 42005年1月500hPa环流指数、环流特征量资料$国家气候中心气候预测室…     

资料

20 0 2年 1月 50 0ｈＰａ环流指数、环流特征量资料　　　　　　　　　国家气候中心气候预测室　　环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均12 34 5 6面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区ＩＺＩＭ1 6 10 5 91 2 70 721 360 6 31 6 20 5 01 710 331 6 60 5 12 0 40 82亚洲地区ＩＺＩＭ1 6 40 4 51 6 10 4 61 700 4 11 6 80 2 71 840 2 61 4 30 5 41 5 90 77172 310 0 1316 14310 375°Ｗ 6 5°Ｎ - 82 0 0 2年 1月亚洲地区逐日 50 0ｈＰａ西风环流指…     

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20 0 3年 8月 50 0hPa环流指数、环流特征量资料　　　　　　　　　国家气候中心气候预测室　　环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均12 345 6面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区IZIM0 770 4 60 4 50 4 20 5 50 5 90 6 10 4 20 940 310 910 4 81 140 5 6亚洲地区IZIM0 5 80 4 30 300 4 00 4 20 4 30 390 4 00 730 300 780 4 70 880 5 53810 6 95 2 93415 0°E 85°N 332 0 0 3年 8月亚洲地区逐日 50 0hPa西风环流指数及副热带…     

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2000年11月500hPa环流指数、环流特征量资料国家气候中心气候预测室　　环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均123456面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区IZIM1.160.681.370.790.700.801.190.551.050.581.100.751.540.59亚洲地区IZIM1.250.631.480.690.740.771.190.620.870.461.410.681.790.5614241202225141143120°W85°N82000年11月亚洲地区逐日500hPa西风环流指数及副热带高压脊线(120°E、130°E、140°E)位置中央气象台中期预报科　　日1234567891011…     

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20 0 4年 12月 5 0 0hPa环流指数、环流特征量资料　　　　　　　　　国家气候中心气候预测室环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均12 3 4 56面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区IZIM1 3 70 551 790 3 81 550 591 3 50 581 3 30 610 930 611 2 70 51亚洲地区IZIM1 170 541 850 3 31 600 481 430 3 81 0 20 710 190 680 950 65162 112 0 151814 0 1112 80° 75° -72 0 0 4年 12月亚洲地区逐日 5 0 0hPa西风环流指数及副热带高压脊线 (12 0…     

全球平均经圈环流的基本特征及其与臭氧关系研究

本文利用1957年9月到2002年8月,共540个月的ERA-40的经向风和臭氧质量混合比月平均资料,分析研究了平均经圈环流(MMC)和Hadley环流强弱特征变化及其与臭氧变化的关系.分析指出:(1)平均经圈环流与臭氧分布在垂直方向上有很好的对应和相关关系,平均经圈环流是形成臭氧水平、垂直的气候平均态分布,季节变化,年代际变化的重要因素;(2)垂直方向上北半球臭氧浓度的变化比南半球的变化更明显;(3)典型相关分析表明平均经圈环流与臭氧浓度变化在不同的高度和纬度上有不同的相关关系,臭氧与Hadley和Ferrel环流存在密切的相关关系,特别是Hadley环流,这表明Hadley环流在全球大气臭氧的变化中起重要作用.     

春季长江中下游旱涝的环流特征及对前期海温异常的响应

春季长江中下游降水有显着的年际、年代际变化特征,进入21世纪以来长江中下游春季降水偏少现象频繁发生.根据中国国家气候中心160站月平均降水资料和美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)月平均再分析资料,重点探讨春季(3-5月)长江中下游地区降水异常的环流特征、可能成因、机理以及对外强迫的响应.春季长江中下游降水异常偏多(少)的环流主要特征是:高层200hPa风场上东亚副热带西风急流中心位置比气候态偏北(南);中层500hPa亚洲地区的阻塞高压主要发生在乌拉尔山(鄂霍次克海)附近、西太平洋副热带高压位置偏北(南);低层850hPa风场的东亚沿海地区为偏南(北)风距平,有利于(不利于)水汽向长江中下游地区输送.大气环流内部动力过程的分析指出:东亚地区上空Eliassen-Palm(EP)通量散度在40°N为正(负)异常、30°N为负(正)异常,有利于东亚高空西风急流中心位置偏北(南),从而导致春季长江中下游降水偏多(偏少).春季长江中下游降水异常偏多(少)年最显着的前期外强迫信号表现为赤道太平洋海温呈现厄尔尼诺(拉尼娜)型.     

资料

20 0 3年 4月 50 0hPa环流指数、环流特征量资料国家气候中心气候预测室　　环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均12 345 6面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区IZIM1 2 10 6 21 370 5 70 6 20 900 870 710 850 5 21 6 10 371 910 6 2亚洲地区IZIM1 5 60 5 91 350 4 11 120 801 150 841 5 10 5 02 150 302 0 60 6 8182 390 14 1915 0 190 115E 80N 132 0 0 3年 4月亚洲地区逐日 50 0hPa西风环流指数及副热带高压脊线 ( 1 2 0°E、1 30°…     

春季Hadley环流强度与我国东部地区夏季降水的联系

该文利用1983--2012年ERA—INTERIM风场的月平均资料以及中国160站月降水资料（1983-2012年）,研究Hadley环流的季节和年际变化特征,我国东部地区夏季降水分布及北半球春季Hadley环流强度与我国东部地区夏季降水的关系。结果表明：Hadley环流存在明显的季节变化特征,北半球环流强度在冬季最强,夏季时最弱,并且环流强度越强时,范围就越大;Hadley环流强度各季节年际变化较明显,而年代际变化秋季较明显。春季HMley环流强度与我国华南地区、长江流域地区和华北地区夏季降水呈“负正负”的相关关系。利用合成分析的得到的结果与其相一致。