基于CCMP风场的中国近海18个海区海面大风季节变化特征分析

利用1988-2010年CCMP(Cross Calibrated Multi-Platform)高时空分辨率10 m风场分析了我国近海海区的大风(6级以上)日数和大风风速的空间分布特征,并且按照中央气象台对近海海区的划分,分析了近海18个海区大风的季节变化特征.我国近海大风日数高值中心及大风风速高值中心都集中于巴士海峡、台湾海峡和南海东北部海域,在巴士海峡和南海东北部海域交界处最高可达140天以上,平均大风风速达到13m/s以上.从季节变化来看,大风日数和大风风速充分体现了东亚季风冬强夏弱的特点.冬半年,大风日数及风速高值中心一直位于东海东北部、台湾海峡、巴士海峡、南海东北部以及南海西南部海域,12月是一年之中大风日数和强度的峰值时期.从4月开始,南海西南部的高值中心消失,而以北海域的高值区的分布基本不变,这种情况一直持续到9月.近海18个海区的季节变化呈现出不同的区域差别,南海中部和南部的4个海域大风日数呈双峰型变化,冬季的12月至次年1月出现最高值,夏季西南季风时期的7-8月出现次高值.除琼州海峡外,包括南海北部海域的其余13个海区高值均在冬季12月至次年1月,低值出现在夏季6-7月.     

2019年春季海洋天气评述

2019年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,两个低值中心分别位于东、西半球,中高纬度呈4 波型。3月,亚洲中东部中高纬度的经向型环流利于冷空气南下。4月和5月,冷空气势力减弱,温带气旋活动增加。我国近海出现了17次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程6次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有3次,入海温带气旋大风过程8次。春季共有13次海雾过程,3月3次,4月6次,5月4次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有14次,台湾海峡周边海域的浪高较大。西北太平洋和南海没有台风生成,全球其他各大洋共有热带气旋 12个。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,且北方海域的上升幅度大于南方海域。     

2020年春季海洋天气评述

2020年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡为单极型分布,极涡较常年平均值偏强,中高纬度西风带呈现为3波型。3月,影响我国的冷空气总体多而不强,对北方海域影响较大。4月,我国近海海域上空为经向型环流,有利于冷空气南下。5月,影响我国近海的冷空气较弱,以温带气旋影响为主。我国近海出现了13次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程4次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程5次,温带气旋影响的大风过程4次。春季共有7次海雾过程,3月3次,4月1次,5月3次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有10次,大浪日数偏少。西北太平洋和南海共生成1个台风。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,且北方海域升温幅度大于南方海域。     

2018年秋季海洋天气评述

2018年秋季（9—11月）大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,中高纬度西风带呈5波型分布,且强度较夏季增强。9—10月,副热带高压位置偏西,强度偏强,热带气旋活动频繁;中高纬度西风带较为平直,槽脊活动不明显;11月,经向环流增大,冷空气势力增强。我国近海海域出现了13次8级以上的大风过程,其中6次主要是由冷空气和热带气旋共同影响造成的,冷空气大风过程有5次,热带气旋影响的大风过程有2次。我国近海浪高在2 m以上的海浪过程有10次。西北太平洋和南海共生成8个台风和1个热带低压,全球其他各大洋共有28个热带气旋,较常年偏多。海面温度整体呈下降趋势。未出现雷暴大风和大范围的海雾过程。     

2019年秋季海洋天气评述

2019年秋季（9—11月）大气环流特征为：北半球极涡呈绕极型分布,中高纬度环流呈4波型。随月份增加,欧亚大陆中高纬度环流的经向度不断加大,冷空气势力增强,但仍较历史平均偏弱。西太平洋副热带高压较历史平均偏强,热带气旋活动频繁。我国近海出现了17 次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程有9次,热带气旋大风过程4次,冷空气与热带气旋共同影响的大风天气过程3次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程1次。西北太平洋和南海共生成16个热带气旋,全球其他海域生成热带气旋 27个。我国近海浪高在2 m以上的海浪过程有9次。秋季,我国近海海域海面温度逐月下降,北部海域的降温幅度明显大于南部海域。     

2021年春季海洋天气评述

2021年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡为偶极型分布,极涡较常年平均值偏强,中高纬度西风带呈现4波型。3月,南下冷空气活动偏弱,月内海雾过程频发。4月,北部海域受高压影响,低层形势场稳定,冷空气活动减弱。5月,我国近海受温带气旋影响出现大风天气。春季我国近海出现了5次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程2次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程1次,温带气旋影响的大风过程2次。春季共有8次海雾过程,3月3次,4月2次,5月3次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有8次,大浪日数偏少。西北太平洋和南海共生成2个台风。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,东部和南部海域升温明显,南部和北部海域海面温度梯度増加。     

2022年春季海洋天气评述

2022年春季(3—5月)北半球极涡呈单极型分布,形状狭长,极涡强度与历史同期相当。北半球中高纬度西风带呈4波型分布。3月,我国北方的大部分地区及北部海域受西北气流控制;4月,东亚大槽加深,高压脊区较历史同期偏强;5月,中高纬环流调整为“两槽两脊”型。我国近海出现12次大风过程,其中冷空气大风过程4次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程3次,温带气旋大风过程4次,冷空气与热带气旋共同影响的大风过程1次。近海共出现10次比较明显的海雾过程,其中3月4次,4月3次,5月3次。西北太平洋和南海有2个热带气旋生成,接近常年同期平均值;全球其他海域有12个热带气旋生成,较历史同期平均值偏少5.7个。近海浪高2.0 m以上的海浪过程有12次,总日数为44 d。春季各月我国近海海面温度整体呈上升趋势,北方海域升温幅度大于南方海域。     

QuikSCAT卫星散射计矢量风检验及南海月平均风场特征分析

采用中国科学院南海海洋研究所2008年建设的,西沙海洋观测研究站上的自动气象站实测数据,对亚太数据研究中心提供的近实时QuikSCAT卫星遥感风场资料(2008年4月6日—12月31日)进行了检验和统计特征分析,得出:这两者风速的相关系数为0.86,平均偏差为-1.50 m/s,均方根误差为1.71 m/s,表明QuikSCAT卫星遥感风场资料在南海具有很高的适用性。在此基础上,利用QuikSCAT卫星遥感的月平均风场资料分析了南海月平均风场特征。结果表明:(1)南海季风10月到次年3月盛行东北风,6—8月盛行西南风,4、5、9月为季风转换季节;(2)存在两个平均风速大值中心,一个位于南海南部(10°N,108°E)附近,另一个位于台湾海峡附近,其位置和强度会随着季节变化而变动。     

2021年冬季海洋天气评述

2021 年冬季(2021 年12 月—2022 年2 月)大气环流特征为:北半球极涡呈多极型分布,中高纬环流呈3 波型分布。位势高度距平场显示,东亚中纬度地区处于正距平区,西伯利亚脊偏强,而东亚大槽较常年同期偏弱,冷空气活动偏少、强度偏强。我国近海出现了 8 次 8 级以上大风过程, 其中冷空气大风过程4 次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程3 次,冷空气和台风共同影响的大风过程1 次。我国近海未出现大范围的海雾过程。西北太平洋和南海共生成 2 个热带气旋,且均达到超强台风级,其中 2122 号台风“雷伊”是历史上 12 月在南海海域达到超强台风级的 2 个台风之一,也是历史上直接袭击南沙群岛的最强台风,还是影响南海最晚的超强台风。另外,全球其他海域共生成热带气旋14 个。我国近海出现2. 0 m 以上大浪过程的天数有56 d,约占冬季总日数的62%。冬季,我国近海海域呈明显降温趋势,北部海域的降温幅度明显大于南部海域,冬季海面温度较常年整体偏高。     

2021年秋季海洋天气评述

2021年秋季(9—11月)北半球大气环流特征为:极涡整体呈单极型,中高纬环流呈5波型分布,欧亚地区西风带环流形势季节内调整大,副热带高压(以下简称“副高”)偏强,西伸明显。秋季我国近海大风过程主要由冷空气、温带气旋和热带气旋影响造成。在12次8级以上大风过程中,冷空气影响8次,温带气旋影响6次,台风影响4次。西北太平洋和南海共生成9个台风,其中5个台风进入我国近海,在东西带状分布的副高影响下,近海台风主要活跃于南部海域;全球其他海域共命名热带气旋18个。我国出现2 m以上大浪过程的日数为74 d,约占总日数的81%,大浪过程与大风过程联系密切。秋季我国近海海面温度整体偏高,随着冷空气的逐渐活跃,北部海区和沿岸海域海面降温迅速,沿岸海面温度梯度加大,我国近海海域中,海面温度梯度最大的区域出现在东海。     

陕西夏季旱涝的主要环流特征

利用1961—2008年NCEP／NCAR再分析资料以及陕西地面月降水资料,采用EOF分解、合成分析等方法,分析了陕西夏季旱涝的时空分布特征以及前期气候系统的异常信号特征。结果表明：陕西夏季多雨年乌拉尔山高压脊和鄂霍次克海高压偏强,贝加尔湖低槽偏深,西太平洋副热带高压偏强,西伸脊点偏西。并且前期冬季中高纬度中亚长波脊偏强偏西,西太平洋副热带高压偏强,印缅槽偏弱,700hPa西北地区东部至华北偏北风异常偏强,赤道东太平洋出现暖水位相,西风漂流区海温偏低,印度洋海温偏高,陕西夏季易多雨;而陕西夏季少雨年西太平洋副热带高压偏弱,西伸脊点偏东,陕西主要受中亚高脊前西北气流控制。前期冬季中高纬度欧洲西北部低槽偏强,中亚长波脊偏弱,西太平洋副热带高压偏弱,印缅槽偏强,700hPa西北地区东部至华北偏南风异常偏强,赤道东太平洋出现冷水位相,西风漂流区海温偏高,印度洋海温偏低,陕西夏季易少雨。     

华南7月异常温度气候变化研究

采用中国气象局整编的月平均气温资料、NCEP／NGAR再分析资料等,分析了华南7月极端气温的气候变化,并据此探讨了2003年7月华南高温的成因。研究表明：华南7月高、低温年500hPa欧亚环流差异显著;高(低)温年东亚热带夏季风偏弱(强)。华南7月气温异常与我国南海、东海和赤道中东太平洋前冬和夏季的SST及同期南海和西北太平洋的台风活动关系密切。     

Cross-season relation of the South China Sea precipitation variability between winter and summer

The present study reveals cross-season connections of rainfall variability in the South China Sea (SCS) region between winter and summer. Rainfall anomalies over northern South China Sea in boreal summer tend to be preceded by the same sign rainfall anomalies over southern South China Sea in boreal winter (denoted as in-phase relation) and succeeded by opposite sign rainfall anomalies over southern South China Sea in the following winter (denoted as out-of-phase relation). Analysis shows that the in-phase relation from winter to summer occurs more often in El Niño/La Niña decaying years and the out-of-phase relation from summer to winter appears more frequently in El Niño/La Niña developing years. In the summer during the El Niño/La Niña decaying years, cold/warm and warm/cold sea surface temperature (SST) anomalies develop in tropical central North Pacific and the North Indian Ocean, respectively, forming an east–west contrast pattern. The in-phase relation is associated with the influence of anomalous heating/cooling over the equatorial central Pacific during the mature phase of El Niño/La Niña events that suppresses/enhances precipitation over southern South China Sea and the impact of the above east–west SST anomaly pattern that reduces/increases precipitation over northern South China Sea during the following summer. The impact of the east–west contrast SST anomaly pattern is confirmed by numerical experiments with specified SST anomalies. In the El Niño/La Niña developing years, regional air-sea interactions induce cold/warm SST anomalies in the equatorial western North Pacific. The out-of-phase relation is associated with a Rossby wave type response to anomalous heating/cooling over the equatorial central Pacific during summer and the combined effect of warm/cold SST anomalies in the equatorial central Pacific and cold/warm SST anomalies in the western North Pacific during the mature phase of El Niño/La Niña events.     

中国沿海风能分布特征及其影响因子的数值模拟

利用欧洲中期天气预报中心0.75°×0.75°再分析资料,对中国海岸线两侧相邻区域内的风能、风速进行研究,讨论不同季节、不同区域风能、风速的分布特征;利用WRF(Weather Research Forecast)模式模拟海表面温度上升和城市化发展对中国东部沿海风能的影响。结果表明:1)中国沿海风能的时空分布不均一,季节变化明显。春季渤海湾区域风能明显大于其他三区(华东沿海、东南沿海和南海北部沿海区域)。夏季渤海湾区域风能显著小于其他三区,而华东沿海区域风能稍大。秋季东南沿海和南海北部沿海区域风能较大。冬季沿海四区风能大小接近。一般而言,秋冬季风能较大、春夏季风能较小,夏季风能显著小于冬季。2)不同区域、不同季节风速的年际变化存在明显差异。除冬季东南沿海区域风速有增大趋势外,其他区域各季节风速都呈缓慢减小趋势,但减小幅度很小。3)海表温度升高在不同季节对风速的影响不同。春季渤海湾和山东半岛、北部湾沿海及杭州湾风速随海温升高而增强。夏季海温升高幅度不同,则风速显著变化区域不同,但大部分沿海区域风速随海温升高而增强。秋冬季风速随海表温度升高而增强,影响区域较稳定:秋季东南沿海和华东沿海区域风速增强,冬季渤海湾和南海北部沿海区域风速增强。4)城市化发展增大了地表摩擦力,使得夏秋季登陆我国的热带气旋迅速减弱,沿海风速随之减小。     

我国近海和邻近海的海洋环境对最近全球气候变化的响应

鉴于全球气候变暖对海洋环境和海洋生态及对经济和社会可持续发展影响的严重性,作者首先利用ERA-40再分析的风场资料以及HadISST 和SODA等海洋高分辨率再分析资料,分析了近50年来全球气候变化对中国近海(包括渤海、黄海、东海和南海)和邻近海(主要是热带和副热带西太平洋)海面附近的风力、海表纬向和经向风应力和海表温度的影响.分析结果表明: 由于受全球气候变暖的影响,1976年之后中国近海和邻近海上空的冬、夏季风变弱,从而引起中国近海冬、夏季海表风应力减弱(尤其是经向风应力),而海表水温明显上升; 并且,冬、夏季海表风应力的减弱和海水温度的上升在中国东海反映尤其明显,这些为中国近海赤潮的频繁发生提供了有利的海洋环境.此外,从中国近海上空环流散度分布的变化可见,中国近海上空从1976年之后大气环流辐散增强,这不利于中国近海上升流的形成,从而会对沿岸水域营养盐的输送产生影响.     

全球海洋海浪要素季节变化研究

本文使用欧洲中期天气预报中心（European Center for Medium Range Weather Forecasting,ECMWF）近30年（1982～2011年）全球再分析资料（ECMWF 40 Year Re-analysis Interim）中的风场及海浪场资料,对全球海表10 m风场、有效波高、平均周期和平均波向进行了统计分析,并定义了一种计算季节变率的方法。研究发现,有效波高和平均周期均存在明显的季节变化,且北半球大洋比南半球大洋季节变化更为明显,印度季风区则例外。另外尝试用波龄揭示风浪、涌浪的分布特征,证实了全球海洋为涌浪占主导及太洋东部存在涌浪强化,同时发现了涌浪的分布在春夏季变化明显的特征。     

A Note on the South China Sea Shallow Interocean Circulation

1. IntroductionThe South China Sea (SCS) has many channelsconnecting with the outer oceans/seas (Fig. 1). Thewidest and deepest channel is the Luzón Strait, whichis the main entrance to the SCS from the WesternPacific Ocean, having a sill depth of about 2500 m.On the north, the Taiwan Strait connects with theEast China Sea, with a sill depth of about 70 m. Inthe vicinity of Mindoro Island, there are a numberof channels connecting the SCS with the Sulu Sea.The main channel is the M…     

南半球环流异常与我国夏季旱涝分布关系及其影响机制

利用1951—2000年NCEP/NCAR风场和高度场再分析资料及全国160站降水量资料, 采用奇异值分解、相关和合成分析方法, 研究6—8月南半球500 hPa高度、高低层纬向风距平差异常 (Δu₈₅₀-Δu₂₀₀) 与我国夏季旱涝分布的关系及其影响机制。结果表明:当500 hPa澳大利亚高压脊偏强及西南太平洋热带地区高低层纬向风距平差为负值时, 来自南半球冷空气活动偏弱, 有利于西北太平洋副热带高压位置偏南, 热带季风偏弱, 我国夏季雨带偏南。反之, 当澳大利亚高压脊偏弱及西南太平洋热带地区高低层纬向风距平差为正值时, 我国北方降水偏多。同时, 定义了澳大利亚冬季风指数, 指出澳大利亚冬季风强年和弱年影响我国夏季旱涝分布异常的水汽输送型式不同。     

THE RELATIONSHIP OF THE PRECEDING WINTER MJO ACTIVITIES AND THE SUMMER PRECIPITATION IN YANGTZE-HUAIHE RIVER BASIN OF CHINA

The first two series(RMM1 and RMM2) of RMM Index(all-Season Real-time Multivariate MJO Index) are computed to obtain the interannual variation of the preceding winter(preceding December to current February) MJO strength,according to which active(or inactive) years of preceding winter MJO are divided.By utilizing the data provided by NCEP/NCAR,CMAP and China’s 160 stations from 1979 to 2008,we studied the preceding winter MJO strength and discovered that the summer precipitation in the basin are of significantly negative correlation,i.e.when the preceding winter MJO is relatively active,the summer precipitation in the basin decreases,and vise verse.We also analyzed the causes.When the preceding winter MJO is relatively active,its release of potential heat facilities Inter-Tropical Convergence Zone(ITCZ) to strengthen and locate northward in winter and propagate northeastward.This abnormal situation lasts from winter to summer.In mid-May,ITCZ jumps northward to the South China Sea,the western Pacific subtropical high withdraws eastward,and the South China Sea summer monsoon sets off and strengthens.In summer,ITCZ propagates to South China Sea-subtropical western Pacific,the zonal circulation of subtropical Pacific strengthens,and a local meridional circulation of the South China Sea to the basin area forms,giving rise to the East Asia Pacific teleconnection wave-train.An East Asian monsoon trough and the Meiyu front show opposite features from south to north,the East Asian summer monsoon strengthens and advances northward.As a result,the summer monsoon is weakened as the basin is controlled by the subtropical high continually,with less rain in summer.On the contrary,when the preceding winter MJO is inactive,ITCZ weakens and is located southward,the subtropical high is located southward in summer,and the basin is in a region of ascending airflow with prevailing southwest wind.The East Asian monsoon trough and EASM weaken so that summer monsoon is reduced in the basin where precipitation increases.     

2017年夏季海洋天气评述

2017年夏季（6—8月）大气环流特征为：北半球极涡仍呈单极型位于北极上空,但强度较春季明显减弱。6月,我国近海北部有弱冷空气活动。7—8月,中高纬度槽脊活动进一步减弱,副热带高压西伸北抬,热带气旋活动频繁。我国近海海域主要有15次8级以上大风过程,其中热带气旋大风过程有8次,入海温带气旋过程有5次,强对流导致雷暴大风过程2次。有11次范围较大的2 m以上的大浪过程。仅出现1次范围较大的海雾过程。西北太平洋和南海共生成15个台风,其他各大洋共有热带气旋18个,分别为：大西洋7个、东太平洋11个。海表温度整体呈上升趋势。