亚洲季风变动与大气正压/斜压运动动能变化的气候特征

使用ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ４０年（１９５８～１９９７年）月平均再分析资料,通过动力学论断研究了大气斜压／正压运动动能的变化及其相互转换,分析了亚洲季风变动与这两种动能变化的联系。指出：季风区大气运动动能的组成和变化具有独特的特征。冬季风时期大气斜压运动动能与正压运动动能具有正相关线性关系,斜压运动能向正压运动动能转换;春、秋季无论是东亚还是印度季风区斜压运动动能与正压运动动能之间转换都处于极小值,只是     

亚洲夏季风结构和变动与大气运动流场的斜压和正压特征:正压模分析

使用ＥＣＭＷＦ１９８０—１９８６年７ａ格点资料对大气运动的正压模进行了分析。指出：对流层中大气正压运动流场显示的副热带高压带仅能反映出行星风带的季节性移动；与亚洲夏季风有关且反映季风局地性的则是副热带高压带南侧的东风带上的波状扰动；东风带上的经向风分量存在着纬向传播且传播方向和扰动幅度与印度、东亚季风子系统有关；随着北半球夏季的到来，亚洲季风区大气运动的斜压模有较大的增长且斜压运动动能占气柱内整层平均总动能的绝大部分，而在赤道附近的其他经度上则是正压运动动能的成分明显增长。     

东亚季风区的季风类型

从地面流场正、斜压分量的冬夏季节转换的特征 ,对东亚至西太平洋季风区季风的性质进行了分析研究。结果表明 :这一地区的季风可分为 3种类型 :南海、华南沿海和低纬西太平洋主要为斜压流型季风区 ;华北北部、东北地区沿海主要为正压流型季风区 ;我国东部沿海和长江流域以及 2 7°N附近的西太平洋地区为正斜压流型共同形成的混合型季风区。     

BAROTROPIC AND BAROCLINIC PATTERNS OF ATMOSPHERIC CIRCULATIONS RELATED TO MONSOON TYPES*

In the context of 1982-1994 NCEP/NCAR wind at 12-level isobaric surfaces on a global basis calculation is made of the barotropic(mass-weighed vertical mean) and baroclinic components(difference between the actual wind at each level and barotropic component) of atmospheric flow fields,followed by dealing with the distribution features of barotropic and baroelinie patterns globally in winter and summer,alongside with the classification of global monsoons according to the surface barotropic/baroclinic patterns.Evidence suggests that the seasonal variation of both components will lead to the reversal of a prevailing wind between winter and summer,thus causing a related monsoon:the baroclinie flow pattern is indicative of a thermal circulation driven by atmospheric inhomogeneous heating chiefly from land-sea thermal contrast whilst the barotropic counterpart represents the result mainly from dynamic effects,which is helpful to the understanding of monsoon nature.And further study shows that the classical monsoon regions in tropical Asia,Africa and South America fall into a baroclinic category,those in the bi-hemispheric subtropical Pacific into a barotropic type and the East Asian subtropical monsoon generated underthe joint action of both the patterns falls into a mixed category.     

阻塞过程的正、斜压涡度拟能场诊断研究

应用正、斜压涡度拟能方程，对1998年6月3～11日发生在鄂霍次克海的一次阻塞环流进行诊断。结果表明:阻塞区内总涡度拟能和正压涡度拟能具有显著的变化，它清楚地揭示了阻塞过程中酝酿、维持和崩溃阶段中的不同特征，而正、斜压动能所显示的阻塞过程的变化特征则不明显。正、斜压涡度拟能场相互转换及阻塞区内外正、斜压涡度拟能场的净通量机制是鄂霍次克海阻塞环流建立和维持的两项主要因子。其过程是:首先通过斜压涡度拟能净通量机制，使斜压涡度拟能增长；又通过正斜压涡度拟能场的转换机制将增长的斜压涡度拟能转为正压涡度拟能；与此同时，通过正压涡度拟能净通量机制使正压涡度拟能增长。这两种不同的机制相互结合，从而使正压涡度拟能增长和维持，形成阻塞环流。而斜压涡度拟能增长甚微。     

1998年南海、孟加拉湾夏季风期间动能收支特征

该文采用1998年加密观测资料经同化处理后得到的客观分析格点资料, 对南海地区和孟加拉湾地区的动能收支进行了诊断分析和对比, 得出: B区夏季风爆发, 其850 hPa区域平均总动能表现为爆发性增长, C区则表现为一个逐步增长的过程.越赤道气流通过南边界的动能输送对B区夏季风建立贡献很大, 西边界动能输入对C区夏季风建立也起了十分显著的作用.季风盛行期, B区夏季风动能的发展维持主要是动能水平通量散度的贡献, 其中西边界动能的流入贡献最大, 孟加拉湾夏季风的变化主要为印度季风影响所致; C区夏季风动能主要是依靠其区域内动能制造来维持.对于850 hPa层, B区主要通过斜压过程制造动能, 正压过程破坏更多的动能, C区主要是正压过程制造动能.两区对流层高层都为动能主要流出区, 而对流层低层, B区为动能流入区, C区为动能流出区.     

东亚副热带夏季风环流指数及其与中国气候的关系

采用大气环流正、斜压分解方法，从东亚副热带夏季风为正、斜压混合型季风观点出发，定义并计算了1958-1997年东亚副热带夏季风环流指数。该环流指数与1961-1995年中国160站夏季降水、气温的相关分析表明，它与中国东部夏季降水和气温的关系密切：强季风年，以河套地区为中心的黄河流域及华北地区多雨，长江流域少雨，华南和东南沿海多雨，以长江流域为中心的全国绝大部分地区气温偏高。弱季风年情况相反。此外，还将该环流指数与目前常用的4种东亚夏季风指数进行了对比分析。     

Propagation and mechanisms of the quasi-biweekly oscillation over the Asian summer monsoon region

The propagation and underlying mechanisms of the boreal summer quasi-biweekly oscillation (QBWO) over the entire Asian monsoon region are investigated, based on ECMWF Interim reanalysis (ERA-Interim) data, GPCP precipitation data, and an atmospheric general circulation model (AGCM). Statistical analyses indicate that the QBWO over the Asian monsoon region derives its main origin from the equatorial western Pacific and moves northwestward to the Bay of Bengal and northern India, and then northward to the Tibetan Plateau (TP) area, with a baroclinic vertical structure. Northward propagation of the QBWO is promoted by three main mechanisms: barotropic vorticity, boundary moisture advection, and surface sensible heating (SSH). It is dominated by the barotropic vorticity effect when the QBWO signals are situated to the south of 20°N. During the propagation taking place farther north toward the TP, the boundary moisture advection and SSH are the leading mechanisms. We use an AGCM to verify the importance of SSH on the northward propagation of the QBWO. Numerical simulations confirm the diagnostic conclusion that the equatorial western Pacific is the source of the QBWO. Importantly, the model can accurately simulate the propagation pathway of the QBWO signals over the Asian monsoon region. Simultaneously, sensitivity experiments demonstrate that the SSH over northern India and the southern slope of the TP greatly contributes to the northward propagation of the QBWO as far as the TP area.     

非均匀风场与急流强迫的水体涡旋动力特征模拟

通过数值模拟有限区域水气界面由强迫作用驱动形成的水体涡旋及环流动力结构特征,分析非均匀风场、水体急流、两者叠加以及环境边界和地转偏向力等因子的综合影响,探讨此类水体涡旋结构和动力特征。风应力驱动的水体涡旋尺度大,相对深厚,正涡旋具有下凹表面,负涡旋具有上凸表面。水体急流驱动的涡旋形成在急流两侧,对应急流所在深度及厚度尺度相对较小,也较浅,但流速与强度均大于风场驱动的涡旋环流。地形阻挡起着引导涡旋环流走向的作用;同时在北半球地转偏向力对急流侧向负涡旋形成和强度增强更为有利。此外正涡旋对应的辐合辐散势函数强于负涡旋,有利于正涡旋区垂直上升运动强于负涡旋中垂直下沉运动。非均匀风场及水体急流两种强迫叠加作用下,涡旋数量增加、尺度减小,底层的流场形态及强度与表层差异增大。形成的水体涡旋结构呈现多种形态：深厚的整层一致;浅薄的仅维持在上层,或上下层环流相反等。风应力驱动的涡旋以正压性为主,水体急流驱动的涡旋因急流的垂直强切变而具有强的斜压性,在正斜压动能的转换中,正压性涡旋区有斜压动能向正压动能转换,斜压性涡旋区有正压动能向斜压动能转换,均有利于这两个区域正负涡旋的维持。     

一个孟加拉湾低压动能收支的研究

本文用1979年夏季风试验时期(MONEX)得到的专门观测资料计算了孟加拉湾地区一个季风低压的能量收支,得到(1)无辐散风动能制造项是低压的主要动能制造项。在整个低压生命期,平均无辐散风动能制造为7.40瓦/米2,辐散风动能制造为0.67瓦/米2。这表明正压能量制造过程的重要性;(2)对于扰动动能收支,斜压能量转换和正压能量转换都有重要作用。另外通过边界通量,低压总是从环境得到扰动动能的。      

Some Aspects of the Characteristics of Monsoon Disturbances Using a Combined Barotropic－Baroclinic Model

ＳｏｍｅＡｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＭｏｎｓｏｏｎＤｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓＵｓｉｎｇａＣｏｍｂｉｎｅｄＢａｒｏｔｒｏｐｉｃ－ＢａｒｏｃｌｉｎｉｃＭｏｄｅｌ￥Ｎ．Ｒ．ＰａｒｉｊａａｎｄＳ．Ｋ．Ｄａｓｈ（ＣｅｎｔｒｅｆｏｒＡ...     

THE EAST ASIAN SUBTROPICAL SUMMER MONSOON INDEX AND ITS RELATION WITH THE CLIMATE ANOMALIES IN CHINA

A new East Asian subtropical summer monsoon circulation index is defined, where the barotropic and baroclinic components of circulation are included. Results show that this index can well indicate the interannual variability of summer precipitation and temperature anomalies in China. A strong monsoon is characterized by more rainfall in the Yellow River basin and northern China, less rainfall in the Yangtze River basin, and more rainfall in south and southeast China, in association with higher temperature in most areas of China. Furthermore, comparison is made between the index proposed in this paper and other monsoon indexes in representing climate anomalies in China.     

正、斜压涡度拟能相互作用对乌拉尔阻塞过程的影响

研究表明,正压涡度拟能的增强和减弱是乌拉尔山上空阻塞过程的重要特征,正压涡度拟能增强的主要机制是斜压涡度拟能向正压涡度拟能的转换,而斜压涡度拟能的来源则是阻塞区外斜压涡度拟能向阻塞区的净输送和阻塞区内斜压涡度拟能的净生成。正压涡度拟能减弱的主要机制足耗散机制和β效应。因此。阻塞过程是正、斜压涡度拟能相互作用的结果。纬向斜压风对斜压涡度的输送在阻塞的维持和崩溃中具有重要的作用,经向斜压风对斜压涡度的输送在阻塞环流的建立中具有重要的作用,经向正压风对正压涡度拟能的净输送和斜压风对涡度拟能的净输送也具有重要贡献。     

Effect of Baroclinicity on Vortex Axisymmetrization.Part Ⅰ：Barotropic Basic Vortex

The barotropic and baroclinic disturbances axisymmetrized by the barotropic basic vortex are examined in an idealized modeling framework consisting of two layers.Using a Wentzel-Kramers-Brillouin approach,the radial propagation of a baroclinic disturbance is shown to be slower than a barotropic disturbance,resulting in a slower linear axisymmetrization for baroclinic disturbances.The slower-propagating baroclinic waves also cause more baroclinic asymmetric kinetic energy to be transferred directly to the barotropic symmetric vortex than from barotropic disturbances,resulting in a faster axisymmetrization process in the nonlinear baroclinic wave case than in the nonlinear barotropic wave case.     

Effect of Baroclinicity on Vortex Axisymmetrization. Part Ⅰ:Barotropic Basic Vortex

The barotropic and baroclinic disturbances axisymmetrized by the barotropic basic vortex are examined in an idealized modeling framework consisting of two layers. Using a Wentzel-Kramers-Brillouin approach, the radial propagation of a baroclinic disturbance is shown to be slower than a barotropic disturbance, resulting in a slower linear axisymmetrization for baroclinic disturbances. The slower-propagating baroclinic waves also cause more baroclinic asymmetric kinetic energy to be transferred directly to the barotropic symmetric vortex than from barotropic disturbances, resulting in a faster axisymmetrization process in the nonlinear baroclinic wave case than in the nonlinear barotropic wave case.     

北半球中高纬月平均环流正压斜压动能的年变化特征

本文利用多年月平均资料计算了北半球中高纬月平均环流正压、斜压动能的年变化特征。结果表明无论正压、斜压动能都具有明显的年变化,而且两者的变化趋势也是一致的,但是正压动能要比斜压动能对总动能的贡献大得多。环流异常具有相当正压的垂直结构。有关结论可为长期数值预报模式的简化提供依据。     

季风环流的正压低阶截谱模式

本文用正压浅水方程和低阶截谱模式研究季风环流的动力机制,得出地转运动、地转偏差本身之间,地转和非地转运动之间以及地转运动或地转偏差与重力位势场之间的波与波非线性相互作用过程和大尺度外源强迫可能是季风环流维持的主要动力机制。     

30—50 天振荡动能特性及其与平均气流正压不稳定能的转换

该文利用冬季500 hPa的欧洲中心（ECMWF）网格点逐日资料，分析了30—50天振荡的E矢量分布、动能特性及平均气流的正压不稳定能转换特征，从而得到:30—50天振荡的能量传播与西风急流的位置有密切的关系，在西风大风速区作纬向能量传播，在小风速区作指向赤道的经向传播；在急流的出口区有较强的正压能转换，低频振荡从基本流中获得能量，使这里的低频动能最大，并表现出较强的正压特性，与低纬度的斜压特性形成鲜明对照。     

正、斜压流场演变及相互转换所伴随的偶极型阻塞生命史

将阻塞过程中的大气运动流场分解为正,斜压流场,研究了它们在乌拉尔山偶极型阻塞个例中的演变特征。揭示了正、斜压流场的演变及相互转换所源发的阻塞生命史的全过程。     

热带偶极型对流活动与东亚夏季风的联系

采用１９７９～１９９４年ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ再分析风场资料和ＯＬＲ资料,研究了热带对流的变化特征,讨论了热带对流年际变化与东亚夏季风的关联。指出：夏季热带对流存在以西太平洋暖池附近和赤道中太平洋附近中心的年际变化方差大值区,且这两个中心的充变化呈偶极型反位相振荡,这种偶极型对流活动与东亚夏季风有密切关系。当暖池附近对流偏强（弱）,赤道中太平洋附近对流偏弱（强）时,东亚夏季风偏强（弱）,雨带偏北（南）