太平洋-印度洋海表温度加热对中高纬低频振荡的调频作用

用数值试验的方法，分别以无热源型、El Nino初期、El Nino成熟期对应的赤道中东太平洋与赤道印度洋海表温度作为外强迫源，应用强迫耗散准地转正压涡度方程的全球谱模式，考虑了摩擦耗散及3波准共振的共同作用，采用非定常、定常加热两种形式积分90d，研究了对中高纬大气低频振荡的调频作用。结果表明：（1）3个行星波之间存在很强的波-波相互作用，且波动振荡呈现准双周和季节内振荡；（2）在El Nino初期和El Nino成熟期，无论是赤道中东太平洋海温还是赤道印度洋海温在逐渐增暖的过程中，大气低频振荡周期都有缩短的趋势。1997年2月-1997年4月，赤道印度洋调节作用强；而在1998年5月，赤道中东太平洋调节作用强；（3）赤道印度洋西区对大气低频振荡的调节作用要强于赤道印度洋东区；Nino3区对大气低频振荡的调节作用要强于Ninol＋2区；（4）太平洋-印度洋海温异常模态在1997年10月为高指数（简称PIMI一型），在1996年9月为低指数（简称PIMI二型），前者对应的东太平洋-西印度洋区对大气的调频作用要大于后者对应的西太平洋一东印度洋区。     

东北夏季极端低温的变化特征及其与太平洋海温异常的关系

利用1958—2007年全球海温、位势高度月平均资料和中国东北地区64个测站的夏季地面气温等资料,分析了中国东北地区夏季极端低温的时空变化特征,及其与大气环流和海温异常之间的关系,研究结果如下:(1)近50a来中国东北夏季极端低温事件频数在年际变化的时间尺度上主要存在两种模态:全区一致变化型和南北反相变化型;(2)东北夏季极端低温频数与乌拉尔山高压,东亚大槽,阿留申低压,东北冷涡密切相关;(3)东北夏季极端低温与赤道东太平洋海温存在遥相关关系。在1990s初期以前,在E1 Nino发生年或翌年基本都对应东北夏季极端低温年,但1990s初期开始,El Nino发生年与东北地区夏季极端低温的对应关系遭到破坏;(4)东北夏季极端低温事件频数的年际变化与西太平洋暖池海温异常密切相关。进一步研究表明西太平洋暖池海温异常会影响东北地区上空的环流,致使东北夏季极端低温异常。     

热带太平洋地区海气系统的耦合振荡

本文讨论了东太平洋赤道海温和太平洋月平均云量距平的关系,结果表明:(1)东太平洋赤道海温距平和中太平洋赤道云量距平有很好的正相关,而与东、西太平洋赤道云量距平有很好负相关。所以太平洋赤道上空应该存在二个距平的东西向环流。(2)云和海温存在周期为34—38个月的耦合振荡,我们提出了云-辐射-海温机制来作解释。(3)在东太平洋海温暖水月的前12个月到后6个月期间,东太平洋赤道云量是负距平的(即偏少),这表明此期间可能是大气在影响海洋,亦即Walker环流影响海温变化,而不是海温影响了Walker 环流。海温和Walker环流是相互作用的,这种相互作用组成了大气和海洋之间的一种耦合振荡。(4)东太平洋海温、中太平洋云和北半球中、西太平洋信风亦有很好的相关。     

海气系统年际异常中欧亚环流的作用及其与华南沿海降水的关系

本文利用通过周期分析提取主要信息的方法,分析了赤道东太平洋海温、欧亚西风环流经向指数、西太平洋副高面积指数和广州降水量之间的关系。发现它们之间有着密切的联系。主要表现为:欧亚西风环流经向度的变化早于赤道东太平洋的海温;赤道东太平洋的海温变化先于西太平洋副高;副高的变化又先于降水;同时,还有副高的变化先于欧亚环流的迹象。此外,本文进一步证实了欧亚环流对El Nino事件的作用,并且这种作用有可能是低纬普遍存在的准2年振荡的原因。最后,本文还指出了利用环流、海温等的变化进行El Nino预报和华南沿海降水预报      

太平洋年代际振荡冷、暖背景下ENSO循环的特征

利用英国气象局哈德莱中心的月平均海温距平资料、美国Scripps海洋研究所联合环境分析中心(JEDAC)的海表和次表层海温观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,研究了太平洋年代际振荡(PDO)不同背景下ENSO循环的特征.结果表明,PDO为ENSO循环提供了一个年代际气候背景,在PDO的暖位相时期,El Nino事件发生的频率较高,强度较强;反之,在PDO的冷位相时期,La Nina事件发生的频率较高,强度较强.而且在不同的太平洋年代际振荡背景下,ENSO循环表现出不同的特征.在PDO冷位相时期,发生El Nino(La Nina)事件时,正(负)的SOTA从西太平洋沿温跃层向东传播,正(负)的SSTA从赤道东太平洋向西扩展到中太平洋,ENSO事件先在赤道东太平洋爆发.在PDO的暖位相时期,发生El Nino(La Nina)事件时,正(负)的SOTA首先出现在赤道中太平洋,然后沿温跃层向东传播,正(负)的SSTA从赤道中太平洋向东扩展到东太平洋,ENSO事件首先在中太平洋爆发.这为ENSO预测提供了新的线索.     

1997／1998年El Nino事件发生、发展可能机制的进一步研究

基于美国哥伦比亚大学Lamont—Doherty地球观象台LDEO（Lamont—DohertyEarth Observatory）海表温度资料和NCEP／NCAR再分析风场资料,分析了1997／1998年El Nino3期间西太平洋暖池海表温度和西风距平的时间演变特征,同时也分析了东太平洋暖池海表温度和北风距平的时间演变特征。结果表明,1997／1998年El Nino3事件期间,西太平洋暖池海表温度变化及异常西风和东太平洋暖池海表温度变化及异常北风都与Nino3指数变化密切相关。将东、西太平洋暖池及异常北风、西风一并结合起来考虑,进一步研究了1997／1998年El Nino3事件发生、发展的可能机制：异常西风驱动西太平洋暖池东端暖水向东伸展直接有利于赤道东太平洋海表温度增加;异常西风激发东传的暖Kelvin波对东太平洋的冷上升流有抑制作用,从而有利于赤道东太平洋海表温度增加;东传的异常西风可以通过埃克曼漂流效应将赤道两侧的海表暖水向赤道辐合从而加强了赤道附近的下沉流,也有利于赤道东太平洋赤道附近海表温度增加。几乎与此同时,北风距平通过产生北风吹流将东太平洋暖池暖水由北向南输送至赤道附近直接导致Nino3区海表温度增加。上述增温因素的叠加作用共同导致了1997／1998年El Nino事件迅速发生、异常强大。     

厄尔尼诺与拉尼娜的诊断

赤道太平洋海域海温异常事件包括厄尔尼诺 (EL- Nino)和拉尼娜 (L a- Nina)现象。通过对赤道东中太平洋特定区域海温指数的统计分析 ,确定厄尔尼诺和拉尼娜出现的诊断指标 ,分析了厄尔尼诺和拉尼娜的出现周期 ,在此基础上分析了厄尔尼诺与拉尼娜对广西气候变化的一些主要影响     

一个可描写ENSO循环基本特点的简单热带海气耦合模式

在所构造的海气耦合模式中,采用Zebiak海洋模式框架,并重建了一个海洋数值模式,大气模式采用了Gill模式.在大气模式中保留了时间发展项,潜热加热采用了Kleeman方案.对模式的积分结果表明,海温异常具有3～7年的准周期振荡.在模式El Nino事件的初始阶段,西风异常,海温正距平(SSTA)首先在赤道西太平洋发生,然后向东传播、加强.在模式ENSO循环的位相转换过程中,SSTA的空间分布共有4种不同类型.模式模拟的El Nino事件的初始阶段有两种发展类型,它们是:在初始阶段中西太平洋和东太平洋沿岸各有海表温度的正异常发生.在以后的发展中,一种情况是这两块正SSTA都发展连成一片,形成El Nino事件;另一种情况是中西太平洋地区的正SSTA衰减,中东太平洋地区的正SSTA加强,向西传播,形成El Nino事件.模式模拟的La Nina事件的初始阶段也有两科发展类型,它们的发展过程和El Nino事件初始阶段的发展过程相似.     

热带太平洋海表能量收支平衡特征及其与两类ENSO事件的联系

利用月平均的HadISST海表温度、NCEP再分析资料、OAFlux海表面热通量及相关物理量资料、NCAR/NOAA云量场资料,分析了热带太平洋海表热通量的年际特征,并且进一步分析了传统El Ni?o和El Ni?o Modoki事件中湍流热通量的异常演变特征以及影响因子。在热带太平洋上,净热通量的年际变化最大振幅出现在赤道太平洋上,且主要取决于潜热通量和短波辐射通量的变化。本文还利用两类ENSO事件旺盛期海温指数对不同时期海面热通量场的偏回归分析,考察了热带太平洋海表面热通量与两类ENSO事件中海温的联系。两类海温指数对各时期热带太平洋净热通量的回归均表现为赤道太平洋上存在显著的负异常,在Ni?o3指数偏回归下的负异常范围和强度都较El Ni?o Modoki指数回归的要大,且更偏于赤道东太平洋,而旺盛期海温对同期赤道东太平洋上湍流热通量的影响最大。     

GOALS模式对热带太平洋ENSO年际变化特征的模拟评估

文中重点分析了中国科学院大气物理研究所LASG最新发展的全球大气环流谱模式(R42L9)与一全球海洋环流模式(T63L30)耦合形成的全球海洋-大气-陆面气候系统模式(GOALS/LASG)新版本已积分30 a的模拟结果,通过与多种观测资料的对比分析,讨论了赤道太平洋海表温度(SST)的年际变化及其纬向传播、赤道东太平洋SST异常与其他洋面SST变化之间的遥相关关系、赤道太平洋浅表层海温的年际变化特征等研究内容.结果表明,COALS模式模拟出了赤道太平洋SST异常出现不规则的年际变化特点;赤道东太平洋SST异常的向西传播过程;赤道太平洋混合层海温变化由西向东、由深层向浅层的传播过程;同时也模拟出了赤道东太平洋SST变化与赤道西太平洋以及与西南太平洋海温之间的反相关关系,与南印度洋和副热带大西洋SST之间的正遥相关关系等实际观测现象.但COALS模式也存在明显的不足,如对赤道东、中太平洋SST异常的年际变化幅度明显偏小,没能模拟出赤道东太平洋的SST变化比赤道中太平洋强的特点;赤道太平洋SST从东向西的传播速度明显比实际观测慢得多,但混合层海温极值变化由西向东的传播速度明显比实际情况快得多;没能模拟出赤道东太平洋SST变化同西北太平洋SST的负相关和北印度洋海温变化的正相关现象,因此也影响了对南亚、东南亚降水年际变化的模拟能力.     

ACTIONS OF TYPHOONS OVER THE WESTERN PACIFIC (INCLUDING THE SOUTH CHINA SEA) AND EL NINO

According to me lime cross-section or SSI in me equatorial eastern racing and me historical data on typhoon actions over the western Pacific (including the South China Sea), a composite analysis of the actions of typhoon over the western Pacific in El Nino year (SST in the equatorial eastern Pacific are continuously higher than normal) and in the inverse El Nino year (there are continuative negative anomalies of SST in the equatorial eastern Pacific) is carried out. The results show that the actions of typhoon are in close relation with El Nino: The annual average number of typhoons over the western Pacific and South China Sea is less than normal in El Nino year and more in the inverse El Nino year; The annual average number of the landing typhoon on the continent of China bears the same relationship with El Nino; The anomalies of typhoon actions mainly occur during July-November and their starting are behind the anomaly of SST in the equatorial eastern Pacific.Based on the generation and development co     

两类ENSO事件前期的热带太平洋海温距平场

分析了１９５６年以来两类ＥＮＳＯ事件热带太平洋海温距平场的特征。结果指出,东部型ＥｌＮｉｎｏ事件前期为ＬａＮｉｎａ事件年,热带中东太平洋为强的海温负距平,东部型ＬａＮｉｎａ事件前期为ＥｌＮｉｎｏ事件年,热带中不太平洋为强的海温正距平,中部型ＥｌＮｉｎｏ事件前期热带中西太平洋多为明显的海温正距平,中部型ＬａＮｉｎａ事件前期热带东太平洋多为明显的海渐负距平。两类ＥＮＳＯ事件前期海温距平场特殊基本相反。     

厄尼诺与南海的台风活动

本文对厄尼诺年(赤道东太平洋SST有持续正距平)和反厄尼诺年(赤道东太平洋SST有持续负距平)南海的台风(包括进入南海的西太平洋台风和在南海生成的台风)活动进行了统计分析。结果表明,厄尼诺同南海的台风活动有明显关系:厄尼诺年平均台风数偏少,反厄尼诺年平均台风数偏多,其异常主要发生在8—11月份;在两广沿海登陆的平均台风数也是厄尼诺年偏少,反厄尼诺年偏多,其异常以10和11月最显著;在北部湾海域活动的台风多在8—9月份,也是厄尼诺年偏少,反厄尼诺年偏多。文本也对厄尼诺如何影响南海的台风活动提出了初步看法。      

ENSO与亚洲中低纬若干海气因子的遥相关及与华南降水的关系

本文在统计近一百年左右华南八站降水与ENSO关系基础上,分别探讨了春末夏初亚洲中纬冷空气活动,南海高压及副高脊、盂加拉湾北部低系统和中南半岛季风与ENSO的遥相关,以及它们对华南3—6月降水的影响;台风活动,南海SST与ENSO遥相关及其对华南7—11月降水的影响。指出,El Nino年春夏东亚中纬冷空气活动偏弱,南海高度场偏低,孟加拉湾北部低系统和中南半岛西南季风较活跃。使El Nino年3—6月华南内陆降水偏少而沿海偏多。在ElNino年,南海SSTA有一个由负转正的过程,它使华南沿海在秋台偏少情况下,秋冬有时还有较大的降水甚至带来洪涝。      

Delayed impacts of the El Niño episodes in the central Pacific on the summertime climate anomalies of eastern China in 2003 and 2007

In the summers of 2003 and 2007, eastern China suffered similar climate disasters with severe flooding in the Huaihe River valley and heat waves in the southern Yangtze River delta and South China. Using SST data and outgoing longwave radiation (OLR) data from NOAA along with reanalysis data from NCEP/NCAR, the 2002/03 and 2006/07 El Nino episodes in the central Pacific and their delayed impacts on the following early summertime climate anomalies of eastern China were analyzed. The possible physical progresses behaved as follows: Both of the moderate El Nino episodes matured in the central equatorial Pacific during the early winter. The zonal wind anomalies near the sea surface of the west-central equatorial Pacific excited equatorial Kelvin waves propagating eastward and affected the evolution of the El Ni\~no episodes. From spring to early summer, the concurring anomalous easterly winds in the central equatorial Pacific and the end of upwelling Kelvin waves propagating eastward in the western equatorial Pacific, favored the equatorial warm water both of the SST and the subsurface temperature in the western Pacific. These conditions favored the warm state of the western equatorial Pacific in the early summer for both cases of 2003 and 2007. Due to the active convection in the western equatorial Pacific in the early summer and the weak warm SST anomalies in the tropical western Pacific from spring to early summer, the convective activities in the western Pacific warm pool showed the pattern in which the anomalous strong convection only appeared over the southern regions of the tropical western Pacific warm pool, which effects the meridional shift of the western Pacific subtropical high in the summer. The physical progress of the delayed impacts of the El Ni\~no episodes in the central equatorial Pacific and their decaying evolution on the climate anomalies in eastern China were interpreted through the key role of special pattern for the heat convection in the tropical western Pacific warm pool and the response of the western North Pacific anomalous anticyclone.     

影响南海夏季风爆发年际变化的关键海区及机制初探

利用1958—2011年NCEP/ NCAR再分析资料和ERSST资料,采用Lanczos时间滤波器、相关分析、回归分析、合成分析和交叉检验等方法,研究了影响南海夏季风爆发年际变化的关键海区海温异常的来源与可能机制。结果表明,前冬(12—2月)热带西南印度洋和热带西北太平洋是影响南海夏季风爆发年际变化的关键海区。冬季热带西南印度洋(热带西北太平洋)的异常增暖是由前一年夏季El Ni?o早爆发(强印度季风异常驱动的行星尺度东-西向环流)触发、热带印度洋(西北太平洋)局地海气正反馈过程引起并维持到春季。冬季热带西北太平洋反气旋性环流(气旋性环流)及印度洋(热带西北太平洋)的暖海区局地海气相互作用使得印度洋(热带西北太平洋)海温异常维持到春末。春季,逐渐加强北移到10 °N附近的低层大气对北印度洋(热带西北太平洋)暖海温异常响应的东风急流(异常西风)及南海-热带西北太平洋维持的反气旋性环流(气旋性环流)异常,使得南海夏季风晚(早)爆发。      

厄·尼诺影响西太平洋台风活动的研究

在厄·尼诺年西太平洋(包括中国南海)台风活动偏少而反厄·尼诺年台风活动偏多的统计分析结果基础上,根据台风形成的条件,本文分析了厄·尼诺年和反厄·尼诺年西太平洋热带地区的大气环流和状态以及海水温度的变化。由它们的异常变化以及极为明显的差别,从而对厄·尼诺影响西太平洋台风活动作了较全面的定性解释。     

厄尼诺时期中国东部地区天气特征

根据1951—1985年500百帕平均环流资料研究表明，在厄尼诺年中，副热带高压环流比非厄尼诺年的环流强且建立早，而且，在西太平洋和东亚地区，当500百帕上正环流差值维持时，将抑制该地区气旋性环流的发展；在厄尼诺年中，在中国东部沿海的渤海、黄海海域上，气旋及气旋性辐合流场出现的频数明显减少；根据西太平洋与南海台风的统计，在厄尼诺年南海台风出现的频数减少，而且在我国东南沿海登陆的台风可减少20%，登陆位置偏南。     

Influence of South China Sea SST and the ENSO on Winter Rainfall over South China

The present study investigates the influence of South China Sea (SCS) SST and ENSO on winter (January--February--March; JFM) rainfall over South China and its dynamic processes by using station observations for the period 1951--2003, Met Office Hadley Center SST data for the period 1900--2008, and ERA-40 reanalysis data for the period 1958--2002. It is found that JFM rainfall over South China has a significant correlation with Nino-3 and SCS SST. Analyses show that in El Nino or positive SCS SST anomaly years, southwesterly anomalies at 700 hPa dominate over the South China Sea, which in turn transports more moisture into South China and favors increased rainfall. A partial regression analysis indicates that the independent ENSO influence on winter rainfall occurs mainly over South China, whereas SCS SST has a larger independent influence on winter rainfall in northern part of South China. The temperature over South China shows an obvious decrease at 300 hPa and an increase near the surface, with the former induced by Nino-3 and the latter SCS SST anomalies. This enhances the convective instability and weakens the potential vorticity (PV), which explains the strengthening of ascending motion and the increase of JFM rainfall over South China.     

南海台风状况下海气界面热量交换研究

根据国家海洋局南海分局的Marex(马瑞克斯)数据浮标观测资料、南海断面线 调查资料和西沙海洋站资料，计算了南海海气界面热量交换值。研究结果表明:不论是夏季还是秋季，在台风环流内海气界面热量交换均非常强烈，主要贡献来自潜热通量(Qv)，位于(20.49°N，114.14°E)附近海域。夏季台风环流内显热通量(Qk)出现负值，海面有效反射辐射(Qe)出现减弱现象；秋冬季节台风环流内Qk量值增加显著均为正值，Qe有加强的现象。分析实测资料发现:1961～1989年8次ElNino事件过程中，西沙海洋站水温比赤道太平洋水温提早出现增暖现象的有4次，水温推迟出现增暖现象的也是4次。西沙海洋站水温增暖出现在12月的仅有1次。ElNino事件发生后，南海水温异常增暖，但是海气界面热量交换反而减弱。