南亚高压结构及其时频特征

前言随着季节转换,北半球夏季各月,在亚洲南部上空对流层上部出现的南亚高压,是一个直接影响北半球大气环流演变的重要环流系统。对于它,人们已从某些角度,比如说:它的位置、形状,流场特征,振荡特性,及其与我国天气的关系等方面作了研究。而关于它的结构及其在时域和频域上的特征却缺乏探讨。我们认为,对于这样一个既直接影响到整个北半球环流的变化,又与我国东部夏季大范围旱涝有重大影响     

南亚高压在时域和频域上的特征

北半球夏季各月,在亚洲南部上空对流层上部出现的南亚高压是一个直接影响北半球大气环流的重要系统。对手它,人们已从某些角度,比如说,它的流场特征、振荡特性,及其与我国天气的关系等方面做了研究。在这些研究中多着眼于温压场和流场的空间结构。然而,实际温度场和高度场(或流场)是随时间变化的。因此,我们采用研究随机物     

南亚高压研究概述及指示意义

南亚高压是行星尺度大气环流系统,是北半球对流层上部和平流层底部夏季最强大、稳定的半永久性大气活动中心,影响和制约我国乃至亚洲的天气、气候演变,有关南亚高压形成及变异规律的研究是大气科学领域的组成部分之一。文章简要回顾了我国南亚高压研究工作的若干主要进展,对比分析了不同时期的一些研究特点,在此基础上初步展望并着重指出了南亚高压研究在内蒙古地区的应用前景及对天气预报和气候预测的指示意义。     

南亚高压

南亚高压是南亚地区上空对流层上部夏季特有的环流系统,是夏季北半球上空一个强大的天气系统,从非洲西北部的大西洋沿岸,向东一直伸展到西太平洋,它的变化直接影响着北半球的环流形势,也影响着亚非地区的天气。 60年代以来,我国许多气象工作者着手研究了南亚高压的活动及其影响。1964年陶诗言等[1]联系我国天气实际,研究了南亚高压与西太平洋高压在大陆上的进退关系,提出了盛夏南亚高压存在着东西振荡     

南亚高压在长、中、短期天气预报中的应用

一、前言 100毫巴平均图上,夏季北半球中低纬度是一个2波超长波系统,超长波脊位于两个大陆上空,超长波槽位于两个大洋上空。其中,亚洲南部上空,以青藏高原为活动舞台的高空反气旋,我们称之为南亚高压。它是夏季北半球上空一个强大而稳定的系统,具有独特的温压结构和垂直环流,是夏季对流层上部的一个大气活动中心。它的活动与北半球的环流形势,特别是副热带地区流型的调整有联系,也与东亚地区的天气有密切关系。南亚高压的分析研究工作,在我国开始于1964年。1973年四川省成都中心气象台的工作,在推广应用南亚高压科研成果上起了很重要的作用。自1973年后,南亚高压的分析研究工作一直是     

夏季亚洲100毫巴大陆高压的研究取得较大进展

亚洲南部100毫巴高压(简称南亚高压)是北半球夏季对流层上部大尺度环流中一个最强大、最稳定的暖性高压。早在50年代国内就有人讨论西藏高原对大气环流的影响,指出西藏高原在夏季是个热源。1964年又有人指出大陆高压的变化与西太平洋高压进退关系密切。最近,中国科学院大气所通过模拟实验指出青藏高原加热的增强影响我国雨带的北移;四川省成都气象台研究了青藏高压活动与四川异常天气的关系。从1973年青藏高原气象科研协作经验交流会第2次例会以来,不少单位相继开     

南海夏季风持续异常的特征及其对全球环流的影响Ⅱ.数值试验

利用T42L9全球大气环流谱模式进行数值试验,以揭示南海夏季风强度异常的特征及其影响.控制试验结果表明,该模式不仅能够很好地模拟出气候平均的西风带槽脊和高低空气流分布以及它们的季节性变化,而且对于与亚洲季风有关的各个主要系统,如南亚高压、副高进退及越赤道气流等都有较强的模拟能力.在亚洲季风区及热带太平洋这一大范围区域的大气内部热源异常强迫下,模式显示出了南海夏季风持续异常的特征、北半球热带外环流的响应以及亚洲季风区降水异常分布.南海夏季风长时间强度异常所引起的大气内部热源异常,一方面通过三维垂直环流的异常联结着南海夏季风对北半球热带内外环流的影响,另一方面它又通过持续异常期的波列传播,即能量的传播,不仅影响我国长江流域降水,还会逐渐影响到北半球中高纬环流结构.这样西风带环流形势将会发生相应的变化和调整,南海夏季风持续异常影响到了北半球大气环流和天气气候的变化.     

近45 a冬季北大西洋涛动异常与我国气候的关系

利用1873～1995年的北半球海平面气压月平均资料,定义了北大西洋涛动指数.用近45a资料研究了北大西洋涛动与我国冬、夏季气候变化的关系.指出,北大西洋涛动异常变化与我国冬、夏季天气气候关系密切.强涛动年,冬季我国是偏暖、多雨的气候特征;夏季我国江淮之间地区气温明显偏低.还表明,强涛动年冬季,西太平洋副热带高压强度与西伯利亚高压及高空经向环流都明显偏弱,大气环流具有弱WA遥相关型、弱的东亚冬季风特征,对应的夏季环流特征与强东亚夏季风特征较接近.     

近10多年南亚高压活动特征及其影响的研究进展

旱涝是关乎国计民生的大事, 是气象学者研究的重点。南亚高压作为夏季南亚地区对流层上部平流层底部强大而又稳定的半永久性大气活动中心, 它对我国夏季天气气候变化有着重要的影响。从20世纪60年代初, 针对南亚高压特征及其与我国夏季旱涝关系的研究, 就一直进行着。本文着重总结了近10多年中国内外关于南亚高压特征及其与我国旱涝的研究工作的新进展, 在此基础上, 进一步提出了南亚高压今后研究的新问题和新趋势。      

夏季青藏高原上空30～50天大气低频振荡与南亚高压活动的关系

分析了1981年、1982年两年5-9月青藏高原地区上空大气低频振荡特征.夏季青藏高原地区上空是30-50天厚度低频振荡的活跃区和显著区,但低频振荡的位置、范围和强度存在明显年际变化.并且,高原地区上空30-50天厚度低频振荡与南亚高压活动密切相关,表明夏季高原热状况的低频分量对北半球大气环流变化有重要影响,具有明确的天气气候学意义.     

100hPa极涡、南亚高压的变化及大气环流分布特征

利用NCEP/NCAR高度场资料进行计算,对冬、夏极涡与南亚高压面积进行Morlet小波变换,并对100 hPa高度场进行EOF分解和长期趋势分析.结果表明:极涡、南亚高压具有相似的演变特征,这种相似特征在前期冬季极涡与南亚高压之间表现更为明显,体现了准5年尺度和准20年尺度的周期变化,在变化的位相上则相反.EOF分析表明,前期冬季高纬度地区与中低纬度地区的环流变化呈相反趋势,且第一模态的时间系数与前期冬季极涡的趋势一致,第一模态在一定程度上反映了前期冬季大气环流分布.夏季第一模态全场为负值,体现了夏季100 hPa整体异常性;第二模态反映了副热带中低纬度大气环流与高纬度大气环流变化相反.从其长期变化趋势来看,冬季高纬度地区的高度场呈负趋势变化,副热带地区呈正趋势变化,夏季除我国华北部分地区为负趋势变化外,均为正趋势变化.极涡、南亚高压的这种年代际变化与100 hPa高度场的长期线性趋势变化有关.     

夏季北半球极涡与南亚高压东西振荡的关系

利用合成分析、交叉谱和Morlet小波分析,讨论了夏季100 hPa极涡面积指数与南亚高压东西振荡间的关系。结果表明:极涡与南亚高压东伸指数之间存在显著的反相关关系,当极涡面积扩张时,南亚高压易偏西;当极涡面积收缩时,南亚高压则易东伸。交叉谱的结果也表明:二者在不同波数上,也具有显著关系,在7.5年及3年周期振动上,二者位相相差较小。同时,在南亚高压异常偏东及偏西年份,高度场、流场、温度场均有不同的配置形式,这在一定程度上反映了南亚高压偏东及偏西年不同的环流特征。     

1994年北半球环流特征及其影响

１９９４年北半球主要环流特征表现为：５００ｈＰａ副高明显偏强西伸，盛夏位置异常偏北；欧亚地区盛行伟向环流，北半球极涡向极地收缩，强度偏弱；盛夏东亚中纬地区维持稳定的高压脊，西风带锋区位置偏北；夏季１００ｈＰａ南亚高压强度偏强、位置偏北、东伸明显；热带海洋出现明显异常，一次新的厄尔尼诺事件形成。北半球大气环流和热带海洋的异常对我国天气气候产生了明显影响。     

1993年北半球环流特征及其对我国天气气候的影响

１９９３年北半球主要环流特征表现为：５００ｈＰａ副产持续加强西伸，位置偏南；亚洲中纬度春，夏经向环流发展，东亚太平洋遥相关型稳定；西藏高原５００ｈＰａ位势高度持续偏高，印缅槽持续偏弱；１００ｈＰａ位势高度场低纬持续偏高，中，高纬持续偏低，夏季南亚高压位置异常偏高。热带海洋出现明显异常，一次新的厄尔尼诺现象发生。热带海洋和北半球大气环流的异常对我国天气气候产生明显影响。     

河西走廊东部寒潮时空变化特征及典型个例分析

利用1986—2015年河西走廊东部5个气象站逐日气温、大气环流特征量和2016年5月常规天气图和物理量场，分析了河西走廊东部寒潮时空分布及其与大气环流特征量的关系和2016年5月3次寒潮天气过程天气成因。研究表明：河西走廊东部寒潮频次由北向南减少，中部最少；寒潮频次年际差异较大，总体呈下降趋势；寒潮主要出现在1—5月和10—12月，频次站次4月最多，6月最少，春季寒潮频次最多；寒潮最早出现在9月1日（永昌）、最晚出现在6月7日（乌鞘岭）。月寒潮频次与月亚洲、北半球的极涡面积和强度、北极涛动、亚洲经向环流和冷空气指数呈显著正相关，与北半球极涡中心纬向位置和强度、东亚大槽强度、西藏高原1和2指数呈负显著相关，前一月亚洲、北半球极涡面积和强度、北半球极涡中心强度、北极涛动指数对月寒潮预报预测具有良好的指示意义。使用多元回归建立寒潮月频次预报方程，通过了=0.1显著性水平检验。2016年5月3次寒潮天气均与极涡中心偏强有关，前期升温明显、高空强盛冷平流强盛、地面冷高压强烈是造成三次寒潮天气的主要原因，500 hPa横槽转向南压造成的降温幅度比小槽东移更大、影响范围更广。     

1997年北半球大气环流特征及其影响

１９９７年北半球主要环流特征为：５００ｈＰａ西太平洋副热带高压盛夏由弱转强、西伸明显、脊线位置偏北;亚洲中纬度经、纬向环流交替出现,纬向环流盛行,春、秋季经向环流加强,冬、夏季冷空气异常偏弱;盛夏南海季风增强,印度季风偏弱;赤道辐合带偏弱。北半球１００ｈＰａ中低纬度位势高度持续偏高,南亚高压东扩明显;热带海洋出现异常,一次新的厄尔尼诺事件发生,强度大、发展快。在ＥＮＳＯ和大气环流的共同影响下我国天     

亚洲夏季风建立前后全球环流调整的气候风场变差度分析

利用变差度诊断分析,分析讨论了亚洲夏季风建立及前后(4月1日至6月30日)气候风场变差度的时空特征,发现北半球在4月10日和21日、5月15日和31日、6月11日和28日分别有6次大气环流大调整;变差度的大值区则均位于广义季风区;变差度确实是诊断大气环流调整和研究广义季风的客观定量工具.得到的主要结论如下:该6次环流大...     

Using NWP to Assess the Influence of the Arctic Atmosphere on Midlatitude Weather and Climate

The influence of the Arctic atmosphere on Northern Hemisphere midlatitude tropospheric weather and climate is explored by comparing the skill of two sets of 14-day weather forecast experiments using the ECMWF model with and without relaxation of the Arctic atmosphere towards ERA-Interim reanalysis data during the integration. Two pathways are identified along which the Arctic influences midlatitude weather: a pronounced one over Asia and Eastern Europe, and a secondary one over North America. In general, linkages are found to be strongest(weakest) during boreal winter(summer) when the amplitude of stationary planetary waves over the Northern Hemisphere is strongest(weakest). No discernible Arctic impact is found over the North Atlantic and North Pacific region, which is consistent with predominantly southwesterly flow. An analysis of the flow-dependence of the linkages shows that anomalous northerly flow conditions increase the Arctic influence on midlatitude weather over the continents. Specifically, an anomalous northerly flow from the Kara Sea towards West Asia leads to cold surface temperature anomalies not only over West Asia but also over Eastern and Central Europe. Finally, the results of this study are discussed in the light of potential midlatitude benefits of improved Arctic prediction capabilities.