热带平流层臭氧准两年周期振荡的特征及数值模拟

利用HALOE的观测资料、对热带地区平流层臭氧垂直分布的年际变化及其准两年周期振荡（QBO）进行研究，并同赤道上空平均的纬向风场的准两年周期振荡进行了模拟研究。资料分析结果表明，平流层臭氧浓度高值区的位置在南北方向上和垂直方向上的有明显的准两年周期，臭氧浓度高值中心的南北移动和上下移动又引起局地臭氧总量的周期性变化和准两年周期振荡南北半球不对称。而臭氧浓度中心位置的准两年周期变化与赤道上空平均纬向风的准两年周期振荡密切相关。资料分析还表明，赤道上空平流层中臭氧浓度QBO的位相随高度变化多次。模拟试验表明，纬向风QBO引起垂直经圈环流的变化，在平流层有三对余差环流圈。它们对O3在不同纬度和高度的输送是引起O3准两年周期振荡的重要动力原因。其中，余差环流在平流层中层（25－35km)的环流圈起着重要的作用。     

陆-气耦合的长周期波动

本文从大气中的热量平衡和陆地下垫面的热传导方程出发,探讨陆-气耦合作用。发现在这耦合系统中存在两类长周期波动:一类是周期约为4—9个月的准半年波;另一类是周期为2—5年的准三年波。重点讨论了准三年波的振荡特性。     

南半球热带外准半年振荡及IAP 9L AGCM模拟检验

基于1979—2000年的NCEP/NCAR海平面气压和位势高度场资料分析了南半球大气环流的准半年振荡 (半年波) 现象。结果表明:这一现象主要出现在南半球对流层低层的中高纬度和中高层的热带地区。对南半球热带外大气而言, 40°S和65°S是低层大气环流准半年振荡最为显著的两个纬度带, 半年波的贡献都超过了70%, 低层南半球中高纬度海平面气压场季节变化的反位相也主要体现为各自半年波分量变化的反位相。在此基础上, 检验了IAP 9L AGCM (大气物理研究所9层大气环流模式) 对这一现象模拟的能力, 模拟结果显示, 模式成功模拟了65°S处海平面气压场的准半年振荡现象, 其振幅略低于观测结果, 但模式对40°S处气压场准半年振荡的模拟效果较差。     

热带东风急流的气候学和中期振荡

本文用13年夏半年(5—10月)月平均风场和两年逐日风场资料研究了200hPa南亚热带东风急流的气候学特征和中期振荡过程。研究表明,南亚夏季热带东风急流显著的非季节性变动和年际差异与低纬对流层高层大尺度环流变化和南亚夏季风活动密切相关,相对于多年平均而言,存在5类异常的东风急流。 各种分析表明,热带东风带存在三种主要的中期振荡。准50天周期振荡与夏季南亚对流层上部大尺度散度场的变化相关联,表现为十分显著的向南的位相传播。准50天和25天振荡均存在显著的年际变化。准50天周期振荡系统性不强的年份,准25天周期振荡是低纬行星波的主要振荡,在东风急流区除表现为系统性向西传播外也表现为向南的位相传播。准双周振荡在东风带一般向西传播。      

我国西部降水量的准三年周期

本文利用我国西部110°E以西70个站的资料,用周期图和功率谱方法计算分析了降水量周期,发现最显著的周期是准三年周期,主要表现在35°N以北,即青藏高原的北侧,高原东北侧最明显。准三年周期主要表现在春季和夏季。从三十年代到七十年代准三年周期比较稳定。它的形成可能与南亚高压脊线准三年周期的南北振荡有关。另外,我国西部还存在着一个次要的周期是10—13年周期。     

近55年影响广州的强冷空气及其准双周变化

利用1951～2005年冬半年（10月～次年3月）广州逐日地面气温资料及NCEP/NCAR逐日资料,采用功率谱分析、小波分析、Lanczos滤波器等方法对近55年来冬半年影响广州的强冷空气变化特征及其与低频振荡的关系进行了研究, 并用合成分析的方法建立了影响广州的强冷空气准双周振荡的大气环流模型。结果表明,虽然20世纪80年代后期以来广州冬半年升温的趋势很明显,但90年代~2003年影响广州的强冷空气次数却偏多。影响广州的强冷空气具有明显的准2～3年、9年左右的周期振荡。广州冬半年逐日气温具有明显的准单周、准双周振荡,而30～60天的振荡较弱, 且影响广州强冷空气活动主要受准双周振荡低频波控制,与我国北方的强冷空气活动主要受30～60天周期的低频波控制有明显的不同。El Ni?o (La Ni?a) 事件发生的冬半年,准双周振荡的强度以偏强 (弱) 为主,影响广州的强冷空气次数以正常至偏多(偏少)为主。所建立的广州强冷空气准双周振荡的大气环流模型较好地反映了广州强冷空气爆发前后准双周振荡不同演变阶段的大气环流及地面气压场的变化特征,可为中期预报提供参考。     

近百年全球平均地面气温准周期信号及其长期演变特征的分析

应用奇异谱分析(SSA)方法,对全球及南北半球近100多年(1856～1997年)逐月地面气温距平序列的年际变化准周期性进行诊断分析,结果表明,全球平均气温序列中以准5～6年和准4年周期振荡最显著,其次是准两年周期振荡.各种准周期振荡年代际演变特征及其变率的阶段性,不但表现在振幅上,而且其波数亦很明显.上述特征在全球、南北半球都各有明显的差异.奇异交叉谱分析(SCSA)表明,全球平均地面气温的年际振荡与气候系统中其他各子系统所隐含的准周期信号具有各种耦合关系,尤其表现在与Nino区海温或南方涛动指数中的准周期信号的耦合关系上.     

太阳活动11年周期对气候系统中准两年振荡的影响

用一个有外强迫的、简单的动力系统研究气候系统中的准两年振荡(平均周期长度比两年稍长或稍短的准周期振荡)。结果显示，准两年周期性源于该系统对于受H年周期调制的季节强迫的非线性响应。当系统的非线性固定时，准两年震荡的周期长度和振幅随季节变化的强度和太阳活动11年周期变化的强度而变化。这可能是造成气候中准两年震荡的性质有的空变化的原因之一。     

1979年夏季青藏高原地区云对辐射周期振荡的作用

本文通过1979年夏季青藏高原地区19个站的大气加热场诸分量的功率谱计算，表明存在8—12天的准周期振荡。此外，着重讨论了云在辐射加热的准周期振荡中的作用。     

太阳活动11年周期对气候系统中准两年振荡的影响(英)

用一个有外强迫的、简单的动力系统研究气候系统中的准两年振荡(平均周期长度比两年稍长或稍短的准周期振荡)。结果显示,准两年周期性源于该系统对于受11年周期调制的季节强迫的非线性响应。当系统的非线性固定时,准两年震荡的周期长度和振幅随季节变化的强度和太阳活动11年周期变化的强度而变化。这可能是造成气候中准两年震荡的性质有时空变化的原因之一。     

CHARACTERISTICS OF SEASONAL VARIATION OF RAINFALL OVER THE TIBETAN PLATEAU DURING SUMMER 1998 AND ITS IMPACT ON EAST ASIAN WEATHER

The seasonal variation of rainy season over the Tibetan Plateau in summer 1998 is analyzed byusing daily observational rainfall data for Lhasa from 1955 to 1996,and rainfall data at 70 stationsfrom January to August of 1998 over the Tibetan Plateau (TP) and adjacent regions,as well asTBB data from May to August of 1998.The onset date of rainy season for Lhasa is climatologically6 June.Among the analyzed years,the earliest onset date is 6 May,while the latest may delay to2 July.The obvious inter-decadal variation can be found in the series of onset date.The onset dateof summer 1998 over middle TP (onset date of Lhasa) is 24 June,which is relatively later than thenormal case.The onset for rainy season of 1998 started over southeast and northeast parts of TP and thenpropagated westward and northward.The convection over east and west parts of TP shows thatthere is a quasi 12-15 day oscillation.In June,the convection over middle and lower reaches ofYangtze River is formed by the westward propagation of convection over subtropical westernPacific.while in July.it is formed by the eastward propagation of convection over TP.Besides,it is also found that there exists good negative and obvious advance and lagcorrelation between the convection over the middle and western TP and that over the subtropicalwestern Pacific and southern China.Therefore it can be inferred that a feedback zonal circulationwith a quasi two-three week oscillation exists between the ascending region of TP and descendingregion of subtropical western Pacific,i.e.the convection over TP may affect the subtropical highover western Pacific and vice versa.     

大气季节内振荡的活动与El Nino

用广东省４７个测站１９５４－１９９０年各月的平均气温、降水、日照时数的标准化资料分别作按时间点分解的主分量分析,取其前６个主分量作为各测站的气候特征量,用相关系数－重心法作聚类分析,作出各月、全年综合要素的气候分区。结果表明：（１）将广东各月分为有较显著差异的５个区,则冬半年（１０－翌年４月）各月的分区形式较类似且规律性明显,夏半年（５－９月）各月的分区逐月变化明显,且分区形式差别较大。（２）若用６个自然季节的平均气温、降水、日照时数标准化资料分别作主分量分析,各取前３个主分量作为全年气候分区的特征量,则广东全年的气候区可分为东南沿海、西南沿海、西北内陆３个区。     

我国近百年气温变化的奇异谱分析

用奇异谱方法分析我国近百年平均气温的准周期性,结果表明：我国平均气温的年际变化以２～３ａ周期振荡为主,同时１ａ左右的准同期振荡也较强,和同期北半球平均气温的准周期性有差异,不过它们的准１ａ周期振荡随时间的阶段性变化特征非常相似。将我国大致分成７个区域,对７个区域代表站气温进行奇异谱分析,结果表明：各区气温的准周期振荡及其随时间的变化互不相同。华北、东北、西北、和青藏高原４区气温以１ａ周期振荡最为显     

甘肃河东年降水量的周期变化

利用甘肃河东建站最早的９个代表站的年降水量资料,采用谐波分析和小波分析方法,计算了年降水量序列各种时间尺度的周期,以及１０ａ和２０ａ相空间时间序列的２～１０ａ周期试验;陇南无明显周期;陇南无明显周期。相空间序列的周期试验显示,甘肃中部的准３ａ周期主要反映在５０～７０年代,近２０～３０ａ则以８～９ａ周期较为明显;陇东近１０ａ主要表现为准２ａ振荡。进一步的分析表明,甘肃中部年降水量的准３ａ周期振荡目处     

CHARACTERISTICS OF SEASONAL VARIATION OF RAINFALL OVER THE TIBETAN PLATEAU DURING SUMMER 1998 AND ITS IMPACT ON EAST ASIAN WEATHER*

The seasonal variation of rainy season over the Tibetan Plateau in summer 1998 is analyzed by using daily observational rainfall data for Lhasa from 1955 to 1996,and rainfall data at 70 stations from January to August of 1998 over the Tibetan Plateau (TP) and adjacent regions,as well as TBB data from May to August of 1998.The onset date of rainy season for Lhasa is climatologically 6 June.Among the analyzed years,the earliest onset date is 6 May,while the latest may delay to 2 July.The obvious inter-decadal variation can be found in the series of onset date.The onset date of summer 1998 over middle TP (onset date of Lhasa) is 24 June,which is relatively later than the normal case.The onset for rainy season of 1998 started over southeast and northeast parts of TP and then propagated westward and northward.The convection over east and west parts of TP shows that there is a quasi 12-15 day oscillation.In June,the convection over middle and lower reaches of Yangtze River is formed by the westward propagation of convection over subtropical western Pacific.while in July.it is formed by the eastward propagation of convection over TP.Besides,it is also found that there exists good negative and obvious advance and lag correlation between the convection over the middle and western TP and that over the subtropical western Pacific and southern China.Therefore it can be inferred that a feedback zonal circulation with a quasi two-three week oscillation exists between the ascending region of TP and descending region of subtropical western Pacific,i.e.the convection over TP may affect the subtropical high over western Pacific and vice versa.     

降水和大气环流距平年际预测的一个高效的修正方案

该文基于夏季降水异常存在准两年振荡的特征 ,提出了预测年际降水异常和大气环流距平的一个有效的新方法 ,其预测效果显著优于通用的传统方法 ,因而具有较好的应用价值 .而对大气环流有关变量的预测效果的改进尤其显著 .     

FURTHER STUDIES ON EVAPORATION-WIND FEEDBACK

The results from simple dynamic studies on the evaporation-wind feedback show that the effect cannot change the nature of tropical atmospheric waves (by retarding the speed), so that the evaporation-wind feedback alone cannot be an exciting mechanism of intraseasonal oscillation in the tropical atmosphere. This is different from that of the wave-CISK mechanism. With combined effect of the cumulus convection heating and evaporation-wind feedback, the CISK-Kelvin waves and CISK-Rossby waves will develop unstably, explaining the dynamic mechanism of tropical intraseasonal oscillation in a more complete and reasonable way than the convection heating alone. Therefore, the evaporation-wind feedback is also important to the intraseasonal oscillation in the tropical atmosphere.     

MULTIPLE TIME SCALE ANALYSIS OF CLIMATE VARIATION IN MACAU DURING THE LAST 100 YEARS

The multiple time scale climate changes are studied and calculated with statistical analysis and wavelet transformation on the basis of daily series of observed data over the period 1901-2007 in Macau.The result shows that statistically significant oscillations with 2 to 5 years of period generally exist in the series of climate variables(e.g.annual mean surface air temperature and precipitation as well as evaporation etc.),but with obvious locality in time domain.The variation of annual mean surface air temperature has a quasi 60-year period.The phases of the 60-year variation approximately and consistently match that of Atlantic Multidecadal Oscillation(AMO).The oscillations of seasonal mean surface air temperature in summer and winter have the periods of quasi 30-year and quasi 60-year,respectively.These two periods of oscillations have statistically significant correlation with Pacific decadal oscillation(PDO) and AMO,individually.The multidecadal variations of the precipitation of the annually first flood period and annual evaporation are dominated by periods of quasi 30-year and quasi 50-year,respectively.     

近百年东亚季风长期变化中主周期振荡的奇异谱分析

运用海平面气压场资料，计算１８７３—１９９０年的东亚冬、夏季风强度指数，并利用奇异谱分析方法（ＳＳＡ）对这百年的东亚季风长期变化的周期活动进行了研究。研究表明：东亚冬、夏季风都存在准２ａ（ＱＢＯ）、３—６ａ（ＬＦＯ）的年际振荡，１６—１８ａ（ＩＤＯ）的年代际振荡和长期变化趋势。各振荡分量都具有年代际的差别，这种特征ＱＢＯ表现得最典型。冬季风的ＱＢＯ在１９２０年代前振幅较小，且大约呈现１２ａ的大振幅和６ａ的小振幅波状的周期变化；夏季风的ＱＢＯ振幅变化与冬季风相反，且大约呈现６ａ的大振幅和３ａ的小振幅波状的周期变化。夏季风中的年代际变化影响较小。