波包传播特征与西太平洋副热带高压移动的关系

利用波包传播诊断方法,研究高频波波包传播特征与瞬变波和副热带高压北进南退的关系。波包传播的初步特征为冬季波包传播生命史长,一般为7—10 d,传播速度为2—10 m/s,中心强度可超过0.4,在中高纬度地区传播路径一般为先向东南移,后向东北移;夏季比冬季的生命史短,中心强度也弱,传播路径与冬季相同。热带地区的波包传播路径先向西南,后向北移。一般波包强中心增强时,有利于槽发展,当强中心明显减弱时,有利于槽的衰减。当波包强中心持续地叠加在脊上时,脊将减弱。副热带高压的明显北跳常与南海特征区(0°—20°N,100°—120°E)持续5 d及以上的无波包强中心活动有关,并且在2次季节性北跳之后,又持续5 d以上出现波包强中心;副热带高压南移过程都与持续5 d及以上的南亚区域波包强中心、台风强中心或温带波包强中心活动有关。     

2018/2019年冬季浙江罕见持续阴雨天气的环流异常与海温强迫

利用NCEP/NCAR全球再分析资料、地面观测资料和自动站降水资料,分析了2018/2019年冬季浙江罕见连续阴雨寡照天气过程中冬季风环流和南支槽等环流异常,并从西风带波动、海温强迫等方面研究了局地环流异常的成因。结果表明:2018/2019年冬季连阴雨事件中雨日、日照破历史记录,雨量较常年同期明显偏多。主要的环流异常为西北太平洋异常反气旋（WNPAC）明显偏北,同时阿留申低压和西伯利亚高压亦偏北,东亚地区40°N以南有强的偏南风异常,冬季风偏弱;南支槽较常年偏强,保证了浙江上空有持续的水汽和扰动输送。对流层中层存在沿欧洲向东亚—西太平洋传播的波动能量,波能在东亚地区一直向南传播至20°N以南,可能导致WNPAC明显北抬和南支槽加强。ENSO是WNPAC的重要强迫源,ENSO暖位相使得海洋性大陆出现异常对流冷却,而浙江上空对流加强,ENSO对南支槽活动强度亦有明显的制约作用。中国近海海温偏高是WNPAC和阿留申低压明显偏北的重要影响因素。2018/2019年冬季局地环流异常可能由ENSO和中国近海海温协同强迫所致。     

优化K means算法在中国近海气候区划中的应用

利用我国近海多年的风、浪及温湿资料,采用DB指标和最大距离法相结合的优化K-means聚类算法,对冬季我国近海进行气候区划,避免了传统K-means算法中确定聚类数目和初始聚类中心的主观性。结果表明,冬季我国近海可被划分为3个区域:1区主要包括28°N以北的海域以及我国东南沿海的一条狭长区域,2区主要包括台湾周边海域、台湾海峡、巴士海峡以及自越南东南部起由西南部向东北部的南海大部分海域,3区则主要包括台湾岛西南部海域、北部湾、广东沿海以及南海东南部。根据给出的区划指标,分析各分区的气候特征及其对海上舰船航行和出海人员的影响,判定1区为基本适宜区,2区为不适宜区,3区为适宜区。     

浙江近海冬季大风风速推算和ASCAT风速订正方法探讨

利用2010—2014年12月至次年2月浙江省自动气象站测风资料和ASCAT散射计反演的风场资料,通过模糊聚类空间分型,选取有代表性的站点建立浙江近海冷空气大风的风速推算公式,并对ASCAT近海风场产品进行误差分析和风速订正。结果表明:冷空气影响时浙江北部近海多数自动站与舟山浮标站相比有偏南风矢量差,南部近海自动站比温州浮标站有东南风矢量差,自动站风速一般小于浮标站。海拔高度与自动站和浮标站风速差值δ相关性不显著,站点离岸距离是影响δ的主要因子。冷空气影响时浙江近海ASCAT反演风速与实况相关系数的分布具有平行于海岸线且自西向东增大的特征,相关系数超过0.5的站点一般离岸30 km以上,舟山和温州12个浮标站测风与ASCAT反演风具有较好的相关性。浙江近海ASCAT风速的误差空间差异较大,经订正后的风速分布也具有平行于海岸线、自西向东逐渐增大的特征,且与观测的误差绝对值一般小于2 m·s~(-1)。     

KNN方法在11—3月中国近海测站日最大风速预报中的应用

应用自组织神经网络方法对欧洲中心（ECMWF）2003年1月1日至2006年12月31日逐日数值预报产品分析场进行天气形势分型,发现11-3月影响我国的天气形势基本属于同一类型。对2004-2007年11-3月ECMWF逐日数值预报产品进行动力诊断,提取与中国近海16个测站日最大风速相关较好的预报因子,将改进后的KNN方法作为预报手段,建立11-3月近海测站日最大风速预报模型,并对2007年1-3月16个测站进行逐日检验,结果表明该方法对近海测站日最大风速有较好的预报能力。     

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.     

KNN方法在11-3月中国近海测站最大风速预报中的应用

应用自组织神经网络方法对欧洲中心(ECMWF)2003年1月1日至2006年12月31日逐日数值预报产品分析场进行天气形势分型,发现11-3月影响我国的天气形势基本属于同一类型.对2004-2007年11-3月ECMWF逐日数值预报产品进行动力诊断,提取与中国近海16个测站日最大风速相关较好的预报因子,将改进后的KNN方法作为预报手段,建立11-3月近海测站日最大风速预报模型,并对2007年1-3月16个测站进行逐日检验,结果表明该方法对近海测站日最大风速有较好的预报能力.     

浙江沿海风力MOS预报

本文介绍浙江沿海渔场(舟山渔场,大陈渔场)海面短期风力分级 MOS 预报方法(简称通用型)和舟山渔场冬季(11月～2月)0—48~h 偏北大风分级 MOS 预报方法(简称北大风型)。该方法通过1987年4月以来一年的业务应用,预报正确率已超过1984、1985年的平均成绩。一、资料来源1.1983～1985年逐日日本数值预告产品网格点资料:FSFE02、03,FUFE502、503,FXFE782、783为5×5经纬度[20—40°N,100—130°E],与2.5×2.5经纬度[25—35°N,     

2020年冬季海洋天气评述

2020年冬季（2020年12月－2021年2月）大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,中高纬环流呈 3 波型分布,西风带槽脊较常年明显偏强。位势高度距平场显示,东亚中纬度地区处于负距平区,东亚大槽较常年同期显著偏强,冷空气活动频繁、强度偏强。我国近海出现了 11 次 8 级以上大风过程,其中冷空气大风过程 7 次,冷空气和入海气旋共同影响的大风过程 2 次,冷空气和台风共同影响的大风天气过程以及温带气旋大风过程各 1 次。我国近海出现大范围的海雾过程 4 次,海雾区域主要出现在渤海、渤海海峡、黄海北部和中部海域、琼州海峡、雷州半岛沿岸海域及北部湾,出雾时段多集中于夜间至早晨。西北太平洋和南海共生成 2 个热带气旋;全球其他海域共生成热带气旋 16 个。我国近海出现 2 m以上大浪过程的天数有 54 d,约占冬季总日数的 60%。冬季,我国近海海域呈明显降温过程,北部海域的降温幅度明显大于南部海域,海面温度从北到南的温差在冬季由 2020 年 12 月的 23 ℃加大到 2021 年 2 月的 27 ℃。     

北大西洋爆发性气旋的统计特征

利用National Centers for Environmental Prediction（NCEP）提供的Final Analysis（FNL）再分析资料,对2000-2015年冷季（10月至次年4月）北大西洋上的爆发性气旋进行了分析,综合考虑气旋中心位置经向分布特征和海面10 m高风场对爆发性气旋的定义进行了修订。根据气旋中心海表面气压最大加深率的空间分布,发现北大西洋爆发性气旋主要发生在4个区域,即:北美大陆区、西北大西洋区、北大西洋中央区和东北大西洋区。整个北大西洋区爆发性气旋个数随海表面中心气压最大加深率增大而减少,自西向东气旋强度增强,气旋移动路径呈西南-东北向。按气旋强度等级可分为4类:超强（≥ 2.15 Bergeron（Ber））、强（1.75-2.14 Ber）、中（1.45-1.74 Ber）、弱（1.00-1.44 Ber）爆发性气旋。在北大西洋海盆区,自西南向东北爆发性气旋的个数逐渐减少,爆发时长变短。西北大西洋区气旋中心气压加深率最大,爆发时长最长。东北大西洋区加深率最小,爆发时长最短。东北大西洋区爆发性气旋主要发生在12月,北大西洋中央区主要发生在12月-次年3月,西北大西洋区主要发生在1-2月。与海上相比,北美大陆区爆发性气旋发生个数少,强度弱,爆发时长短。      

南海台风Vongfong(2002)登陆前后内核结构和近海加强原因的数值模拟研究

利用6 km细网格区域的显式模拟结果分析了Vongfong(2002)的内核结构;对Vongfong近海加强的动力学机制进行了研究.结果表明:(1) 轴对称性结构中,Vongfong最大风速半径(RMW)在强盛期随高度递减.Vongfong在近海时,低层最强的流入在其移行的前方,而流出区在其后方.这些特征与大西洋飓风和西太平洋台风相反.(2) 动力场和热力场都有明显的不对称结构.在强盛期,对流西北强、东南弱;强对流云带与最大风速区的位置一致.在加强期,低层西冷东暖、中高层西暖东冷;到强盛期,低层和中高层都有明显的暖心结构.(3) 中纬度中上层冷低压系统和台风的相互作用是Vongfong近海加强的重要原因.①由于冷低压系统外围的冷空气从西北侧进入台风的中层,低层有暖湿空气配合,使得位势不稳定能量增加,对流发展.②因为冷低压中心的下沉气流正是二级环流的下沉支,冷低压南移填塞,台风近海加强.两个方面最终通过CISK(第二类条件不稳定)机制来实现.     

东亚地区人为气溶胶直接辐射强迫及其气候效应的数值模拟

利用耦合化学过程的区域气候模式RegCM3,模拟研究3种主要人为排放气溶胶(硫酸盐、黑碳、有机碳)对东亚区域气候的影响.计算分析近20 a来3种气溶胶的时空分布、综合辐射强迫作用及其对地面气温和降水的影响.模拟结果表明:3种气溶胶冬夏季分布有所不同,冬季气溶胶大值区主要分布在南方地区,而夏季大值区北移;气溶胶短波辐射强迫在大气层顶和地面均为负值;气溶胶的加入对东亚地区地表气温有明显影响,冬季降温中心位于四川盆地,夏季降温大值区位于华北地区.气溶胶直接气候效应使得冬季东亚大部分地区降水减少,夏季东亚地区降水与中国南方地区夏季气溶胶浓度有较好的相关关系,中国东部雨带有南移趋势.     

西北太平洋历史台风风场重建模型参数试验

基于Yan Meng风场模型,使用中国近海浮标观测资料,对影响风场模拟的台风最大风速半径Rmax、压力分布常数B、粗糙度z03个参数进行估算试验,结果表明:台风中心最大风速Vmax和台风所处纬度的组合方案对估算Rmax更合理;海面(浮标站)在z0=0.005 m,B=1.0时风速模拟效果较好.选取登陆闽北浙江、北上东海...     

全球气候变暖中南北半球海冰变化的差异

应用海冰面积资料,分析在全球气候变暖下,南北半球海冰季节和年际变化的差异,结果表明:冬季南半球海冰面积为北半球的1.13倍,而夏季仅为北半球的2/5,南半球海冰的季节变化比北半球更为显著,其季节振幅为北半球的1.6倍.1979--2006年,北半球海冰总面积呈显著减少趋势,夏秋季最快,特别在1990年代中后期以来,减少尤为迅速;夏秋季,整个区域海冰为均一的减少趋势,北冰洋靠近北太平洋的近海变化最为迅速,冬春季,主要发生在北太平洋海域.南半球海冰自1980年代初以来有所增多,四季整个区域海冰并未呈均一的减少趋势,而是有一显著减少中心,位于南极半岛附近,两个增多中心,分别位于罗斯海外围和西南印度洋一带.随夏一秋一冬一春的季节转换,3个中心区域位置存在东移和返回的过程.     

暖冬对五常农业生产的影响

近20年来,由于人类活动对自然界的影响,导致全球气候变暖。在空间上,变暖的区域以北半球高纬度地区较为明显。在时间上,以冬季变暖最为突出。据有关资料分析:自1986年以来,我国已连续17a冬季偏暖。2001年冬(2001年11月至2002年2月)是全国近40年的第二位暖冬,是黑龙江省近70年首位暖冬。五常市2001年冬季平均气温为-9.8℃,相当于吉林省四平一带的常年气温。在空间分布上温度带北移300～400km。暖冬对人类的影响是很重要的,尤其是对农业生产的影响,下面是暖冬对五常农业生产的影响进行分析供参考。1暖冬对农业生产的有利影响在农业生产上暖冬…     

东亚地区人为硫酸盐气溶胶柱含量变化的数值研究

结合近年来最新评估的1o×1o人为SO2排放资料,利用三维区域欧拉型硫化物输送模式,研究了90年代中期东亚地区人为硫酸盐柱含量的时空演变规律。结果表明,中国大陆,尤其是中国东部经济发达地区已经成为东亚乃至全球硫污染的主要贡献源之一。东亚地区人类活动不仅使污染地区硫酸盐含量显著增加,而且使近海无源区的海域污染加重,人为硫酸盐柱含量分布具有明显的区域分布和季节变化特征,夏季柱含量中心位置明显偏北,其中污染地区柱含量逐月变化呈双峰结构,分别出现在9月和5月,9月最大。该地区硫酸盐集中在4 km以下的大气中,浓度随高度减少。近海海域柱含量秋冬大、春夏小,反映了来自大陆的输送情况。青藏高原地区柱含量变化呈单峰结构,夏季最大,冬季最小,冬季浓度随高度减小,夏季周边污染物向高原中低空输送,300 m左右浓度最大;同时,夏季高原上空维持稳定上升气流,形成物质输送通道,各高度层硫酸盐浓度比冬季大1个量级。     

全球变暖背景下北极海冰与东亚冬季风关系的变化及其机制

为了进一步了解全球变暖背景下北极海冰与东亚冬季风的关系及其变化,本文选用东亚冬季风北模态及南模态作为东亚冬季风指数,利用滑动相关分析、回归分析及合成分析研究了全球变暖背景下1953—2021年北极海冰密集度与东亚冬季风关系的变化特征及其机制。结果表明:11月巴伦支海海冰密集度与东亚冬季风北模态之间的关系发生了显著变化,从1962—1977年显著正相关转为1983—1999年显著负相关,2000年以后两者无显著关系。1962—1977年11月巴伦支海海冰偏多对应东亚冬季风偏强,这是大气环流影响海冰的结果,11月的大气环流异常特征维持到了冬季,使得欧亚大陆上空大气呈现出北极涛动(Arctic Oscillation,AO)负位相,在增强东亚冬季风的同时将中高纬大陆干冷空气输送至巴伦支海,在表面风应力的作用下巴伦支海海冰增多。1983—1999年则由前一时期的大气环流影响海冰变为海冰影响大气环流,11月巴伦支海海冰显著减少在冬季激发出了北极涛动负位相,加强东亚大槽及东亚高空西风急流,从而使得东亚冬季风偏强。2000年以后北极海冰与东亚冬季风北模态的关系明显减弱,此时东亚冬季风与北极涛动的负相关关系更为显著。     

海表温度与低层气温对江苏沿海冬季近地层风场特征影响研究

统计分析与数值模拟的江苏省沿海地区冬季风场状况显示,近地层风场对海表温度与低层气温的季节性以及短时过程演变都有显著响应。风速场表现为风速自内陆向海上增加,等值线与海岸线走向一致,风速梯度在沿海岸线的近海最强。季节性特征为:夏季低风速频次多,冬季高风速频次多;随着高度的增加,相同等级的大风风速在冬季出现频次明显高于夏季。寒潮入侵时,江苏自北向南气温降温幅度递减,海温响应的演变趋势类似,但降温幅度小。具有冷锋与副冷锋的寒潮降温呈三个阶段:(1) 先缓降后速降,(2) 弱回升,(3) 再次降温。大风伴随降温,风速的明显减弱滞后于气温的速降,随着气温回升风速增大,对应副冷锋的降温风速有二次滞后减弱。当近海SST数值增大后,海上风速极大值区强度减弱。同一纬度上,内陆地区风速增加,近海海域风速减小,大值中心仍处于江苏近海海上。当低层气温温差加大、冷锋强度增强时,气旋式风场的切变线后方的风向由偏西北转为偏北风,整体风场的响应强度增大,大值风速带主要位于江苏沿海中部。      

副热带急流在西藏高原上的結构和季节性的活动

本文用1957m——1959年各月08时高空报告,取三年风和溫度的平均值繪制成沿90°E,105°E及125°E的对緯度和时間的各种剖面图。分析了冬季、夏季和过渡季节急流、风場及溫度場的情况,找到了与副热带急流的北推南移直接相关的因子——副热带高压和西风大槽.由于大气环流在5—7月和9—10月有两次大調整,相应地急流亦有由低緯度移向高緯度,或由高緯度移向低緯度的調整。并且认为这种調整是由大气变化的几个阶段連续起来完成的。主要結論有: 1) 副热带急流可以从西藏高原上空自由通过,但在350毫巴高度以下,气流受高原界面摩擦而大大減速;2)由于副热带高压中心几次北跃,急流亦随之北跃到夏季位置;3)由于强低槽东移及冷空气爆发使得副热带急流南移到冬季的平均位置上等.     

Potential impacts of enhanced tropical cyclone activity on the El Ni?o–Southern Oscillation and East Asian monsoon in the mid-Piacenzian warm period

热带气旋不仅是一种严重的灾害性天气事件,其在气候时间尺度也可通过加强海洋上层垂直混合进而调节全球海洋经向热量输送。基于一个海气耦合模式,本文探讨了强热带气旋活动对皮亚琴察暖期(又称晚上新世暖期;约300万年前)ENSO和东亚季风环流的可能影响。模拟结果表明,热带气旋引起的海洋垂直混合加强可造成热带东太平洋显著增温、温跃层加深,但ENSO年际变率减弱。对东亚季风而言,夏季副热带高压南移且西伸,副热带急流减弱并南移,我国南方西南风加强;冬季东亚大槽加深,副热带急流南移,我国北方偏北风加强。上述模拟结果可增进我们对热带气旋气候反馈作用以及晚上新世暖期全球气候特征的认识。