江苏北部一次由MCG引发的致洪暴雨综合分析

利用卫星云图、NCEP资料和MICAPS系统提供的实况资料和物理量等,对2008年7月23日江苏北部一次中尺度对流复合体(MCC)和暴雨天气过程进行诊断分析.结果表明:MCC是造成暴雨的直接影响系统;200 hPa中尺度反气旋环流的形成,配合500 hPa西南急流左侧切变线生成以及边界层925 hPa锋生与西南强风带或西南急流左侧中尺度低涡生成,有利于MCC生成和发展;925 hPa以下边界层10.7 m·s-1·km-1强风速垂直切变的形成.配合边界层正涡度中心生成、对流层高层辐散增强,是激发MCC生成和发展的动力机制;850 hPa江苏中北部MPV1≤-0.5 PVU的中尺度对流不稳定中心的生成,配合北方MPV2≥0.6 PVU湿斜压场纬向高值带的生成和稳定,有利于江苏北部地区中尺度强对流系统重复出现和MCC生成发展.     

高原涡移出高原后持续的对流层高层环流特征

利用NCEP/NCAR再分析资料、历史天气图与青藏高原低涡切变线年鉴,继高原涡移出高原后持续的对流层中层环流特征分析基础上,依据持续强影响高原涡的分类,对1998-2012年持续强影响高原涡不同类型在生成、移出高原、持续强盛与将减弱消失时的对流层上部多种物理场进行了合成与对比分析。结果表明:持续强影响高原涡持续的对流层高层共同的环流特征是,南亚高压脊线在25°N-28°N,东伸到100°E以东;低涡附近或以北的200 h Pa上空有≥32 m·s-1急流核区的西风急流,和300 h Pa上空有≥20 m·s-1中心区的较强偏西风气流,影响低涡活动的500 h Pa天气系统与低涡的上空200 h Pa有辐散区。反映了高空辐散、高空锋区分别对低涡起了利于低涡辐合加强、高位涡下传引起低涡涡度增加的作用。研究分析还揭示了各类高原涡移出高原后持续的对流层高层的环流特征的主要差异和物理图象。     

近海面风场对黄东海域海平面特征影响的分析与模拟

基于1993—2012年TOPEX/Poseidon(T/P)卫星海平面异常SLA(Sea Level Anomaly)数据和FSCR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析风场资料,分析黄东海域近20 a海平面的时空分布特征,尤其是不同时间尺度风场影响的变化特征,进而通过区域海洋模式对海面高度短期变化的可能机制进行探讨。结果表明:1)黄东海域海平面多年平均状态为南高北低,近海面季节性风场在岸线分布和海水热膨胀特征下,造成海面冬春季偏低,夏秋季偏高。近20 a黄东海域平均风速逐步减弱,平均海面上升速率为2.9 mm/a。2)风场的短期活动主要为灾害性大风,统计显示冬夏寒潮大风和台风大风均呈频数减少、强度增强的趋势。运用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)模拟分析台风和寒潮作用下黄东海域海平面的变化,发现台风强风可形成辐散式海流气旋式涡旋,对应海面为下凹负值中心;北路寒潮大风可形成海流反气旋式涡旋,对应海面为上凸正值中心。两类涡旋的强海流部分增强了海面倾斜度。3)强海流部分动能和动量迅速向海水深部下传,无论在深度和强度上,寒潮造成的海流涡旋动能和动量下传比台风涡旋更迅速,更强。这与寒潮降温引起的海洋层结不稳定对流作用有关。     

北太平洋海表温度与500hPa西太平洋副高和极涡相互作用的统计分析

本文采用斜交PROMAX因子分析方法分析了1954—1986年北太平洋逐月海表温度与500hPa西太平洋副高和极涡环流指数(7个因子)的相互关系,指出(1)500hPa西太平洋副高和极涡指数与北太平洋海温的相关值存在明显的年变化,以赤道太平洋区最敏感,(2)赤道东太平洋海表温度的变化与10个月前的极涡中心强度、同期和1—3个月前西太平洋副高面积、强度、位置变化有联系,(3)500hPa西太平洋副高面积和强度的变化受到前3—5个月赤道东太平洋和3个月前赤道中太平洋海表温度的影响,500hPa西太平洋副高位置与前3—5个月赤道东太平洋海表温度有联系.     

近30年我国高空风速变化趋势分析

1980-2006年间采用全国119个探空站14个等压面的月平均风速资料,分析了我国高空对流层和平流层下层风速变化的时间和空间特征,并和同期地面风速变化进行了对比.结果表明,我国近27年对流层中下层和对流层上层风速呈下降趋势,年平均风速线性变化速率分别为-0.10 m·s-1·(10a)-1和-0.17 m·s-1·(10a)-1,均未通过0.05显著性水平检验;平流层下层全国年平均风速呈上升趋势,上升速率为0.24 m·s-1·(10a)-1,亦未通过O.05显著性水平检验.同期全国地面风速则呈现更显著的降低趋势,年平均风速线性变化速率为-0.16 m·s-1·(10a)-1,通过了0.05显著性水平检验.我国地面气象站记录的平均风速减弱可能受到大尺度大气环流变化的影响,更可能与台站附近观测环境变化和城市化等人为因素影响有密切关系.     

资料

1习93年5’月500hPa环流指数、环流特征里资料、·-一‘.·中央气象台长期预报科环流指数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月,平均候平均面积指数强度指数西伸‘脊点脊线位置d匕界位置平均位置平均强度.中心位置.强度绎牢纬度‘12,.3456亚欧地区,I:IM1 .040 .600.790 .700 .960 .591 .130 .420 .980 .74l一12Q·651 .280.三0276690l52215621990’7026亚洲地区IzIM:1 .3210.601 .130 .771 .54Q.’58‘1 .490 .391 .410 .781 .33Q.521 .000 .541993年5月亚洲地区逐日500hPa西风环流指数 中央气象台中期预报科日口国口口口口口国国国国国国国…     

大气运动非平衡强迫与“98·7”暴雨云团的中尺度特征

文中对 1 998年 7月 2 1日发生在武汉附近地区的突发性特大暴雨过程之激发机制与中尺度环境场特征进行诊断 ,结果显示 :(1 )引发本次突发性特大暴雨的 β中尺度对流云团 ,其环境物理场比较特殊 ,在暴雨最强时刻 ,对流层高低层没有独立的负、正涡度大值中心区与之对应 ,辐合层并不十分深厚 (低于 5 0 0hPa) ,且气流散合强度(1 0 -4s-1 )较旋转强度 (1 0 -5s-1 )大一个量级 (D ζ)。 (2 )在暴雨临发生前 ,对流层低层中尺度辐合增长较正涡度增长大一个量级 (Dt ζt) ;到暴雨最强时刻 ,尽管气流辐合已达到 1 0 -4s-1 量级 ,但涡度变化尚未适应到散度变化的水平。散度变化超前涡度变化与高空资料时间分辨率不足是暴雨最强时刻观测到D ζ的主要原因。 (3)在暴雨发生前 1 0余小时 ,大气运动已处于较强的非平衡状态 ,且越临近暴雨发生 ,U <0的非平衡性越强 ;而在暴雨最强时刻 (7月 2 1日 0 8时 ) ,大气运动即由U <0的非平衡态转为U≈ 0的准平衡态。 (4 )对流层低层大气运动非平衡动力强迫与 2 0 0hPa等压面上的中尺度强辐散是本例暴雨和β中尺度暴雨云团发生发展的重要动力启动机制     

热带气旋进入北部湾后强度增强的环流特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,对1949年以来7个进入北部湾后强度突然增强的热带气旋(TC)环流背景特征及物理量场特征进行分析,结果表明,有利TC进入北部湾后强度增强的环流背景是:(1)西太平洋副热带高压稳定加强西伸,(2)热带辐合带北抬至华南沿海活动,(3)西南季风爆发处于活跃期,(4)东风波西移叠加,(5)有适度的弱冷空气侵入;对物理量场的合成分析表明,TC进入北部湾前和进入北部湾后,环流中心附近500hPa涡度变化极小,200hPa高空散度增大,500hPa垂直上升速度增大,850hPa中南半岛水汽输送量增大。     

两个大气环流模式SAMIL和BCC_AGCM对北半球冬季极涡振荡的模拟对比

基于与NCEP再分析资料的比较, 本文利用大气环流模式SAMIL和北京气候中心大气环流模式BCC_AGCM的1950～1999年的AMIP试验模拟数据, 对北半球冬季环流及平流层极涡振荡的模拟性能进行了评估分析。结果表明两个模式都可以再现北半球环流基本型以及环流振荡的主导模态。对冬季气候平均态的模拟, 两个模式模拟的热带—热带外温度梯度均偏大, 极夜急流偏强, 极涡偏冷偏强;100～20 hPa平均位势高度场谐波分析表明两个模式模 拟的行星波偏弱;气候平均的10 hPa极夜急流均存在1个月的季节漂移, 200 hPa副热带西风急流较NCEP偏弱。两个模式模拟的环流变化的主导模态均代表极涡振荡, SAMIL极涡振荡的强度大于BCC_AGCM, BCC_AGCM极涡振荡的频率要高于SAMIL。连续功率谱分析表明, NCEP资料中极涡振荡存在4.6个月的显著周期, 相应地, SAMIL中为5.5个月的显著周期, BCC_AGCM中为4.8个月。NCEP资料中的极涡振荡主要发生在12～3月, SAMIL模拟的极涡振荡主要发生在2～3月, BCC_AGCM模拟的极涡振荡主要发生在2～4月。     

内蒙古农区汛期降水长期预报

1引言本文在《内蒙古农区夏秋季旱涝年环流背景的统计分析》[1]的基础上，进一步从预报角度分析汛期降水与前期500hPa月平均高度场的关系。通过对2、3、4区极涡面积指数、亚欧及亚洲纬向环流指数与经向环流指数、东亚大槽位置、强度以及西北太平洋副热带高压面积指数等因子逐个     

广东前汛期月降水异常的强信号研究及预测概念模型

利用NCEP/NCAR再分析资料等较新资料，从500hPa高度场，向外长波辐射（OLR）场，海表温度（SST）场以及表征高，中，低纬大气活动特征的14个大气环流指数四个方面，较为系统地研究广东前汛期月降水异常的前期信号，形成预测概念模型，为月降水的量级（即旱、涝，正常）预测提供多方面的信息和实用的预报工具。     

1980-2009年黑龙江省玉米种植期低温冷害环流形势

利用1980-2009年5-9月黑龙江省24个气象站逐月平均气温资料、玉米品种及发育期资料和NCAR/NCEP再分析逐月500 hPa高度格点资料,分析玉米种植期间低温冷害的历史特征和低温冷害期间各类型500 hPa环流月平均距平合成场特征。结果表明：玉米种植期间,8-9月份最容易出现冷害,其余的排序是6、7月和5月。玉米种植期间,北部出现低温冷害的次数最多,东部、中部、西部次之,南部最少;南部出现低温冷害时,北部、中部和西部均出现了低温冷害,东部大部分出现了低温冷害。发生玉米低温冷害的月份,低温冷害发生区域月平均500 hPa高度距平场大多为负距平;玉米低温冷害发生区域对应的500 hPa高度距平值明显具有严重区域小于一般区域小于轻微区域的特征。     

登陆台风Matsa (麦莎) 中尺度扰动特征分析

地面中尺度自动站和多普勒雷达资料的分析都表明, 台风Matsa登陆后的低层螺旋云带中活跃着中尺度气旋性涡旋系统。本文使用新一代中尺度WRF模式对台风Matsa登陆后的变化特征进行了数值模拟, 使用四维变分多普勒雷达分析系统 (4D-VDRAS) 对台风Matsa多普勒雷达径向风进行了风场反演。在此基础上对台风Matsa登陆后中尺度扰动特性进行了初步探讨; 对台风Matsa与其螺旋云带的中尺度系统之间动能和涡度的相互转换进行了诊断分析。分析表明: (1) 数值模拟和雷达风场反演结果表明, 登陆台风Matsa的低层螺旋云带中活跃着中尺度气旋式涡旋系统, 与之相伴随的为较强的中尺度上升区, 而且, 中尺度垂直上升运动的强弱与雷达对流回波强度成正相关, 中尺度垂直上升运动越强, 雷达对流回波发展越旺盛。 (2) 台风Matsa与其中尺度系统动能转换的诊断分析说明, 低层中尺度系统从台风Matsa环流中获得动能而发展; Matsa在陆地上长久维持主要是从高层获得动能。 (3) 台风Matsa与其中尺度系统涡度转换的诊断分析说明, 低层中尺度系统向Matsa输送正涡度主要依靠中尺度垂直运动来完成; 高层正涡度的转换通过水平输送和垂直输送共同来完成。所以, 中尺度系统所产生的正涡度源源不断地向Matsa输送, 使Matsa的气旋性环流可以在陆地上长久维持。     

Heat balance and eddies in the Peru-Chile current system

The Peru-Chile current System (PCS) is a region of persistent biases in global climate models. It has strong coastal upwelling, alongshore boundary currents, and mesoscale eddies. These oceanic phenomena provide essential heat transport to maintain a cool oceanic surface underneath the prevalent atmospheric stratus cloud deck, through a combination of mean circulation and eddy flux. We demonstrate these behaviors in a regional, quasi-equilibrium oceanic model that adequately resolves the mesoscale eddies with climatological forcing. The key result is that the atmospheric heating is large (>50 W m^?2) over a substantial strip >500 km wide off the coast of Peru, and the balancing lateral oceanic flux is much larger than provided by the offshore Ekman flux alone. The atmospheric heating is weaker and the coastally influenced strip is narrower off Chile, but again the Ekman flux is not sufficient for heat balance. The eddy contribution to the oceanic flux is substantial. Analysis of eddy properties shows strong surface temperature fronts and associated large vorticity, especially off Peru. Cyclonic eddies moderately dominate the surface layer, and anticyclonic eddies, originating from the nearshore poleward Peru-Chile Undercurrent (PCUC), dominate the subsurface, especially off Chile. The sensitivity of the PCS heat balance to equatorial intra-seasonal oscillations is found to be small. We demonstrate that forcing the regional model with a representative, coarse-resolution global reanalysis wind product has dramatic and deleterious consequences for the oceanic circulation and climate heat balance, the eddy heat flux in particular.     

Mid latitude Atlantic SST influence on European winter climate variability in the NCEP Reanalysis

 Forty one years (1958–1998) of NCEP reanalysis data are used to perform a set of statistical analyses, investigating the interactions between the sea surface temperature (SST), the storm track activity (STA) and the time mean atmospheric circulation in the North Atlantic-Europe (NAE) region. When the atmospheric region of study is restricted to Europe, the singular value decomposition (SVD) lead-lag analysis between seasonal 500 hPa geopotential height (Z500) and SST captures a significant covariance between a summer SST anomaly and a strong winter anticyclonic anomaly over Europe. The summer SST pattern is close to the first empirical orthogonal function (EOF) of SST for the consecutive months J-A-S-O-N. The same analysis, but extending the atmospheric area of interest to the entire NAE region, points out the same signal with a phase shift of one month. A more zonally oriented North-Atlantic-Oscillation-like (NAO) pattern is then found as the SST structure remains practically unchanged. This summer SST anomaly is found to persist through surface heat fluxes exchanges until winter, when it can finally have an impact on the atmospheric circulation. Composites are made from the former SST SVD scores, showing the winter STA and different transient and stationary eddies diagnostics associated with the extreme positive and negative events of the SST anomaly. These suggest that the SST anomaly induces an anomalous stationary wave in winter, creating an initially small anticyclonic anomaly over Europe. Anomalous transient eddies located over northern Europe then strengthen this anomaly and maintain it during winter, thus acting as a positive feedback. Received: 15 September 2000 / Accepted: 17 April 2001     

Analysis of deep‐drogued satellite‐tracked drifter measurements in the northeast pacific

Abstract

We analyse the trajectories of 24 deep‐drogued, satellite‐tracked drifters launched between 50 and 52°N in the northeast Pacific during June and October 1987. Three aspects of the observed motions at the drogue depths of 100 to 120 m are studied: (i) the spatial structure of the mean and variance velocity fields; (ii) the dispersion and eddy diffusion characteristics of the fluctuating motions; and (iii) the properties of selected mesoscale eddies.

The mean Lagrangian velocity field is consistent with the mean flow pattern derived from the historical dynamic height topography. Fluctuating motions within the region are dominated by mesoscale eddies and meanders. Several instances of persistent O(100 days) westward flowing countercurrents were also observed. Based on the Lagrangian integral time‐ and length scales, drifter motions become decorrelated within a period of 10 days and a separation of 100 km. The mean zonal and meridional integral time‐scales of 4.5 and 3.6 days, respectively, are nearly identical with those obtained by Krauss and Böning (1987) from deep‐drogued drifter tracks in the North Atlantic. Because of the relatively small (<100 cm² s^?2) kinetic energy values in the northeast Pacific, the corresponding mean Lagrangian length scales of 29.4 and 29.9 km are roughly half those for the Atlantic.

The observed drifter dispersion is generally consistent with Taylor's (1921) theory for single‐particle dispersion in homogeneous isotropic turbulence. Estimates obtained using 476 pseudo‐drifter tracks generated from the original records indicate that the dispersion increases linearly with time, t, within the first 3 to 5 days of launch and subsequently increases as t^1/2 (the random‐walk regime) within 10 days of launch. The respective peak zonal and meridional eddy diffusion coefficients of 4.1 × and 3.8 × 10⁷ cm² s^?1 are reached within 30 days of deployment. Similar estimates for the peak eddy diffusivities are obtained using dispersion curves for sets of 4 drifters launched at the same location during the June and October deployments. The dispersion of these clusters followed an exponential rather than a t^1/2 dependence over the first 70 days after release.

Eddies are predominantly clockwise rotary and are characterized by radii of 26 ± 16 km, periods of rotation of 16.0 ± 5.2 days, and azimuthal current speeds of 12.7 ± 8.6 cm s^?1. One eddy was tracked for over 10 months. Oceanographic data collected during the October deployment period showed the eddies have vertical extents of 500 to 700 m and are linked to isotherm depressions of over 100 m in the main pycnocline. All eddies in the bifurcation zone propagate to the west at roughly 1.5 ± 0.4 cm s^?1 counter to the prevailing mean flow and winds. These speeds are consistent with the westward phase speeds of first mode baroclinic planetary (Rossby) waves.     

华东高温期的大气环流特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和地面气象站点资料,对1951—2005年华东高温日数较多（少）月和高温过程各阶段的500 hPa位势高度、850 hPa温度和相对湿度及700 hPa垂直速度的环流特征进行对比分析。结果表明：在高温日数较多月,副高西伸,850 hPa温度较高而相对湿度较低,华东中南部下沉气流明显,华东多为位势高度、温度和垂直速度正距平及相对湿度负距平;而在高温日数较少月,副高东退,850 hPa温度较低而相对湿度较高,整个华东为上升气流,并为位势高度、温度和垂直速度负距平及相对湿度正距平。与高温前期和衰退期相比,高温盛期副高北抬西进,华东850 hPa温度较高而相对湿度较低,华东南部下沉气流强盛,各要素距平值增加,多数要素距平中心移向华东或其周边。高温间断期则比盛期各要素距平减弱。大气环流要素场及其距平场的变动可以作为预报华东7—8月高温日数多寡和高温进程的参考依据。     

2012年盛夏山东西部一次短时强降水天气的形成机制

利用常规观测资料、自动站加密观测资料、卫星云图和雷达资料,对2012年7月4日山东省西部一次短时强降水的天气形势、物理量条件、云图和雷达回波特征进行分析。结果表明：在有利降水的大尺度天气系统背景下,低层冷空气和中尺度天气系统造成了本次短时强降水天气;低层925hPa和1 000 hPa的充沛水汽和辐合上升运动有利于强降水天气的发生,正涡度中心对应强降水中心;地面辐合线和低压环流造成本次短时强降水天气;中尺度对流云团和地面中尺度系统相对应,其位置和维持时间与强降水的落区和时间基本一致。雷达组合反射率因子〉45 dBZ的强回波区与强降水落区基本吻合;雷达平均径向速度产品逆风区中辐合流场的出现和维持及回波顶高的上升对应地面中尺度气旋式环流的形成和维持;逆风区中辐散流场的出现和维持及回波顶高的下降,对应地面中尺度气旋式环流的减弱;短时强降水出现的初期,垂直累积液态水含量出现了一个峰值,峰值出现时间提前于较强降水时段。     

Distinct Modes of Winter Arctic Sea Ice Motion and Their Associations with Surface Wind Variability

Using monthly mean sea ice velocity data obtained from the International Arctic Buoy Programme (IABP) for the period of 1979–1998 and the monthly mean NCEP/NCAR re-analysis dataset (1960–2002), we investigated the spatiotemporal evolution of the leading sea ice motion mode (based on a complex correlation matrix constructed of normalized sea ice motion velocity) and their association with sea level pressure (SLP) and the predominant modes of surface wind field variability. The results indicate that the leadi...     

青藏高原OLR的气候特征及其对北半球大气环流的影响

利用１９７４－１９９０年青藏高原地区地－气系统月平均射出长波辐射资料，采用ＥＯＦ方法分析了前３个特征向量场，得到了青藏高原地区地－气系统射出长波辐射的几种异常形式，阐述了它们的天气气候特征，并对不同气候区的持续 及其与北半球大气环流的关系作了研究。