近三十年北半球500毫巴月平均环流场的变异

北半球500毫巴月平均环流图是我国最常用的高空资料之一,至今已积累了三十余年资料。我们对三十年来整个北半球的500毫巴月平均环流场进行一些分析,发现在整个半球范围内存在着比较显著的阶段性的长期振动。为了突出长时段的振动以及计算方便起见,我们主要分析每十年的平均环流场的变化。即把三十年的资料分成1951—1960、1961—1970、1971—1980年三个年代,分别作出各月500毫巴每十年的月平均环流图和距平图。首先着重分析1月和7月月平均环流场的变异,其次揭露了不同地区和不同季节的变异特点,最后指出这种环流场的变异对我国天气气候变化的影响。 一、1月份500毫巴月平均环流场的变异特点 图1a、b、c分别为五十、六十和七十年代的1月份500毫巴高度距平平均图。由图可见,各距平中心位     

北半球500毫巴月平均超长波的若干特征及其在我国长江下游六、七月份旱涝预报中的应用

为了客观地描述500毫巴月平均环流的主要特征,并探讨中高纬度500毫巴环流与后期长江下游降水的关系。本文首先对中高纬度500毫巴月平均高度场按切比雪夫—傅里叶混合多项式进行展开,然后对月平均图上的超长波活动进行分析,并应用所得的展开系数进行模糊聚类。分析结果表明:(1) 500毫巴月平均高度场上的超长波有着明显的季节变化特征,旱涝年的波谱特征有显著差异;(2) 春冬中高纬度超长波,特别是三月份一波槽脊的位置和西风强度与夏季长江下游的降水有较好的关系,与夏季东亚环流形势也是相关的。     

500毫巴高原切变线的天气气候特征

根据十年中国高空气候平均资料(1960—1969年),计算分析了500毫巴高原切变线热力和动力特征。发现它平均位于暖中心北部,並且位于地气温差相对较小的地带。高原切变线大致是东亚季风环流圈的北界,表明它不是一个单纯的热低压。作者初步认为500毫巴切变线可能是在夏季高原地面加热使高原北侧西风加大,高原主体风速减弱的基础上,由地形统流等动力作用形成的。     

长江中下游6—7月降水异常与500 hPa大气环流的关系

利用1951—2004年全国160站降水资料和NCEP/NCAR500hPa月平均资料,从中纬度西风环流、位势高度、纬向风、经向风、垂直速度场等方面,分析了长江中下游地区6—7月降水与500hPa大气环流的关系。结果表明,欧亚中纬度地区西风带多雨、少雨年均表现为长波的两槽两脊形势,但是槽脊系统差异显著。长江中下游地区降水与东亚500hPa上空位势高度场、纬向风、经向风、垂直速度场均有显著的关系,进一步证明了长江中下游地区6—7月降水与500hPa大气环流有密切关系。     

海陆分布及高原对1、7月平均经圈环流及其季节变化的影响

本文利用美国GFDL10年平均资料,计算了全球50°N—35°S共13个经度上的经圈环流及加热场。所取网格点为5×2.5经纬度,计算层次为11层,垂直速度利用实际风计算,加热场是用热流量方程倒算的。经分析指出:(1)A、B两类地区上空经圈环流的季节变化完全不同。A——北边是陆地南边是海洋。B——南北都是海洋或陆地。北半球冬季1月A、B二类都有Hadley环流,但A类比B类强;夏季7月A类变为反Hadley(季风)环流,而B类仍保留Hadley环流,且有所加强。(2)这样冬夏经围环流相反的变化,以青藏高原主体90°E的剖面上最为明显。从2月起Hadley环流减弱,4月在高原南侧低空形成“前季风经圈环流”,同时在高层出现补偿环流圈,6月发展成典型的季风经圈环流;10月又在高原南侧低空先出现Hadley环流圈。这些变化与高原的热力影响有关。文中也分析了高原热力作用对其上、下游经圈环流的影响。     

100毫巴和500毫巴月平均高度场与我国夏季降水关系的对比分析

本文利用1956—1982年北半球100毫巴和500毫巴月平均高度资料,计算分析了我国夏季降水与前期9月到同期8月二层高度场的相关关系,对比对流层中层和高层平均环流形势与我国天气的关系。分析表明,100毫巴和500毫巴月平均高度场与我国夏季降水的相关关系,在时空分布上有着基本的共同性,同时又有各自不同的相关特点。这些分析结果,在长期天气预报工作中有一定的参考作用。     

长江流域中下游梅雨时期500毫巴环流形势的分析

本文对1954—1962年5—7月500毫巴流型作了分析,确定了长江中下游各年的梅雨期,划分了梅雨期500毫巴环流型。分析指出,西太平洋副热带高压和东亚上空西风气流的变化,是决定入梅和出梅的重要因素,其中东经110°到125°之间的副热带高压脊线的变化更重要。当这个脊线从低纬度向北移动,越过北纬20°时,梅雨开始,再次北移越过北纬25°时,梅雨结束。500毫巴西风气流的变化是另一个指标。90°E上南支强西风消失,东风突然向北推进,是季节转换的标志,这以后,当115°—125°E上南支强西风北撤到北纬30°以北时,梅雨开始,再次北撤越过北纬35°时,梅雨就结束。     

1958年7月亚洲东南部西南季风区和太平洋信风区平均流场和平均经圈环流

亚洲东南部西南季风区和太平洋信风区环流特点有显著的不同。在季风区有南部下沉、北部高原地区上升的垂直季风环流,高层有东风急流,下层有达400毫巴高度的深厚的西南气流。在信风区、低纬度则存在着典型的Hadley环流,高层有夏季太平洋中部副热带西风急流,下部有东北信风,东风随高度减弱。 季风垂直环流的存在,进一步说明了季风形成的因子。     

资料

1982年4月500毫巴环流指数、环流特征量资料中央气象台环索价一…葡洋1并万干干口…一二一丁极涡生全些携笔一…经1纬{度!度}强度90751)一均一14一57一平一.3.6一:3一月一1(一1(Iz场一lz场亚欧地区亚洲地区1982年4月亚洲地区逐日500毫巴西风环流指数中央气象台十日司3843533173     

夏季江淮流域持久性旱涝现象的环流特征

本文根据1954、1959、1961等三年7月江淮流域持久性严重旱涝的夭气现象,分析中纬度和副热带地区环流的特征。 分析指出,在江淮流域持久性干旱时期,在中纬度500毫巴的高度场表现有一定的流型。高度距平的分布也有一定的型式。在副热带地区流型也有一定的特点。不论在中纬度和副热带地区流型的稳定度均甚大。 在江淮流域大水时期,表现在该年大气环流上季节变化推迟一个月,而且在大水持续期间,环流型式的稳定度也很显著。 最后,用简单的两层模式,计算了1954和1959年7月北半球加热场的分布,并将计算结果和多年平均情形比较,发现两者的偏差甚大。例如1959年7月加热场的分布和平均情况完全相反,在1954年7月加热场的分布却和多年平均的6月份情况相近。加热场的分布和该两月稳定的长波型式很相配合。     

东亚副热带西风急流与地表加热场的耦合变化特征

利用NCEP/NCAR月平均再分析资料，采用奇异值分解方法分析200 hPa纬向风场与东亚地表加热场的空间耦合变化特征，揭示影响东亚副热带西风急流位置及强度变化的加热关键区域。研究结果表明，冬季西太平洋黑潮暖流区是表面感热、潜热通量场的大值区，其加热强度主要影响东亚副热带西风急流的强度变化，当加热增强（减弱）时，急流加强（减弱）。热带和副热带地区地表加热的反相变化对应纬向风的整体一致变化，且影响关键区在热带地区， 这种耦合分布型主要体现为年代际的变化特征。夏季，海陆感热加热差异主要影响中低纬纬向风的变化，而影响急流位置南北移动的加热关键区位于阿拉伯海及印度半岛北部，这种加热分布体现感热的局地性变化，可能与高原大地形分布有关。由于夏季降水的不均匀性，潜热加热与200 hPa纬向风场的耦合关系较为复杂。通过分析加热异常年的环流形势差异发现，对流层中上层经向温差对地表加热场异常变化的响应是导致高层纬向风变化的原因，这种地面加热变化导致高层温度场及流场的响应可通过热力适应理论得到较好的解释。     

青藏高原夏季500hPa纬向风的时空演变特征及其与我国降水的关系

本文利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国160个测站月降水资料, 采用经验正交函数分解 (EOF)、相关分析、合成分析等方法, 对青藏高原夏季500 hPa纬向风近59年来的年际、 年代际变化趋势及其与我国降水的关系进行了分析。时空演变特征的分析结果表明: 自1950年以来, 青藏高原夏季500 hPa纬向风总体呈现减弱趋势, 其中在1950年代西风偏弱, 1960年代西风明显偏强, 1970年代至21世纪初西风一直处于偏弱阶段; 纬向风变化趋势的空间分布表现为高原大部分区域上空纬向风呈现减弱趋势, 其减弱趋势由东南向西北递增, 高原西北部及中部地区减弱趋势最为明显; 对高原夏季500 hPa纬向风距平时间序列作EOF分解, 得出第一特征向量的空间分布表现为整体减弱型, 其时间权重系数呈现长期正趋势; 时间系数的11年滑动平均分析表明1950年代后期到1960年代中后期纬向西风整体增强趋势比较明显, 1960年代末到21世纪初为西风减弱阶段, 且期间没有出现明显的上升或下降趋势; 时间系数的突变分析表明纬向风在1967年发生了一次较明显的减弱突变; 时间系数的小波分析表明其具有2~4年的周期, 这一周期成分在1950年代前期和1990年代末至21世纪初这两个时段比较显著。年际、 年代际尺度上高原夏季500 hPa纬向风减弱与我国降水关系的分析均表明: 高原纬向风减弱时长江中下游以北的我国部分地区降水偏少, 以东北和华北表现明显, 长江中下游以南地区降水明显偏多, 降水场与大气环流、 水汽通量散度场都有较好的配置关系。     

青藏高原中东部夏季降水变化及其与北大西洋涛动的联系

利用青藏高原中东部地区1961～1990年2000m以上的66个台站夏季（6～8月）降水资料分析了其时空变化特征,发现高原南北降水具有反向变化的特点;结合500hPa高度场及风场资料,讨论了造成高原中东部降水异常的环流特征,指出北大西洋涛动变化可能是影响高原中东部降水的重要原因之一。与北大西洋涛动相联系的中纬度西风异常,通过对高原的西风环流的动力作用的改变,进而引起高原南北槽脊系统的同时加强或减弱,最终造成高原南北部降水的相反变化。     

河北平原夏季旱涝与大气环流季节变化的关系

本文根据1951—1975年北半球500毫巴旬平均图和月平均图资料,分析了河北平原旱涝前期东亚上空强西风带的位置和强度随季节变化的特征,讨论了河北平原7—8月的降水与前期各月500毫巴高度场的相关分布及其天气学意义。发现东亚上空大气环流季节变化的过程与河北平原夏季旱涝有密切联系。并提供了一些预报指标,可作旱涝长期预报参考。     

资料

1983年7月500毫巴环流指数,环流特征量资料中央气象合环流指数西太平洋融热带高压东亚,{极涡月平均候平均四积指数强度指数西伸脊点脊线位置比匕界位置平均位置平均强度中』。位置{强度经度}纬度123456亚欧地区1zIMO。700。330。540。36仓一340。420。980。340一840。280 .500 .340。98O。243272105233155w70NIz工。O。630。300。400。330。390。300。960。410。4连0。370。580。230。990。16198子年7月亚洲地区逐日5的毫巴西风环流指数中央气象合仲朴123456789101112131唾1516171819202l2223242526272829306854了3103126125了328401 qj1…     

山东春季降水前期环流特征分析

西风带环流总是由纬向转为经向,再由经向转为纬向这样循环往复地变化着,因而西风指数也由高值到低值,再由低值到高值的变化。这种环流经向和纬向之间的转换,表现为西风带急流向南扩张及向北“收缩”的交替过程,急流向南扩张长波槽脊发展加深,振幅加大,西风指数减小;急流向北 “收缩”长波系统减弱,振幅减小,西风指数增大。这种环流变化的前期环流特征和后期的天气变化特点存在着内在的联系。为此,我们选前期环流指数和春季降水建立关系。这里西风环流指数是在500毫巴月平均图上,范围为45—65°N、60—     

藏北高原地面加热场的变化及其对气候的影响

利用 1994— 1996年在藏北高原五道梁所观测得到的地面能量收支资料 ,结合同期的大气环流进行了分析研究。结果表明 :高原北部地面加热场强度的变化与高原西部相似 ,而与高原主体东半部的变化相反 ;冬季前期 11月的地面积雪过程对决定整个冬季地面加热场的性质具有重要的意义 ;高原冬季地面热状况的异常 ,引起夏季加热场的异常 ,这可能是造成大气环流异常的原因之一 ,从而影响我国的气候环境 ,因此对高原地面加热场的监测可以为短期气候预测提供依据。     

线性回归集成在汛期降水预报中的应用

长期天气预报以什么作为预报因子更妥些?这里我们仅从某地区长期天气过程的演变,与大气环流中某些影响该地区长期天气过程变化的主要活动系统的变化,及其相互制约上来考虑问题。在500毫巴月平均图上,在亚欧范围内选取前期1—12月份各月500毫巴月平均图上十个关键区作预报因子,以此来表示主要活动系统,某地预报对象到底与前期那个月的500毫巴月平均图上     

一九七九年七月南北半球低纬季风区大气环流特征

本文应用华盛顿气象中心所发布的1979年7月逐日每5度经纬度网格点上风的资料(范围:35°S—35°N,0—180°E),算出各层(1000、700、500、200和100毫巴共五层)7月的平均合成风及u、v分量,分别绘成月平均流线图和u、v等值线图,并用球极坐标上的连续方程算出各层月的散度和垂直速度。根据上述计算结果,分析了1979年7月低纬度平均水平环流、垂直经圈环流和纬圈环流的特征,及其对降水分布的影响,同时为了阐明1979年7月大气环流的特点,把它与常年情况做了比较,发现1979年7月亚洲夏季风比常年弱,表现为风速小,季风层浅薄,水平范围也小,而且亚洲大部分地区降水为负距平,相应的低纬对流层各高度上的环流系统及经圈和纬圈环流也弱,南半球的副热带高压也弱,最大西风轴偏南。我们认为引起这一系列差异的主要原因,可能是1979年7月对流层高层青藏高压弱、中心位置偏西以及与之伴随的热带东风急流弱等原因造成。最后对青藏高压偏西、偏弱的原因进行了探讨。     

盛夏7月500hPa月平均环流场的EOF分析

使用1951—1992年共42年资料,利用自然正交函数(EOF)展开方法,对7月亚欧地区500hPa 高度场进行了分析,根据前3个特征向量及时间系数将7月月平均环流共划分为5种环流型,并研究了亚欧地区7月环流场的时空变化特征及其与我国降水的相关关系