两次冷涌过程的分析

本文利用两次船舶航行实测资料及部分常规观测资料研究了两次冷涌过程的时—空结构。除进一步证实了冷涌具有重力波特征的论点外,还得出了几点初步结论:(1)这两次过程前缘的传擂速度为20—2米秒-1,很接近重力内波波速的动力气象理论值;(2)某海区冷涌到达之前的大气层结决定了冷涌是否具有重力波特征:(3)以重力波传播的冷涌比平流移动的更有效地把能量传至低纬洋面。      

海洋波浪谱模式(SOWM)资料的估价及应用

长期以来,洋面上气象资料主要来源于船舶及浮标观测.船舶观测资料年代长、数量大,但不定点、不连续,部分要素是用目测,夜间测量受到限制.浮标站、定点船观测所得的资料质量较高,但因数量太少,难以满足海洋气候分析、天气预报及工程设计的需要.近二十年来,许多国家相继研制了     

日本海洋气象自动观测固定浮标站

日本气象厅于1970年在日本海(39°N,133°30′E)建立了第一个海洋气象浮标站,即气象厅一号(JMA—01),紧接着于1971年在气象厅一号东北方向约150公里的地方(39°50′N,134°40′E)建立了气象厅二号(JMA—02)。气象厅一号是从1968年初开始由松下通信工业公司研制的。从1972年起,对二号浮标站的船体进行了所谓的大型化改造,制成了气象厅三号(JMA—03)大型浮标站,于1973年定位在四国南约500公里的太平洋上(29°59′N,135°30′E)。建立这类大型海洋气象自动观测浮标,也做为世界天气监视网(WWW)的观测计划之一,按此计划日本共建四个,即除JMA—03外,还包括1974年8月定位在东海(30°20′N 125°10′E)的     

春季中国大陆降水的特征及其与全球海温的关系

利用NOAA CMAP 1979—2010年逐月再分析降水资料、1978—2010年逐月ERSST资料和NCEP 850 h Pa再分析风场资料,研究了春季中国大陆的降水特征,及影响其降水的关键时段和关键海温区。结果表明,春季中国大陆降水偏多年和偏少年频次与强度都相当,年际变化明显。20世纪80年代前期降水偏多,80年代后期至90年代末降水偏少,2000年后至今降水偏多;降水主要有2个周期频段:8~10和3~4年。确定影响春季中国大陆降水的3个关键海温区:海区1:75°—180°E,30°S—30°N;海区2:150°—120°W,30°—60°N;海区3:180°E—130°W,20°S—20°N。不同海区海温在不同时期对中国大陆不同地区春季降水的影响有所不同。     

45年间影响中国东海附近海区热带气旋统计特征

根据1961-2005年有编号的热带气旋资料,从时间和空间两个方面统计分析了影响中国东海附近海区（117°-131°E,22°-33°N）的热带气旋特征。结果表明,统计区域内的影响热带气旋具有明显的年际变化特征,年平均频数为8.6个,年频数与厄尔尼诺具有很好的相关性,厄尔尼诺年为影响热带气旋少频年;影响热带气旋主要集中在6-10月,持续时间多在1-4天之间;影响热带气旋大多生成于菲律宾以东洋面和关岛附近洋面,从统计区域的南侧和东侧进入,主要有西北、东北和转向3条移动路径。     

淮河流域汛期暴雨与西太平洋海温关系

利用淮河流域172测站1960—2009年逐日气象资料和全球海温资料,通过对淮河流域汛期暴雨与前期西太平洋海温的相关分析来研究海温的变化对淮河流域汛期暴雨的影响。选取西太平洋海域（158°～170°E,8°～14°N）作为关键海区,前一年5—6月作为关键时段,通过分析发现海温偏低（高）年,淮河流域的绝大部分地区的暴雨量减少（增加）,淮河流域东北部呈现与其他地区反相的变化特征;在暴雨偏多（少）年,对应的前一年5—6月关键海区正好是海温偏高（低）。正是由于西太平洋关键海区持续的海温异常引起了次年汛期大气环流的异常,导致了淮河流域汛期暴雨的异常,这正是海温与暴雨具有很好相关的内在原因。     

拉萨河流域的气候特征

拉萨河是雅鲁藏布江五大支流之一,位于念青唐古拉山脉西段南侧。拉萨河流域南北宽218.2km(29°20′—31°18′N),东西长315.4Km(90°04′—93°21′E),面积约32526km~2,平均拔海高度在3600m以上。由于其间山峦重叠,高差悬殊,有16条支流呈叶脉状从左右岸汇入于流,地形十分复杂,形成一种独特的地方气候,本文根据流域内13个站点的资料,对拉萨河流域气候作一简述。 一、光照 1.日照时数 拉萨河流域是我国日照较多的地区之一。全年日照时数达2367—3169小时,从南向北递减。用拉萨站资料统计:农作物可以利用的日照时数(≥0℃期间)为2222小时,占全年总日照时数的73.7％,≥10℃期间日照时数为1163小时,占年日照时数的38.6％。 2.日照百分率 年平均日照百分率在55—73％之间。波峰出现在11月,波谷出现在7月,5月还有一个次波峰。     

热带西太平洋海面高度变化与华南3—4月降水异常的关系

随着海洋观测技术的进步,新的海洋数据在大气海洋研究中得到应用。卫星海面高度观测反映了海洋的热力及动力状况,是海洋状况的重要指标。利用多颗卫星观测融合的海面高度异常（Sea Level Anomaly,SLA）资料分析了海面高度异常与华南前汛期3—4月降水异常的关系。结果表明,从气候状况而言,华南前汛期3—4月降水的主要影响系统为西太平洋副热带高压（简称西太副高）,其外围的西南气流为华南提供充足的水汽输送;年际尺度,华南前汛期3—4月降水指数与850 hPa等压面上100~140 °E范围内的副高脊线的南北位置为显著负相关关系,与青藏高原东南侧（105~115 °E,20~25 °N）的西南风为显著正相关关系。利用大气向外长波辐射（OLR）及再分析资料的分析表明,西南太平洋（150 °E~170 °W,10~5 °S）的海面高度异常将引起菲律宾以东广大洋面上OLR异常及相应的潜热释放异常,当这一海域的海面高度偏高时,西太副高位置较常年偏北,青藏高原东南侧西南风将偏弱,不利于向华南地区的水汽输送及辐合,华南降水偏少。      

一种用程序推算沿海风速分布的方法

海上测风记录少,给分析预报带来困难。为此,本文利用70—75年3—5月,部分山东沿海、岛屿台站和船舶资料,通过对比分析,编制了这一利用单站风速,推算整个沿海和海区风速分布的程序。其用途有三种:     

云南初夏雨量与前期热带OLR的联系

利用热带海区１９７９—１９８８年１０年卫星观测的ＯＬＲ资料,结合同期１０年的云南降水资料,重点分析了南海和孟加拉湾海区的ＯＬＲ变化对后期云南降水的影响,发现南海、孟加拉湾海区的前期ＯＬＲ值高低与云南初夏少雨、多雨有密切的联系。     

环渤海区域强风过程的气候特征模拟分析

采用欧洲中期天气预报中心ERA-interim再分析资料驱动WRF模式,对环渤海区域1981—2012年123次强风过程进行了模拟,并对不同天气系统形势下环渤海区域强风过程的气候特征进行了分析,得到以下结论：1）WRF数值模式可以较好地模拟环渤海区域强风过程的发展演变特征。2）西北路冷锋过程引起的环渤海区域强风强度较其他过程偏强,强风集中在辽东半岛西部、渤海海峡和山东半岛东部。黄河气旋引起的强风过程与冷锋相比,分布特征有着明显的不同,强风主要集中在山东半岛东部及黄海海域,渤海海域的强风相对偏弱。3）强风过程存在明显的季节变化,秋冬季强风持续时间长,风速大,春季次之,夏季最弱。4）强风过程在渤海海域的最大风速呈增加趋势,而在渤海海峡以东海域和山东半岛南部呈减小趋势。     

2021年春季海洋天气评述

2021年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡为偶极型分布,极涡较常年平均值偏强,中高纬度西风带呈现4波型。3月,南下冷空气活动偏弱,月内海雾过程频发。4月,北部海域受高压影响,低层形势场稳定,冷空气活动减弱。5月,我国近海受温带气旋影响出现大风天气。春季我国近海出现了5次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程2次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程1次,温带气旋影响的大风过程2次。春季共有8次海雾过程,3月3次,4月2次,5月3次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有8次,大浪日数偏少。西北太平洋和南海共生成2个台风。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,东部和南部海域升温明显,南部和北部海域海面温度梯度増加。     

Wave trains over the sea due to sea breezes

Meteorological observation by a helicopter was carried out to investigate the structure of sea breezes over the coastal area of Tosa Bay in Shikoku island, Japan. Several groups of wave trains were found over the sea during a flight made on 25 November 1992. Not only the terrain barrier but the remaining cold air pools formed in valleys hindered further advance of the sea breeze inland, so that the presence of such wave trains may appear to be due to the effect of the secondary flow which supplies moister and cooler air from behind the sea breeze front.     

夏、秋季北极海冰异常与秋、冬季青藏高原极端低温日数的关系及影响机理

利用1979~2012年青藏高原125个基本、基准站观测日最高及最低气温数据、Hadley中心月平均海冰覆盖率资料、ERA-Interim的风场、高度场等再分析资料,根据相关统计分析、合成分析等方法系统地分析了青藏高原地区秋、冬季冷昼和冷夜日数(低温日数)与关键影响海区海冰的关系及影响机理。结果表明,夏、秋季关键海区海冰偏少时,秋、冬季极地和青藏高原地区500 h Pa位势高度减小,中高纬西伯利亚地区位势高度增强,北极至青藏高原有明显由北向南波动通量,高压反气旋系统在西伯利亚地区形成与壮大,青藏高原以北风场呈现明显偏北风,Rossby波在青藏高原及其以北地区呈现由北向南波动形式,青藏高原以北的西风带地区Rossby波东传减缓,导致经向活动加强,北部冷空气易于通过气流向高原侵袭,秋、冬季青藏高原低温日数将偏多。     

秋季北极海冰对中国冬季气温的影响

利用海冰资料、中国地面气候资料、环流特征量资料及NCEP/NCAR再分析资料,研究了秋季北极海冰变化对中国冬季平均气温、日气温变率以及异常低温天气的影响。分析结果表明,秋季北极海冰异常偏多年中国冬季常为暖冬;异常偏少年中国冬季常为冷冬,且异常低温天气出现频率更高,常发生低温灾害事件。秋季北极海冰通过影响后期的北半球极涡、东亚冬季风和西伯利亚高压进而影响中国冬季的平均气温,且通过影响冬季异常强西伯利亚高压的出现频次,影响中国冬季异常低温天气的发生频次。合成分析结果表明,秋季北极海冰异常偏少年的冬季,中国以北亚欧大陆高纬度的偏北风较强,且中国及其以北的中高纬度地区空气异常偏冷,导致极地和高纬度的冷空气易向南爆发,造成中国冬季气温偏低,异常低温天气频发。     

近30多年中国东北地区春季寒潮的年代际变化及其可能原因

利用1979~2011年中国东北地区119站气温观测数据,对东北春季寒潮的年代际变化特征进行了分析,并在此基础上通过分析大气环流及北极海冰的变化,对寒潮年代际变化的可能原因进行了探讨。结果表明,东北地区春季寒潮的频次及强度在20世纪80年代末和21世纪初均有明显年代际转折,即20世纪90年代寒潮频次减少而强度增加,21世纪初寒潮频次有所回升但强度减弱。北极新地岛地区海冰的变化可能是造成我国东北地区寒潮活动年代际变化的原因之一。20世纪90年代新地岛附近海冰迅速减少,地表温度明显升高,而高纬海平面气压偏低,此处冷空气不易南下,同时东亚大槽偏强,冷空气强度增加。21世纪初该区海冰减少趋势减缓,冷空气频次有所回升,强度减弱。     

Thermal effect of the sea breeze on the structure of the boundary layer and the heat budget over land

The daytime boundary-layer heating process and the air-land heat budget were investigated over the coastal sea-breeze region by means of observations over the Sendai plain in Japan during the summer. In this area, the onset of the sea breeze begins at the coast around 0900 LST, intruding about 35 km inland by late afternoon. The cold sea breeze creates a temperature difference of over 10°C between the coastal and inland areas in the afternoon. On the other hand, warm air advection due to the combination of the counter-sea breeze and land-to-sea synoptic wind occurs in the layer above the cold sea breeze in the coastal region. Owing to this local warm air advection, there is no significant difference in the daytime heating rate over the entire atmospheric boundary layer between the coastal and inland areas. The sensible heat flux from the land surface gradually decreases as distance from the coastline increases, being mainly attributed to the cold sea breeze. The daytime mean cold air advection due to the sea breeze is estimated asQ _adv ^local =–29 W m^–2 averaged over the sea breeze region (035 km from the coastline). This value is 17% of the surface sensible heat fluxH over the same region. The results of a two-dimensional numerical model show that the value ofQ _adv ^local /H is strongly affected by the upper-level synoptic wind direction. The absolute value ofQ _adv ^local /H becomes smaller when the synoptic wind has the opposite direction of the sea breeze. This condition occurred during the observations used in the present study.     

A Numerical Study of Sea-Fog Formation over Cold Sea Surface Using a One-Dimensional Turbulence Model Coupled with the Weather Research and Forecasting Model

The formation mechanism of a cold sea-fog case observed over the Yellow Sea near the western coastal area of the Korean Peninsula is investigated using numerical simulation with a one-dimensional turbulence model coupled with a three-dimensional regional model. The simulation was carried out using both Eulerian and Lagrangian approaches; both approaches produced sea fog in a manner consistent with observation. For the selected cold sea-fog case, the model results suggested the following: as warm and moist air flows over a cold sea surface, the lower part of the air column is modified by the turbulent exchange of heat and moisture and the diurnal variation in radiation. The modified boundary-layer structure represents a typical stable thermally internal boundary layer. Within the stable thermally internal boundary layer, the air temperature is decreased by radiative cooling and turbulent heat exchange but the moisture loss due to the downward vapour flux in the lowest part of the air column is compensated by moisture advection and therefore the dewpoint temperature does not decrease as rapidly as does the air temperature. Eventually water vapour saturation is achieved and the cold sea fog forms in the thermal internal boundary layer.     

亲潮延伸体海区一次海雾过程的观测研究

西北太平洋是全球海雾最多的海域,但由于观测资料匮乏,对开阔大洋上海雾形成机理的个例研究很少。2019年9月12—14日,中国北极科考船“向阳红01号”在亲潮延伸体水域捕捉到一次海雾事件。主要利用船载观测数据,分析了海雾形成的物理过程。结果表明,这是一次温带气旋的暖锋和局地海洋锋(海面温度锋)共同影响下的海雾过程。伴随暖锋的偏南气流将暖湿空气向北输送,在亲潮延伸体区,海面空气增湿效应大于增温效应,导致相对湿度不断增加接近饱和。北上暖空气遇到较冷水域上空的冷空气团,向上爬升形成大范围锋面逆温;局地海洋锋强迫出大气边界层内的次级环流,其下沉支使该锋面逆温层底的高度进一步降低,有利于雾滴局限在近海面成雾,雾区出现于暖锋锋面过后局地海洋锋的冷水侧。这项研究明确了海雾形成过程中作为背景环流的大气暖锋与作为局地强迫项的海洋锋的贡献,可为海雾预报提供新的理论支撑。     

The impact of Arctic sea ice on the Arctic energy budget and on the climate of the Northern mid-latitudes

The atmospheric general circulation model EC-EARTH-IFS has been applied to investigate the influence of both a reduced and a removed Arctic sea ice cover on the Arctic energy budget and on the climate of the Northern mid-latitudes. Three 40-year simulations driven by original and modified ERA-40 sea surface temperatures and sea ice concentrations have been performed at T255L62 resolution, corresponding to 79?km horizontal resolution. Simulated changes between sensitivity and reference experiments are most pronounced over the Arctic itself where the reduced or removed sea ice leads to strongly increased upward heat and longwave radiation fluxes and precipitation in winter. In summer, the most pronounced change is the stronger absorption of shortwave radiation which is enhanced by optically thinner clouds. Averaged over the year and over the area north of 70° N, the negative energy imbalance at the top of the atmosphere decreases by about 10?W/m² in both sensitivity experiments. The energy transport across 70° N is reduced. Changes are not restricted to the Arctic. Less extreme cold events and less precipitation are simulated in sub-Arctic and Northern mid-latitude regions in winter.