影响东北的两个罕见气旋发展机制对比

2007年3月3—5日和2016年5月2—3日有两个气旋（简称C304和C502）在江淮流域生成后,以相似路径影响东北地区,但发展强度不同。利用常规观测资料和NCEP FNL分析资料,通过对涡度平流、温度平流、湿位势涡度及锋生函数等物理量进行诊断并结合高、低空环流形势对两个气旋发展动力机制进行对比分析,结果表明:C304低空温度平流在气旋发展初期起主要作用,高空正涡度平流为地面气旋发展提供高空辐散场,地面气旋中心上空垂直上升运动增强,对流层低层斜压性明显,气旋性涡度增加主要在对流层下层,低空斜压强迫是主要发展机制;C502低空温度平流弱,斜压性不明显,高空正涡度平流促使高空闭合环流发展,对流层上层有高湿位涡舌发展下垂并与对流层下层正湿位涡柱耦合贯通,垂直上升运动分布在地面气旋中心两侧,高空位涡下传是主要发展机制。两个气旋发生发展在对流层上层两支急流共存、急流非纬向性反气旋性弯曲环流形势下,对流层低层为气旋式环流背景。     

印度洋海气相互作用对热带夏季大气环流气候态的影响

利用分辨率较高的SINTEX-F(Scale INTeraction EXperiment-FRCGC) 海气耦合模式, 进行多组长时间积分模拟和理想试验, 分析研究热带印度洋海气耦合对夏季大气环流气候态的影响。主要结果有: (1) 热带印度洋海气相互作用使热带东印度洋产生明显的东风变化, 使热带中西太平洋赤道北部产生气旋性切变变化。 (2) 印度洋海气相互作用对大气环流气候态的影响绝大部分由于大气对海气相互作用的响应存在年际变化正负距平不对称性造成, 这种年际变化不对称性包括正偶极子与负偶极子的不对称、 海盆宽度正异常与海盆宽度负异常的不对称。 (3) 年际和季节内两种时间尺度海气相互作用对印度洋关键区大气环流平均态都有影响, 约各占60%、 40%; 季节内尺度海气相互作用对太平洋近赤道区大气环流平均态有重要影响; 年际尺度海气相互作用对太平洋赤道外地区大气环流平均态有重要影响。热带印度洋年际尺度、 季节内尺度海气相互作用对大气环流气候态的影响, 都存在年际变化以及年际变化正负距平不对称性。这两种尺度海气相互作用主要通过年际变化正负距平不对称性而对大气环流平均态产生影响。     

太平洋经向模态对西北太平洋热带气旋影响的数值模拟研究

在分析研究太平洋海气耦合经向模（Pacific Meridional Mode——PMM）和西北太平洋生成热带气旋频数变化关系的基础上,利用NCAR的大气环流模式CAM3模拟研究了太平洋海气耦合经向模态对西北太平洋生成热带气旋的影响。结果表明,海气耦合的经向模态通过影响热带气旋生成的大尺度环境从而影响热带气旋的频数和强度。在模式中当增加了PMM的海温强迫后,纬向风切变变小,对流层中低层相对湿度变大,热带西太平洋对流层低层出现西风异常,在西北太平洋地区形成一个异常的气旋性环流,并且匹配有较大的正涡度异常;对流层高层出现赤道东风异常和一个与低层气旋性环流相匹配的反气旋性环流,有利于对流活动的发展,从而有利于热带气旋的生成和发展。在增加了PMM的海温强迫的试验中,热带气旋中心的海平面最低气压降低,850 hPa中心附近最大切向风速增加,气旋中高层的暖心强度增强。热带气旋强度总体增加。数值模拟结果与资料分析相互映证,揭示了太平洋经向模态对西北太平洋热带气旋有重要影响。     

辽宁省特大暴风雪(雨)极端天气个例诊断分析

利用常规观测资料、T213物理量产品,结合分析FY-2C水汽图像,对2007年3月3～5日辽宁省特大暴风雪（雨）极端天气事件的环流背景、影响系统及成因进行了诊断分析。结果表明：①这次极端天气事件发生在前期北半球环流呈现高指数特征,全国大部分地区异常偏暖的背景下,暴雪（雨）伴随大风和剧烈降温天气;②江淮气旋是主要影响系统;高层正涡度平流及低层暖平流的共同作用是江淮气旋生成和发展的主要原因;③低层辐合和高层辐散配置导致的强垂直上升运动是暴雪（雨）形成的动力机制;④江淮气旋生成在高层副热带西风急流和极锋急流之间,在从副热带急流出口区北侧移向极锋急流入口区南侧,低空西南风急流左侧移向左前方过程中强烈发展;⑤干侵入是气旋进一步发展的重要特征;⑥低空西南风和东南风急流向暴雪（雨）区提供了丰沛的水汽,暴雪（雨）发生在850hPaθsc暖湿舌里,降水性质与850hPa温度有直接关系;⑦剧烈降温发生在长波槽发展东移引导极地冷空气南下,地面形成强冷高压形势下,强烈发展的气旋以及与强冷高压之间的强气压梯度造成强风天气。     

2017年秋季海洋天气评述

2017年秋季（9—11月）大气环流特征为：北半球环流形势,极涡呈偶极型分布,中高纬西风带呈4波型分布,且强度较夏季增强;9—10月,副热带高压明显偏西,强度接近常年,热带气旋活动频繁;中高纬度西风带较为平直,槽脊活动不明显;11月,经向环流增大,冷空气势力增强。我国近海海域主要有14次8级以上大风过程,其中热带气旋大风有9次,冷空气大风有11次,两者共同影响下的大风过程7次。有24次2 m以上的大浪过程。未出现雷暴大风和大范围的海雾过程。期间,西北太平洋和南海共生成11个热带气旋,其他海域共有热带气旋18个,分别为：北大西洋9个、东太平洋7个、印度洋2个。海表温度整体呈下降趋势。     

西北太平洋热带气旋对东亚大气环流的影响

使用1960—2015年6—10月上海台风研究所(CMA-STI)整编的热带气旋最佳路径数据集和NCEP/NCAR再分析资料,借助相关性分析、典型相关分析、耦合场分离方法等统计学方法研究了热带气旋对东亚大气环流的影响。主要结论如下:热带气旋活动增强使得对流层高层温度增加,低层温度降低;对位势高度场的影响主要是使得位势高度降低,最大的影响区在500 hPa;分析东亚大气环流与热带气旋之间的耦合相互作用发现,大气环流和热带气旋相互反馈作用较强的区域往往也是热带气旋对大气环流独立影响较强的区域。两者相互耦合影响部分的解释方差(4%～7%)明显小于单方面由热带气旋引起的大气环流变化部分的解释方差(12%～18%)。     

全球热带气旋活动与全球气候变化相关特征

阐述全球气候变化对全球热带气旋活动的影响在国际上取得的进展。从3方面进行综合分析：（1）气候变化特征对全球热带气旋的影响；（2）热带气旋活动的年际变化和年代际振荡以及影响因子；（3）热带气旋活动与全球气候变化方面的数值模拟进展。总结国际上在这一领域取得的研究进展，全球气候变化主要以全球大气环流、海气相互作用、全球海面温度以及温盐环流（Thermohaline Circulation）这4个方面相互影响及其共同作用，可对全球热带气旋活动的发生频率、强度、路径趋势和登陆地区产生影响。     

影响我国东部沿海的气旋大风

本文使用1959—1988年共30年的资料,对黄河气旋、江淮气旋、东海气旋造成我国东部沿海的1032个气旋大风过程,从沿海气旋大风的气候规律、地理分布、风向频率、持续时间、气旋活动以及气旋大风形势特点等几方面进行综合分析,提供了一些关于我国东部沿海气旋大风的天气气候概况。     

2018年秋季海洋天气评述

2018年秋季（9—11月）大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,中高纬度西风带呈5波型分布,且强度较夏季增强。9—10月,副热带高压位置偏西,强度偏强,热带气旋活动频繁;中高纬度西风带较为平直,槽脊活动不明显;11月,经向环流增大,冷空气势力增强。我国近海海域出现了13次8级以上的大风过程,其中6次主要是由冷空气和热带气旋共同影响造成的,冷空气大风过程有5次,热带气旋影响的大风过程有2次。我国近海浪高在2 m以上的海浪过程有10次。西北太平洋和南海共生成8个台风和1个热带低压,全球其他各大洋共有28个热带气旋,较常年偏多。海面温度整体呈下降趋势。未出现雷暴大风和大范围的海雾过程。     

2019年秋季海洋天气评述

2019年秋季（9—11月）大气环流特征为：北半球极涡呈绕极型分布,中高纬度环流呈4波型。随月份增加,欧亚大陆中高纬度环流的经向度不断加大,冷空气势力增强,但仍较历史平均偏弱。西太平洋副热带高压较历史平均偏强,热带气旋活动频繁。我国近海出现了17 次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程有9次,热带气旋大风过程4次,冷空气与热带气旋共同影响的大风天气过程3次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程1次。西北太平洋和南海共生成16个热带气旋,全球其他海域生成热带气旋 27个。我国近海浪高在2 m以上的海浪过程有9次。秋季,我国近海海域海面温度逐月下降,北部海域的降温幅度明显大于南部海域。     

2020年春季海洋天气评述

2020年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡为单极型分布,极涡较常年平均值偏强,中高纬度西风带呈现为3波型。3月,影响我国的冷空气总体多而不强,对北方海域影响较大。4月,我国近海海域上空为经向型环流,有利于冷空气南下。5月,影响我国近海的冷空气较弱,以温带气旋影响为主。我国近海出现了13次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程4次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程5次,温带气旋影响的大风过程4次。春季共有7次海雾过程,3月3次,4月1次,5月3次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有10次,大浪日数偏少。西北太平洋和南海共生成1个台风。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,且北方海域升温幅度大于南方海域。     

春季中国东部海域气旋急流在气旋发展中的作用研究

对2008—2014年中国东部海域春季海上发展气旋进行了统计与诊断分析。结果表明:1)这类气旋属于较浅薄的低值系统,垂直伸展高度多在600 h Pa以下,水平尺度多在1 500 km以内。伴随的强天气为大风、大浪与强降水,落区主要位于气旋东南部。2)气旋环流各层的大风急流区构成了气旋的东南部位,称为气旋急流。从高层到低层,气旋急流轴在垂直方向上呈逆时针旋转,形成气旋上大下小的漏斗形状。3)气旋急流左侧的气旋式切变有利于气旋中心强度的维持,上层气旋急流左侧对应下层气旋急流前部流速辐合区,有利于气旋式动力抽吸及在气旋东南部形成强的垂直上升运动区。各层气旋急流配置导致气旋的非对称结构,以及气旋要素的非对称分布。气旋急流向气旋中输入螺旋度以及充足的水汽,并在东南部强烈抬升,增强了凝结潜热释放,从热力和动力两方面促进气旋发展及强天气落区。4)春季下垫面温度分布(锋区)有利于气旋急流的增强,并通过西北部非绝热冷却和东南部非绝热加热,增强气旋斜压性。高空环境西风急流位于气旋右侧,形成了整层偏差风辐合,有效增强低层气旋急流。同时高空动量下传位于气旋西侧,首先增强气旋西北部的弱流部分(即气旋螺旋结构的下沉支),进而增强整个气旋的螺旋环流,促使气旋急流也从下层开始增强。     

NUMERICAL STUDY ON THE EFFECTS OF SEA SURFACE TEMPERATURE ON TROPICAL CYCLONE INTENSITY-PART I:NUMERICAL EXPERIMENT OF THE TROPICAL CYCLONE INTENSITY RELATED TO SST *

In the context of a model of tropical cyclone intensity based on an improved meso-scale atmospheric model, numerical simulation is performed of the track and intensity variation of tropical cyclones(TC) arising from sea surface temperature(SST) variation over a specified sea region. Evidence suggests that the model is capable of modeling quite welt the track and intensity of TC:SST variation leads to an abrupt change in the cyclone intensity:the response of the cyclone to the abrupt SST change lasts 8-12 h.     

1977-2008年北印度洋热带气旋统计特征分析

采用美国联合台风警报中心（JTWC）提供的北印度洋1977-2008年热带气旋资料、NOAA提供的1982-2008年高分辨率合成资料和NCEP提供的1982-2008年全球再分析资料,对北印度洋上167个热带气旋个例进行了统计分析,结果表明：1）北印度洋热带气旋通常发生在阿拉伯海东部和孟加拉湾中部,阿拉伯海上活动的热...     

A cyclone statistics for the Arctic based on European Centrere-analysis data

Summary  Based on the six-hourly re-analysis sea-level pressure data of the European Centre for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF) a cyclone statistics for the Arctic region north of 60° is elaborated for the period 1 November 1986 to 31 October 1991. For each low pressure center on a weather map its location, central pressure and horizontal pressure gradients in E, W, N, and S direction are determined. Furthermore, cyclone centers are followed with time to calculate trajectories, pressure tendencies, and lifetimes. A horizontal grid of 300 km × 300 km is used as unit area for the statistical computations. A unit area experiences about 20 cyclone passages per year (range 5–40). On the average, six cyclones occur simultaneously in the Arctic region. Lifetimes vary from 6 h to 15 days. The annual cyclone activity over the 5-year period is nearly the same. Cyclones are more frequent in summer (about 94 per month) than in winter (77 per month). In general summer cyclones are weaker than winter cyclones. On the average, the minimum central pressure during the lifetime of a cyclone is about 1000 hPa (typical range 980–1020) in summer and about 988 hPa (typical range 940–1030) in winter. In winter, a zone of high cyclone frequency extends from the region near Iceland over the Greenland Sea, Barents Sea, and Kara Sea to the Laptev Sea while the interior of the Arctic shows little cyclone frequency. In summer, the region near Iceland and the interior of the Arctic are separate centers of high cyclone frequency. Both in winter and summer very high cyclone frequencies are observed over the northern Baffin Bay. The regional distribution of mean central pressures and maximum pressure gradients roughly follows the distribution of cyclone frequencies except for the Baffin Bay cyclones which are generally weak. Cyclolysis dominates cyclogenesis over largest parts of the Arctic. Regions of high cyclone frequency are also regions of frequent cyclogenesis and frequent cyclolysis. One third of all cyclones is generated in a region with an already existing cyclonic circulation. Cyclones in the Fram Strait are studied in more detail because of their special impact on the ice export from the Arctic Ocean to the Atlantic Ocean. On the average, there are 5 cyclones per month. the cyclone frequency in the Fram Strait is higher during the winter period than during the summer period. This is in contrast to the overall Arctic frequency which is higher in summer than in winter. Cyclogenesis predominates in winter and cyclolysis in summer in the Fram Strait. The most frequent direction of motion is from SW to NE. Received November, 1999 Revised June 22, 2000     

Water Circulation Off the Northeastern Coast of Sakhalin during the Passage of Three Types of Deep Cyclones over the Sea of Okhotsk

Based on the numerical simulation of water circulation in the Sea of Okhotsk in 1986 to 2015, the impact of deep cyclones on the circulation off the northeastern coast of Sakhalin is studied. The circulation in the Sea of Okhotsk is simulated with the COSMO-Ru-INMOM-CICE model configuration, where the COSMO-Ru and INMOM resolve explicitly the mesoscale atmosphere and ocean dynamics and the CICE resolves the ice cover evolution. The extreme atmospheric events associated with the intensive cyclone activity over the Sea of Okhotsk during the cold season are classified. It is found that high velocity is typical of the cyclones coming to the sea from Sakhalin, and wind speed on the periphery is higher for the cyclones coming to the Sea of Okhotsk from the south and southwest. The analysis of water circulation response off the northeastern coast of Sakhalin demonstrates that the meridional current velocity on the shelf increased by several times from the sea surface to the bottom for all types of cyclones. On the edge of the shelf, southern currents intensified in the surface and bottom layers during the passage of cyclones and at the intermediate depths during the passage of fronts. On the continental slope, southern currents intensified in the surface, intermediate, and bottom layers depending on the type of extreme events.

     

Cyclones and Northern Hemispheric temperature

Summary The relationships between cyclone characteristics and Northern Hemispheric (NH) temperature during the period 1958–1987 are examined by an empirical procedure. The results tend to indicate an increase in the frequency of cyclogenesis in the NW Pacific region but a decrease over the East Asia continent during the period of NH warming. The number of intense and explosive cyclones over northwestern Pacific and shows a similar behaviour. These different responses of cyclone activities may be due to the different trend of the north-south temperature contrast over land and sea in the warm period. On the other hand, the increase of cyclone activities over NW Pacific was also related to the ENSO events, while ENSO has a substantial contribution to the atmospheric warming.With 5 Figures     

引发东北极端暴雪的黄渤海气旋爆发性发展机制

利用高分辨率观测资料和ERA5再分析资料, 分析造成2021年11月7—8日东北极端暴雪的温带气旋结构特征及爆发性发展机制, 结果表明:温带气旋发生在高空冷涡背景下, 地面气旋在黄海形成后出现爆发性快速增强并沿东北地区东部北上。地面降雪区主要分布在气旋西侧, 且降雪强度与气旋的发生发展密切相关;地面气旋在爆发性发展后由叶状云系演变为逗点涡旋云系, 并表现出明显的锋面断裂和暖锋包卷;其垂直结构也先后出现高空锋区断裂、干暖核形成和中性锢囚锋区加强;西伯利亚高压脊、华北高空槽和东北高压脊3个异常中心构成Rossby波列, 随着高度异常中心不断东移及波能量向下游地区频散, 华北高空槽区的波作用通量明显增大导致华北冷涡快速增强, 涡度因子的急剧增大有利于地面气旋爆发性发展;随着平流层位涡高值区沿等熵面不断向南发展和向下传播, 导致中层冷涡快速发展并向下伸展, 诱发地面气旋爆发性增强。     

基于引潮力的西北太平洋热带气旋特征研究

利用中国气象局提供的西北太平洋台风最佳路径数据集、欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5再分析资料、美国国家航空航天局（NASA）的HORIZONS系统天文资料,采用统计学方法,分析了1949—2019年西北太平洋生成的热带气旋路径上各节点所受引潮力,并诊断引潮力与大气环流之间的关系。结果表明：1）向上垂直引潮力越大,热带气旋生成数越多、增强速度越快,同时向西移速增大。水平引潮力方位角与热带气旋前进方向接近时,垂直引潮力增强的效果更明显。2）在西北太平洋热带气旋活跃期（7—10月）,向上的垂直引潮力有利于大气的上升运动,导致对流层中层（高层）辐合（辐散）,形成有利于热带气旋发展的环流配置结构。     

2019年春季海洋天气评述

2019年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,两个低值中心分别位于东、西半球,中高纬度呈4 波型。3月,亚洲中东部中高纬度的经向型环流利于冷空气南下。4月和5月,冷空气势力减弱,温带气旋活动增加。我国近海出现了17次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程6次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有3次,入海温带气旋大风过程8次。春季共有13次海雾过程,3月3次,4月6次,5月4次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有14次,台湾海峡周边海域的浪高较大。西北太平洋和南海没有台风生成,全球其他各大洋共有热带气旋 12个。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,且北方海域的上升幅度大于南方海域。