中国东南部与川渝陕甘地区夏季降水 30～60天CISO的反相现象

利用1979～2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料和我国753站逐日降水资料,研究了中国东南部和川渝陕甘地区夏季降水30～60天气候季节内振荡（Climatological IntraSeasonal Oscillation,CISO）的反相现象。结果显示两个区域夏季降水CISO在7月中旬之前存在显著的反相关系,且在传播特征上有明显差异。川渝陕甘地区降水局地低频振荡显著,中国东南部降水CISO北传特征清晰。低频环流分析表明,对流层低层低频槽、脊的更替形成了川渝陕甘地区降水CISO的“驻相”振荡,低频气旋式、反气旋式环流位置的移动则产生了中国东南部降水CISO的北传。CISO垂直环流显示上升支与下沉支正好处于川渝陕甘地区与中国东南部,较好地反映了低频降水在两区域的相反变化。中国东南部、长江中下游与川渝陕甘地区三者之间存在动力学上的关联,这可部分地解释川渝陕甘地区和中国东南部之间降水CISO的反相关系。这种反相关系的形成还与气候态下的西太平洋副热带高压和贝加尔湖附近大陆高压脊的季节内变化有关。揭示中国东南部与川渝陕甘地区之间降水CISO的反相现象对于丰富人们对我国夏季风区低频振荡局地特征的认识和理解降水季节内振荡产生机制有重要意义。     

中国东南部与川渝陕甘地区夏季降水30～60天CISO的反相现象

利用1979~2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料和我国753站逐日降水资料,研究了中国东南部和川渝陕甘地区夏季降水30~60天气候季节内振荡(Climatological IntraSeasonal Oscillation,CISO)的反相现象。结果显示两个区域夏季降水CISO在7月中旬之前存在显著的反相关系,且在传播特征上有明显差异。川渝陕甘地区降水局地低频振荡显著,中国东南部降水CISO北传特征清晰。低频环流分析表明,对流层低层低频槽、脊的更替形成了川渝陕甘地区降水CISO的"驻相"振荡,低频气旋式、反气旋式环流位置的移动则产生了中国东南部降水CISO的北传。CISO垂直环流显示上升支与下沉支正好处于川渝陕甘地区与中国东南部,较好地反映了低频降水在两区域的相反变化。中国东南部、长江中下游与川渝陕甘地区三者之间存在动力学上的关联,这可部分地解释川渝陕甘地区和中国东南部之间降水CISO的反相关系。这种反相关系的形成还与气候态下的西太平洋副热带高压和贝加尔湖附近大陆高压脊的季节内变化有关。揭示中国东南部与川渝陕甘地区之间降水CISO的反相现象对于丰富人们对我国夏季风区低频振荡局地特征的认识和理解降水季节内振荡产生机制有重要意义。     

夏季南亚高压与川渝地区降水的关系研究

利用我国160个测站中川渝地区的代表站及NCEP/NCAR再分析资料,研究了盛夏川渝地区降水与南亚高压东西振荡关系及其可能产生的影响.结果表明:川渝降水变化存在与南亚高压相适应的时间尺度,即准5年尺度、准10年尺度.在准5年尺度上,20世纪90年代中期以前,南亚高压东西振荡表现的位相与盆地东部降水变化位相相反,与盆地西部降水变化呈正位相,90年代末期以后与川渝地区降水变化位相趋势一致,但与四川西部高原降水的位相关系对应不明显.在年代际尺度,川渝盆地东、西部和川西高原三地降水变化存在与南亚高压东西振荡相一致的位相,说明年代际尺度变化中,当南亚高压长期表现为东伸模态,川渝降水呈总体偏多趋势.同时,川渝地区的降水变化与100hPa上高压两侧及中低层四川上空风场变化有显著的遥相关,在"东涝西旱"年份,南亚高压16800 gpm线位于四川与重庆交界上空,在"西涝东旱"年份,南亚高压16800 gpm线位于湖北西部上空,在两地降水差异显著年,南亚高压东西振荡主要表现在川渝盆地上空摆动,用16800 gpm线定义的东西振荡指数对认识川渝地区降水异常有很好的指示意义.     

2006年川渝地区高温干旱特征及其成因分析

2006年夏季,四川、重庆发生了50年一遇的高温大旱.利用中国730站中川渝地区58个测站2006年1月1日～9月8日的逐日降水、日最高气温和NCEP再分析资料,探讨了这次高温干旱的特征及成因机理,重点分析了西太平洋副热带高压和大陆副热带高压的异常活动以及西风带与热带环流的特征.研究指出,东亚西风带扰动偏弱、偏北,青藏高原低涡活动减弱,使得川渝地区上空长时间受强大的副热带高压控制;2006年夏季副热带高压的加强和维持与菲律宾以东洋面及南海地区的对流加强、孟加拉湾地区降水异常增多导致的加热场异常密切相关.     

2006年川渝地区夏季干旱的成因分析

利用NCEP/NCAR再分析月平均资料、全国160站降水资料、向外长波辐射OLR（outgoinglongwave radiation）资料和所计算的热源资料,分析了2006年夏季东亚大气环流的异常特征,并研究了热力异常与川渝地区夏季降水的关系。结果表明,2006年夏季由南向北的水汽输送较常年偏弱;西太洋副热带高压较常年异常偏强,脊线位置明显偏北,川渝地区受高压系统影响盛行下沉气流,中高纬环流场则表现为乌拉尔山地区和东北亚区域无明显阻塞高压形势,冷空气活动比常年弱;南亚高压比常年偏北偏强,持续控制川渝地区;2006年夏季青藏高原热源偏弱,热带西太平洋暖池区热源偏强,是引起西太平洋副热带高压偏北偏强的重要原因之一。川渝地区夏季降水与西太平洋副热带高压的异常变化有密切关系,川渝地区夏季干旱年,西太平洋副热带高压偏北,并且引起西太平洋副热带高压偏北的原因与2006年类似。     

夏季青藏高原上空30～50天大气低频振荡与南亚高压活动的关系

分析了1981年、1982年两年5-9月青藏高原地区上空大气低频振荡特征.夏季青藏高原地区上空是30-50天厚度低频振荡的活跃区和显著区,但低频振荡的位置、范围和强度存在明显年际变化.并且,高原地区上空30-50天厚度低频振荡与南亚高压活动密切相关,表明夏季高原热状况的低频分量对北半球大气环流变化有重要影响,具有明确的天气气候学意义.     

夏季青藏高原上空30～50天大气低频振荡与南亚高压活动的关系

分析了１９８１年、１９８２年两年５－９月青藏高原地区上空大气低频振荡特性。夏季青藏高原地区上空是３０－５０天厚度低频振荡的活跃区和显著区,但低频振荡的位置,范围和强度存在明显年际变化。并且,高原地区上空３０－５０天厚度低频振荡与南亚高压活动密切相关,表明夏季高原热状况的低频分量对北半大气环流变化有重要影响,具有明确的天气气候学意义。     

1983与1985年夏季北半球500hPa高度场大气低频波的振荡特征

本文利用观测资料分析了1983与1985年夏季半球500hPa高度场大气低频波的振荡特征。结果表明，1983年（厄尔尼诺年）夏季热带中、东太平洋和印度洋以及东亚季风区上空的低频振荡比1985年（反厄尔尼诺年）夏季的低频振荡强，而热带西太平洋的情况恰好相反。这是由于反厄尔尼诺年夏季热带西太平洋对流活动强盛所致。分析结果还表明：1983年夏季低频波基本上是东传的；1985年夏季，在中高纬度地区低频波主要还是东传，热带是西传。西藏高原是大气低频振荡的汇区。     

1983与1985年夏季北半球500hPa高度场大气低频波振特征

本文利用观测资料分析了１９８３年１９８５年夏半半球５００ｈＰａ高度场大气低频波的振荡特征。结果表明，１９８３年（厄尔尼诺年）夏季热带中、东太平洋和印度洋以及东亚季风区上空的低频振荡比１９８５年（反厄尔尼诺年）夏季的低频振荡强，而热带西太平洋的情况恰好相反。这是由于反厄尔尼诺年夏季热带西太平洋对流活动强盛所致。分析结果还表明：１９８３年夏季低频波基本上是东传的；１９８５年夏季，在中高纬度地区低频波主     

1998年京津冀夏季风的低频振荡与降水的特征

使用美国NCAR 1998年再分析资料, 研究了京、津、冀夏季风的低频振荡和低频降水的特征。结果表明, 京、津、冀1998年夏季风存在15~35天的低频振荡, 5~6月低频降水较弱, 7~8月低频降水较强, 低频降水的传播路径倾向于与其上空200 hPa低频辐散带的传播路径相一致, 京、津、冀地区水汽主要来自南部边界和西部边界, 南风低频水汽输送变化对低频多雨期发生发展具有指示意义。     

2007年夏季淮河流域洪涝与亚洲地区大气低频振荡的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料和我国地面观测站的逐日降水资料, 研究了2007年夏季淮河流域洪涝与亚洲地区大气低频振荡的联系, 通过分析研究表明: 2007年夏季淮河流域降水低频振荡的主要周期是30～70天, 该低频序列的方差大约占了总方差的47%; 在降水低频振荡的位相5～8 (1～4), 亚洲季风区从阿拉伯海北部经孟加拉湾到我国南海地区, 以及我国淮河流域经渤海到日本地区主要受低频热源 (热汇) 的控制; 并且在极大降水位相7, 我国东部地区 (10°N～45°N, 110°E～120°E), 从北到南, 〈Q1〉低频分量的分布呈负正相间的低频热汇、 热源、 热汇、 热源形式(位相3则呈相反的分布形式); 在位相5～8 (1～4), 亚洲季风区〈Q1〉低频分量的分布有利于 (不利于) 气流向淮河流域汇合并形成辐合上升; 受低频环流变化的影响, 在位相5～8, 大量的水汽被输送到淮河流域, 辐合上升形成降水; 相反, 在位相1～4, 来自西太平洋上的水汽在该地区辐散, 不利于降水的发生。     

VARIATIONS OF 30—60 DAY OSCILLATION IN ATMOSPHERE BEFORE AND DURING 1982 EL NINO*

By using the upper-wind data from July 1980 to June 1983,the variations of the low-frequency oscillation(LFO) in the atmosphere before and during 1982 El Nino have been investigated.Before the El Nino,the LFO propagates from west to east over the equator of the Eastern Hemisphere and from east to west over 20°N.The eastward propagating LFO over the equator consists of zonal wavenumber 1 propagating eastward and zonal wavenumber 2 with a character of stationary wave.The oscillation of zonal wavenumber 2 can modulate the oscillation strength.After the onset of the El Nino,the propagating directions of the LFO over the equator and 20°N of the Eastern Hemisphere change to be westward and eastward,respectively.The LFO over the western Pacific weakens rapidly and one coming from middle and high latitudes propagates to the equator.From the phase compositions of streamline fields for the zonal wavenumber 1 of equatorial westward propagatirg LFO,it is found that the atmospheric heat source in the equator of the eastern Pacific(EEP)excites a series of the equatorial cyclones and anticyclones which move northward and westward and form the westward propagating LFO over the equator.With the wavelength of 20000km,this kind of equatorial wave is similar to the mixing Rossby-gravity wave.In its westward and northward movement,the circulation in East Asia is modified.This may be the mechanism of the influence of El Nino on the climate of China.     

ANALYSIS OF LOW-FREQUENCY OSCILLATIONS FOR THE SOUTH CHINA SEA SUMMER MONSOON IN 1998

1INTRODUCTIONLocatingatthesoutheasternpartofAsia,theSouthChinaSea(SCS)linkstheIndianOceanandwesternPacificandimmediatelyborderswiththeSouthAsiamonsoonregion.ItisanimportantlocationinwhichtheEastAsiamonsoonsysteminteractswiththeIndianOceanoneandamostdirectsourceofmoistureforthesubtropicalmonsoonsysteminEastAsia.TheSCSmonsoonanomaliescandirectlyaffectonthetemporal-spatialdistributionofprecipitationinthesouthofChinaandtheChangjiangRivervalleysothatseriousfloods/droughtsarecaused.Com…     

A Study of the Characteristics of the Low-Frequency Circulation over the Tibetan Plateau and its Association with Precipitation in the Yangtze River Valley in 1998

The propagation characteristics of the atmospheric low frequency (LF, 30--60 days) oscillation (LFO) around the Tibetan Plateau from troposphere to stratosphere and its relationship with the floods over the mid-lower reaches of the Yangtze River in the summer of 1998 are studied, based on the GAME dataset from Meteorological Research Institute (MRI)/Japan Meteorological Agency, the TRMM satellite rainfall and the 730-station precipitation over China. The results show that the zonal propagation direction of LFOs in horizontal winds varies with seasons in the troposphere during May to August in 1998. The eastward propagation of LFOs is remarkable before the start of the rainy season in the Tibetan Plateau and the eastern Asian continent, while the westward propagation is significant after the start date. The northward LFOs from the south side of the plateau and the southward LFOs from the north are both significant before and after the start date. The plateau is a LFO sink in the meridional and zonal directions, but the west part of it is an intensifying area for the continual westward LFOs only after the start of the rainy season. Besides, the strongest LFOs occur at the tropopause (100 hPa) and rapidly decay after entering the stratosphere. The rainfall over the mid-low reaches of Yangtze River in the summer of 1998 exhibits two LFO cycles. According to the phases of the two rainfall LFO cycles, the composite analysesof precipitation distribution, LF circulations at 500 and 100 hPa,and LF vertical motion along 30°N are performed. It is the joint effect of the mid-upper tropospheric strong 30--60-day filtered cyclone (anticyclone) over the eastern plateau and the LFO anticyclone (cyclone) over the west subtropical Pacific that induces the whole layer LF descending (ascending) motion over the mid-lower reaches of Yangtze River, which provides the favorable condition for the break (maintenance) of precipitation.     

LOW-FREQUENCY OSCILLATION AND MECHANISM OF VERTICAL CIRCULATION OF EASTERN ASIAN MONSOON*

Analysis is performed of low-frequency oscillation (LFO) and its relation to monsoon by means of ECMWF numerical prediction data in the period 1 June to 30 September 1984,indicating that remarkable local LFO exists in the vertical meridional and equatorial zonal circulations.And preliminary discussion is made of the origin of the LFO of the East-Asian summer monsoon meridional circulation in the LFO of the mid and upper troposphere vertical motion around 30°S.The LFOs in the meridional circulations of both hemispheres are linked together by the LFO of the meridional circulation.Finally the possible relation between the tropical monsoon LFO and Meiyu (plum rain).     

Modulation of the Pacific Decadal Oscillation on the summer precipitation over East China: a comparison of observations to 600-years control run of Bergen Climate Model

Observations show that the summer precipitation over East China often goes through decadal variations of opposite sign over North China and the Yangtze River valley (YRV), such as the “southern flood and northern drought” pattern that occurred during the late 1970s–1990s. In this study it is shown that a modulation of the Pacific Decadal Oscillation (PDO) on the summer precipitation pattern over East China during the last century is partly responsible for this characteristic precipitation pattern. During positive PDO phases, the warm winter sea surface temperatures (SSTs) in the eastern subtropical Pacific along the western coast of North American propagate to the tropics in the following summer due to weakened oceanic meridional circulation and the existence of a coupled wind–evaporation–SST feedback mechanism, resulting in a warming in the eastern tropical Pacific Ocean (5°N–20°N, 160°W–120°W) in summer. This in turn causes a zonal anomalous circulation over the subtropical–tropical Pacific Ocean that induces a strengthened western Pacific subtropical high (WPSH) and thus more moisture over the YRV region. The end result of these events is that the summer precipitation is increased over the YRV region while it is decreased over North China. The suggested mechanism is found both in the observations and in a 600-years fully coupled pre-industrial multi-century control simulations with Bergen Climate Model. The intensification of the WPSH due to the warming in the eastern tropical Pacific Ocean was also examined in idealized SSTA-forced AGCM experiments.     

青藏高原大气低频振荡的源、汇特征分析

使用1998年美国NCAR再分析的逐日资料，研究了1998年夏季青藏高原大气低频振荡的源、汇特征。青藏高原对于纬向风的低频波来说，有时是低频振荡的源区，有时是汇区。通过计算低频涡度的通量散度，进一步研究了低频涡源、涡汇特征。青藏高原在不同时间和不同部位，低频涡源、涡汇具有不同的分布特征，传播特征也不尽相同，青藏高原上空100hPa低频涡源、涡汇受到了南亚高压的很大影响。     

2009年秋至2010年春我国西南地区严重干旱的成因分析

我国西南地区从2009年秋季到2010年春季发生了严重干旱,这次干旱无论持续时间和发生区域或降水减少程度都是近50年来所罕见的,因而本文利用ERA-40再分析资料和海温资料从热带西太平洋和热带印度洋热力异常对热带西太平洋和南亚上空大气环流的影响来分析了这次西南地区干旱发生的成因。分析结果表明:从2009年秋到2010年春季,热带西太平洋和热带印度洋处于升温状态,它使得热带西太平洋上空产生反气旋异常环流,造成了西南气流异常在我国东南沿海加强,而华南和华中地区上空处于低槽控制,因而在高原东部为槽后西北气流和下沉气流所控制,造成了从孟加拉湾来的水汽很难到达云贵高原,从而引起了此区域降水长期偏少。并且,分析结果还表明了中高纬度地区的环流异常对此次严重干旱也有重要影响。由于从2009年冬季到2010年春季中高纬度准定常行星波传播的极地波导偏强,而低纬波导偏弱,这导致波的E-P通量在60°N附近对流层和平流层为辐合,而在35°N附近对流层中、上层为辐散,从而引起纬向平均西风在60°N附近对流层和平流层减弱,而在35°N附近对流层中、上层加强,造成了北极涛动(AO)为很大的负值。由于AO为负值,东亚冬季冷空气活动强且路径偏东,使得到达西南地区冷空气偏弱,从而引起西南地区持续性严重干旱的发生。     

夏季逐月东亚高空急流异常对我国降水的影响

根据1981～2010年NCEP/DOE再分析资料与中国160站降水资料,利用统计学、物理量诊断等方法,探讨夏季东亚季风环流系统重要成员——东亚高空西风急流位置、强度逐月变化与我国降水的关系。分析表明:6～8月东亚高空西风急流比各自气候态位置偏南(北)时,易造成6月华南、江南地区降水、7月江淮流域降水以及8月长江中上游地区降水偏多(少)。本文重点分析2010年6月、2007年7月及2006年8月东亚高空西风急流位置异常时东亚高、低纬度环流特征及其对我国降水影响的物理成因。研究发现:2010年6月东亚高空西风急流稳定在35°N以南。急流轴南侧(北侧)为强辐散(辐合)距平,相应低层辐合(辐散),造成江南、华南地区从低层至高层的强上升运动,配合整层偏西水汽通量距平,为该地区持续性降水提供了有利的动力和水汽条件;2007年7月东亚高空急流位置偏南、强度偏弱,急流月内尺度扰动偏强,使得东亚中高纬度冷空气活动频繁,造成淮河流域出现持续性暴雨;2006年8月东亚高空西风急流位置持续偏北、强度偏强,有利西太平洋副高西伸、北抬,我国四川—重庆地区受副高控制,出现了极端高温干旱天气。