夏季青藏高原东部降水变化与副热带高压带活动的研究

用青藏高原上常规的台站资料和NCEP/NCAR的再分析资料,分析和研究了1993/1994年夏季5—8月青藏高原东部降水变化与西太平洋副热带高压南北移动的关系。结果表明:1993年夏季的副热带高压异常偏南,5—8月副高脊线北移过程中,还伴有准双周南北移动过程;而1994年夏季的副热带高压异常偏北,5—8月副高脊线北移过程中,则主要伴有30—60d的低频变化的南北移动过程。同时,在分析青藏高原上的天气变化特征时,发现这两年高原东部的降水变化特征也有明显的不同,夏季高原上降水的活跃和中断与副高脊线南北移动变化有类似的特征。因此,夏季西太平洋副热带高压南北移动可能与高原东部降水的中断/活跃有一定的关系。     

1975年汛期雨带和环流系统分析

概况 1975年5—10月降雨过程共有47次(附录Ⅰ),按雨带的地理分布划分为四个阶段。其中,高空槽造成的降水次数最多,集中出现在雨季的两头。造成严重影响的天气系统是台风和低涡,但次数较少(表1)。     

南亚高压上下高原时间及其与高原季风建立早晚的关系

本文利用1948—2013年NCEP/NCAR逐日再分析资料,定义了南亚高压动态特征指数,讨论了南亚高压上下高原的时间以及与高原季风建立早晚的关系。研究表明,南亚高压北界位置在4月初开始北移,5月迅速北抬,最北可达到55°N,9月开始南撤,西伸脊点在5—10月移动较稳定,5—7月向西移动到青藏高原上空,8—10月向东移动撤离高原,11月—次年4月东西摆动剧烈。南亚高压初上高原大致为6月第3候(33候),而撤离约为10月第4候(58候)。南亚高压移上高原的时间较高原夏季风建立晚73 d左右。南亚高压撤离高原时间较高原冬季风建立约早5 d。高原夏季风的建立和南亚高压初上高原是青藏高原热力作用在不同阶段的结果,反映在了高原的高低层上。     

1979年青藏高原地区雨季的气候特征及其中断和活跃的环流特征

本文首先根据青藏高原地区各站6—8月多年逐日平均降水曲线的型式,把青藏高原的降水区域分成东、中、西三个地区。上述资料表明,雨季的开始是自东向西推进的,1979年相应的资料也同样显示了上述特征。 按照一定的标准划分了1979年6—8月青藏高原雨季中断和活跃的各时段,并分别讨论了雨季活跃和中断过程的环流形势特征。关于雨季活跃型可以概括为两个要点:在对流层上层的副热带西风带中,欧洲地区高压(脊)的纬度和强度都比亚洲地区的要高和强;在300和500mb上除了北边的偏北气流外在青藏高原及其以南地区有一支偏南气流。关于风季中断型,欧洲地区高压(脊)配置则与此相反,并且在300和500mb上青藏高原及其以南地区只有偏南气流。 欧洲和高原地区的200和500mb的区域平均值表明:在雨季活跃过程中,欧洲地区的上述高度场值高于亚洲地区;中断过程则相反。在1979年6—8月的诸过程中,基本上都是如此交替出现的。并且高原地区的上述高度场本身也随着中断与活跃而同步振荡。     

夏季太平洋低纬地区季风环流与信风环流一种可能的连接机制

北半球夏季太平洋低纬地区的平均经向环流,西部(150°E以西)为季风环流;中部和东部(170°W以东)为信风区的Hadley环流;150°E—170°W之间为季风环流与信风环流的连接区或过渡区。连接季风环流与信风环流的水平环流系统,在高层为太平洋中部热带对流层高层槽(TUTT),低层为强大的太平洋副热带高压。太平洋中部高空槽区就是季风环流与信风环流的连接区或过渡区。本文分析了高空槽的流场结构,并根据各层水平环流和各经度带的垂直环流给出了太平洋低纬地区的三维气流分布示意图。      

基于概念模型及配料法的持续性暴雨短期预报技术探究

通过统计学、天气气候分析等方法,利用2000-2009年10年常规观测资料结合ECMWF 2.5°×2.5°初始场客观分析资料,对桂西北主汛期(5-8月)持续性暴雨进行分析得出:桂西北持续性暴雨的出现有明显的时间窗,主要发生在6 7月,重点在6月上旬;引起持续性暴雨的主要天气系统有高空槽、切变线、锋面、低空急流、副热带高压及台风减弱低压等;根据天气系统的相互配置可将持续性暴雨分为高空槽配合切变线或锋面型、副热带高压边缘配合深槽型、台风减弱低压型、中低空切变配合型4种天气模型,其中以台风减弱低压型的降雨强度最强、影响范围最广.基于概念模型和配料法,建立了各天气型的概念模型和特定阈值的决策树.基于ECMWF和T639产品,建立了预报准确率(TS)达10％以上的桂西北持续性暴雨过程24小时短期客观预报工具.     

2022年10月大气环流和天气分析北大核心CSCD

2022年10月大气环流的主要特征是北半球极涡呈单极型分布且较常年同期强度偏强,欧亚地区中高纬环流呈“两槽一脊”型,西太平洋副热带高压较常年位置偏西、偏北,强度偏强。10月,全国平均气温为10.8℃,较常年同期(10.6℃)偏高0.2℃;全国平均降水量为34.4 mm,比常年同期(35.6 mm)偏少3.4%。月内我国有2次暴雨天气过程,一次受高空槽、低空急流和副热带高压影响,另一次受台风尼格和高空槽影响。10月共有5个热带气旋在南海和西北太平洋活动,生成个数较常年偏多1.2个,无登陆台风(较常年偏少),其中台风桑卡、纳沙和尼格影响南海、海南岛和华南地区。长江以北气象干旱缓和,长江以南气象干旱持续。     

1980-2010年西藏高原大到暴雪的时空分布和环流特征北大核心CSCD

利用1980 2010年西藏高原的逐日降水和积雪深度资料分析了该地区大到暴雪的时空分布特征,结果表明:西藏高原大到暴雪发生日数最多的区域为喜马拉雅山南坡的南部边缘地区和那曲中东部与昌都西部的藏北地区;全年都可发生大到暴雪天气,在季节分布上呈双峰特征,峰值出现在3 5月,次峰值出现在10月;近31年西藏高原年降雪频次总体呈减少趋势,减少速率约为每10年3.8站次。利用同期NCEP/NCAR的500 hPa高度场和风场再分析资料对48个西藏高原区域性的大到暴雪天气过程的环流形势进行分析,得到高原区域性强降雪主要环流形势分为5类,即:印度低压型、南北支槽型、巴尔喀什湖低压型、伊朗高压型和高原低涡—切变型;前冬(10 12月)大到暴雪过程主要以印度低压环流型为主,1月以巴尔喀什湖低压型为主,2月以南北支槽型为主,3月以伊朗高压型和南北支槽型为主,4月以高原低涡—切变型为主;在每类环流型中,南支槽都起着重要作用。     

南亚高压伊朗高压型与新疆夏季降水的联系

基于1979-2013年新疆88个站点逐日降水资料和ERA-Interim再分析资料,揭示了南亚高压伊朗高压型(简称伊朗高压型)与新疆夏季(7-8月)降水的联系。结果表明,伊朗高压型是南亚高压近35年来夏季出现最多的模态,对新疆北部和东部夏季降水具有重要影响。当伊朗高压型中心偏西时,新疆大部降水偏多,反之偏少;当伊朗高压型中心南北移动时,对降水的影响类似,说明高压中心经向移动对降水的影响要大于纬向。伊朗高压型的"南北振荡",具体指伊朗高压中心偏西,脊线南北变化与新疆夏季降水的联系。当脊线偏北时,新疆上空受气旋环流控制,低纬热带海洋水汽沿青藏高原东侧绕流进入新疆上空,对应新疆大部地区夏季降水偏多,偏南降水偏少;当伊朗高压型中心偏东时,脊线变化对降水影响有限。伊朗高压型中心经向移动主要受青藏高原和伊朗高原加热影响,而纬向移动与帕米尔高原和阿拉伯半岛加热密切联系。     

2023年8月大气环流和天气分析

2023年8月大气环流的主要特征是:北半球极涡强度略偏强,500 hPa上亚洲中高纬地区环流形势为“两槽一脊”,影响我国东北、华北地区的高空槽偏强,西太平洋副热带高压西段脊线的平均位置较历史同期偏南。8月,全国平均气温为21.9℃,较常年同期(21.1℃)偏高0.8℃,全国平均降水量为110.9 mm,较常年同期(107.1 mm)偏多3.5%。月内,高温日数较常年同期偏多,区域高温过程持续影响我国,西北、东北等地气象干旱持续发展;我国出现6次暴雨过程。8月共有6个台风在南海和西北太平洋活动,生成个数较常年偏多,登陆个数较常年偏少。强对流天气多发,局地受灾严重,江苏盐城大丰区出现龙卷风。     

1981—2000年四川夏季暴雨大尺度环流背景特征

利用四川盆地及周边地区1981—2000年逐日降雨量资料和ECMWF逐日4次再分析资料,合成分析近20 a发生在四川夏季的22次典型暴雨过程的大尺度环流背景特征。结果表明,四川夏季暴雨的发生具有显著的轴向分布性和区域移动性特征。西伸的西太平洋副热带高压、北上东进的伊朗高压及高原东部的弱高压、活跃的孟加拉低压和影响四川北部的中高纬长波分裂的低压槽共同作用形成了四川暴雨发生阶段的特殊的＂鞍＂型大尺度环流背景。在＂鞍＂型大尺度环流背景下,有利于西南支孟加拉湾水汽和南海水汽输送在四川盆地形成低层辐合,同时在高层形成西南—东北的轴向急流辐合带,水汽输送散度负的大值区即为暴雨发生的主要落区。此外,四川北部在两高压相夹下,有利于高纬度大尺度的两高一脊环流调整产生的弱槽携带冷空气影响四川盆地,形成高层弱冷干与低层强暖湿的强垂直对流不稳定。对比40 a四川夏季平均环流可知,导致四川夏季暴雨发生的＂鞍＂型大尺度环流背景特征极为显著,具体表现为：西太平洋副热带高压西伸到110°E附近,青藏高原西侧伊朗高压偏北、青藏高原高层南压高压偏东,而高原低层有弱高压,四川北部冷槽显著偏南。     

100hPa环流特征与2005年梅雨异常的关系

2005年7月5日入梅,7月14日出梅,入梅晚,梅雨期短,梅雨量少,致使我国主要雨带位置不是如常年一样维持在江淮流域,而是在江南地区南部和华南地区。使用NCEP再分析资料,分析了100hPa环流特征与梅雨异常的关系。结果表明,6月份江南地区南部和华南地区多雨时期,100hPa南亚高压中心基本停留在青藏高原南部地区上空,120°E上脊线位置大致在21～26°N之间摆动,较常年同期明显偏南。7月份,高压中心位置北抬,但不够稳定;120°E上脊线位置较6月份略偏北。6—7月期间,120°E上的100hPa南亚高压脊线位置比500hPa西北太平洋高压脊线位置基本偏北5个纬度左右,100hPa南亚高压东段脊线与500hPa副高脊线南北摆动趋势一致,100hPa南亚高压东段脊线北侧附近地区相应是暴雨区位置。     

亚洲季风建立及其中期振荡的高空环流特征

本文主要通过对100毫巴散度场、高度场和垂直积分的水汽输送场的分析,着重讨论了1979年整个亚洲季风区季风建立及其振荡中的高空环流特征。发现南亚高压周围不同部位的高空辐散场的建立导致了这些地区夏季风的建立,且南亚高压脊线中部和东部散度场具有不同的分布特点。从而使得印度季风有与长江流域梅雨同时开始而与华南雨季降水反位相的特点.在东亚,南亚高压外围东风对于夏季风的向北推进具有很好的指示性。在印度,伊朗高压(南亚高压环流的一部分)外围的东北气流对于印度季风的爆发具有指示性。100毫巴若干地区高度场和亚洲季风区域大范围水汽输送场的40—50天振荡清楚地显示出向东向北移动,而20—30天的散度场的振荡在印度季风爆发后则有系统地向西移动.      

1982—83年厄尼诺现象与西北太平洋夏季(6—8月)低纬环流特征的初步分析

1982—83年的厄尼诺和南方涛动是本世纪最强的一次ENSO(El-Nino/Southern Oscill-ation)事件。本文分析对比了El-Ni(?)o当年(1982)夏季(6—8月)和El-Nino次年(1983)夏季的西北太平洋低纬度环流特征发现有明显的差异,在1982年夏季,西北太平洋副热带高压明显偏弱;850hPa低纬度西风较强;200hPa上低纬度东风较强,在赤道海洋上已建立了沃克反环流,根据1982年和1983年夏季向外的长波辐射差异图可发现菲律宾以东洋面上ITCZ活跃。而在1983年夏季的低纬度环流几乎与1982年夏季的相反。这两年上述的差异是与赤道太平洋中部或东部的海温异常增暖有关的。      

肇庆市切变线暴雨的精细化时空分布及其环流型特征

利用肇庆市2008—2017年近10年20个典型切变线暴雨过程的降水量资料,通过EOF分析等方法研究了暴雨的空间分布特征,并在此基础上对比分析不同分布雨型的环流背景场特征。分析结果表明:(1) EOF展开方法表明肇庆切变线暴雨前3个特征向量累积方差贡献比例为93. 6%。(2)切变线暴雨过程出现频率最多的3种分布雨型为:全市一致偏多(少)型(南部变率高于北部)、南多(少)北少(多)型、南北多(少)中部少(多)型。(3)第1模态最大正负相关的2个典型个例环流场特征的主要区别在于高空槽南伸位置和切变线移动路径以及西南气流的强弱;第2模态的区别在于切变线南压滞留的位置和时间差异;第3模态区别在于切变线是否断裂为东西两段以及低层风速风向辐合区域的差异。     

哈密高温气候特征及其环流形势分型

本文利用1961～2014年哈密国家基准气象观测站5～9月逐日最高气温、极端最高气温和NCEP1°×1°再分析资料,统计分析哈密市高温天气的气候特征及其环流特征。结果表明：（1）哈密市高温天气具有明显的时间变化特点,1961～1993年是偏少期,1994年以后明显偏多,而近14a是呈直线上升的趋势,这与全球气候变暖趋势一致。（2）哈密市近54a年平均高温日数是35d,主要集中在6～8月,7月最多。（3）高温日数具有明显的年际变化,最多为2002年出现60d,最少为1993年仅出现了11d。（4）新疆脊、伊朗副热带高压与西太平洋副热带高压的强弱和位置与高温天气有很好的对应关系;哈密出现持续性高温天气过程在500hPa高度场主要表现为三类环流类型:西太副高西伸发展型、伊朗副高东伸发展型、西太副高西伸发展与伊朗副高东伸发展共同作用型。     

2001—2010年青藏高原干湿格局及其影响因素分析

基于RFE2.0模型和Penman-Monteith模型,采用潜在蒸散降水比分析了2001—2010年青藏高原生长季(5—9月)干湿气候的时空变化格局,并对其影响因素进行了探讨。结果表明:(1)干旱和半干旱区占整个青藏高原区域的67%,主要集中在高原中部及中部以北;(2)2001—2010年有25%的区域在逐渐变干,北部干旱程度总体上在逐渐减轻,南部及东南部有变干倾向;(3)降水是导致高原区域干湿气候空间格局差异的主要因素,高原干湿气候对潜在蒸散变化的敏感性最强。     

2016年和1998年长江中下游梅雨季风环流异同点及物理机制对比分析

对比强厄尔尼诺次年2016年和1998年长江中下游梅雨季风环流异同点,并探讨其物理机制,结果表明:（1）2016年梅雨集中期和1998年两段梅雨期季风环流有诸多相似特征:西北太平洋副热带高压（副高）偏强偏西、南亚高压偏强偏东、孟加拉湾到南海西南季风偏弱;此外,华北东部到江淮均有冷槽维持;副高持续稳定地将西南季风引导至长江中下游形成强西南暖湿气流,并与来自冷槽的北方南下干冷空气辐合,在高层辐散形势配合下形成强降雨。（2）三段梅雨期,青藏高原附近均为高压脊控制,受暖平流及高原热源、梅雨凝结潜热等因素影响,青藏高原到江南、华南一带大气中高层呈大范围强温度正距平;印度尼西亚群岛附近洋面为海温正距平,对流和热源偏强;这是季风环流相似特征形成的两个重要因素。（3）2016年梅雨集中期,青藏高原暖脊最强,东部冷槽最浅,海温正距平范围最大最北,因而南亚高压和副高位置最北,梅雨雨带也最北;梅雨集中期的结束与冷空气减弱以及台湾以东洋面等海域海温正距平显著增强引起超强台风“尼伯特”登陆有关;7月第4候之后,菲律宾以东洋面、南海及东海海域海温正距平增强,对流活跃,导致7月21日之后副高显著偏北;因而没能出现第2段梅雨集中期。（4）1998年7月中旬至8月初,青藏高原上空高压脊较浅,北部呈位势高度负距平,冷空气势力较强,温度偏低,东部冷槽深,西北太平洋海温正距平区域维持不变,故南亚高压和副高异常偏南,从而出现第2段梅雨。     

青藏高原对流时空变化与东亚环流的关系

根据1980～1998年逐日TBB和NCEP/NCAR再分析资料,探讨青藏高原对流(TBB)时空分布与东亚环流及天气气候的关系.研究指出,青藏高原主体地区(28°N～34°N,80°E～102°E)的对流冬弱、夏强,存在显著的6月和10月突变现象.夏季亚洲地区最强的对流出现在青藏高原上空,呈现为高原西部(28°N～34°N,82°E～94°E)和东部(27°N～34°N,104°E～110°E)型.夏季青藏高原上空对流弱,850 hPa风场上高原南、北侧的东亚地区分别呈现西风距平,夏季中国易出现南北二条雨带; 夏季高原上空对流强,850 hPa风场上的西风距平出现在东亚30°N附近,夏季易出现江淮流域雨带.夏季江淮流域洪涝年(如1980、1993、1996、1998年)与青藏高原东、西部对流同时加强有关; 夏季江淮流域干旱年(如1992、1994、1997年)与青藏高原东、西部对流同时减弱有关.20世纪90年代,江淮流域洪涝与干旱事件频繁发生可能与青藏高原东、西部对流强度变化出现同位相的年代际变化趋势有关.     

再论夏季西太平洋副热带高压的西伸北跳

利用NCEP/NCAR再分析资料, 选择了1998年、2003年和2005年夏季我国东部雨带位置变化过程进行诊断分析。研究表明:夏季我国东部暴雨带位置的变动, 受西太平洋副热带高压西伸北跳 (南撤东退) 的调节。当副热带高压西伸北跳 (南撤东退) 时, 暴雨带向北 (向南) 移动。在副热带高压西伸北跳持续时期, 长江流域中下游地区出现高温酷暑天气。副热带高压西伸北跳是由于欧亚大陆上空存在静止Rossby波列, 波的能量沿着高空副热带急流向东传播到我国沿海海岸 (115°~130°E) 时, 在该地区激发出一个长波脊。这个长波脊的建立, 使得副热带高压和对流层上部的青藏高压都朝长波脊方向伸展, 表现为“相向”而行。而当在沿海海岸上空激发出一个长波槽时, 副热带高压南撤东退而青藏高压退回到高原上空。当夏季沿海海岸上空的长波脊持续维持时, 长江中下游会出现持久的高温酷暑天气。根据夏季天气预报的经验, 欧洲中期数值预报中心发布的预报对副热带高压的西伸北跳有较好的可预报性。