低纬热带大气中的Rossby波

从热带大气波动的频率方程出发，详细分析了过去给出的低频Ｒｏｓｓｂｙ波的近似频率公式ω＝－βκ／［（２ｎ＋１）β／ｃ０＋κ＾２］，发现其对热带Ｒｏｓｓｂｙ波的性质有一定程度的歪曲。针对这一问题，经分析得到一个能更精确地表征热带Ｒｏｓｓｂｙ波性质的近似频散公式ω＝－βκ／［（２ｎ＋１）β／ｃ０＋４ｎ（ｎ＋１）／（２ｎ＋１）＾２ｋ＾２］，还简要地比较了热带线性Ｒｏｓｓｂｙ波和孤立Ｒｏｓｓｂｙ波两者的频散     

热带大气的CISK-Rossby波和30-50天振荡

利用斜压准地转滤波方法，通过引入一个反映ＣＩＳＫ机制的无量纲凝结潜热参数η（Ｚ），建立了描述热带大气的ＣＩＳＫ－Ｒｏｓｓｂｙ波模式，并求得了该模式的解析解。理论研究表明，考虑ＣＩＳＫ机制的ＣＩＳＫ－Ｒｏｓｓｂｙ波与经典的Ｒｏｓｓｂｙ波有明显差别，它可较好地解释热带大气３０—５０ｄ振荡现象。     

青藏高原大地形作用下的Rossby波

在对青藏高原大地形的动力和热力作用物理分析的基础上,着重分析了青藏高原地形坡度和非绝热和非绝热加热对二维Ｒｏｓｓｂｙ波的影响。研究指出：高原地开坡度对Ｒｏｓｓｂｙ波的作用与Ｒｏｓｓｂｙ参数的作用相当,而且其相速度和群速度之间存在一个圆的关系：（ｃｇｘ－ｃｘ）＾２＋ｃｇｙ＾２＝Ｒ＾２;高原加热作用与水平辐合作用相当。地形坡度和非绝热加热都有使二维Ｒｏｓｓｂｙ波向低频发展的的趋向。     

大地形对Rossby波波射线的影响

本文利用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法计算了大地形对定常、非定常低频Ｒｏｓｓｂｙ波波射线的影响，计算结果显示，地形对Ｒｏｓｓｂｙ波波射线有重要影响。对位于地形上游的波源，定常波波射线在传播过程中，遇到地形时，会绕过地形偏向高纬度传播并加密波射线，地形起阻挡屏障作用；波源位于地形中心时，东西走向的地形使波射线发生分支现象，南北走向地形没有这种现象产生。文中还计算了地形存在下，周期为５０ｄ的低频Ｒｏｓｓｂｙ波波射线。结果显示，地形对低频波波射线的影响似乎更复杂。     

相当正压Rossby波和斜压Rossby波相互转换的分析

利用由两层准地转模式简化的低谱模式，得知相当正压结构Ｒｒｏｓｓｂｙ波为平衡态，讨论了具有相当正压结构的Ｒｏｓｓｂｙ波存在所需条件；并以定常Ｒｏｓｓｂｙ波（相当正压结构）为基态，导出反映高低层Ｒｏｓｓｂｙ波位相变化的振荡方程，指出高低层位相差的变化与垂直切交流的扰动、平均层上流函数和热成风流函数波动部分振幅扰动（Ａ’和Ｂ’）的关系，说明相当正压结构和斜医结构的Ｒｏｓｓｂｙ波是相互转换的。     

蒸发—风反馈机制的进一步研究

对蒸发－风反馈的作用进行了简单动力学研究。结果表明，蒸发－风反馈不能像波动－ＣＩＳＫ那样改变热带大气波动的性质，不可能单独成为激发热带大气内振荡的动力学机制。在积云对流加热的蒸发－风反馈的共同作用下，ＣＩＳＫ－Ｋｅｌｖｉｎ波和ＣＩＳＫ－Ｒｏｓｓｂｙ波可以不稳定发展，共同作用比单独和积云对流加热反馈作用能更全面合理地解释热带大气内振荡的活动。     

边界层动力过程在Madden-Julian振荡发展中的作用

利用包括边界层爱克曼辐合－降水加热过程在内的短期气候变化模式［１］，研究了Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡［１１，１２］形成的机制。当经圈方向用抛物圆柱函数展开，并对赤道偶对称解取ｎ＝０，２，４三个截断模时，在长波近似下的自由波解，一为向东的Ｋｅｌｖｉｎ波，另外两支为向西的Ｒｏｓｓｂｙ波。当考虑边界层动力影响后，修正后的Ｋｅｌｖｉｎ波，其向东传播的速度约为１０ｍｓ－１，且在长波波段是不稳定的，最不稳定的波出现在纬向一波附近，不稳定增长率的量级约为Ｏ（１０ｍ－６ｓ－１），理论结果和Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡在赤道附近主体环流东传的观测事实接近。另外两支修正后的Ｒｏｓｓｂｙ波，其中经圈尺度较小的那支波，除波长极长的波外，波是阻尼的；但另一支经圈尺度较大的波，在短的波段是不稳定增长的，这似乎可以用来解释Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡中大尺度超级云团的西传过程。这些结果表明边界层动力过程在Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡的形成中是一种重要的机制。     

海表温度异常对Madden－Julian振荡的影响

在前文［１］的基础上，进一步研究当海表温度存在经圈方向不均匀分布或偏离气候状态（距平）时，改变水分收支平衡及边界层的湿度辐合这一物理过程对Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡的可能影响。结果表明，它对修正的Ｋｅｌｖｉｎ波和Ｒｏｓｓｂｙ波的传播性质影响不大。但当海表温度为正距平时，修正后东传Ｋｅｌｖｉｎ波振幅不稳定增长到ｅ倍的时间约减小了１４．５％，其不稳定增长率随着热源特征宽度的增加而增加，当特征宽度为２倍Ｒｏｓｓｂｙ变形半径时，不稳定增长率达极大，但当特征宽度继续增大时，其不稳定增长率又将减小。当海表温度为负距平时，修正后东传Ｋｅｌｖｉｎ波振幅不稳定增长到ｅ倍的时间约增加２０％，其不稳定增长率随着冷源特征宽度的增加而减小，当特征宽度为２倍Ｒｏｓｓｂｙ变形半径时，其不稳定增长率达极小，此后；随着特征宽度的增加其不稳定增长率随之增加，但始终小于无海表温度异常的情形。经圈尺度较小的那支修正的Ｒｏｓｓｂｙ波除波长极长的波段外，波仍是阻尼的；而经圈尺度较大的那支修正的Ｒｏｓｓｂｙ波，在短的波段内仍是不稳定增长的。     

切变基流中赤道Rossby包络孤立波(英文)

利用一个简单的赤道β平面浅水模式和多尺度摄动法，从描写赤道Ｒｏｓｓｂｙ波的正压大气位涡度方程中推导出在切变基本维向流中赤道Ｒｏｓｓｂｙ波包演变所满足的非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程，并得到其单个包络孤立波子波解，并分析基本流切变对非线性赤道Ｒｏｓｓｂｙ孤立子的影响。     

暖池区海温异常影响夏季大气环流低频变化的数值试验个例分析

使用ＩＡＰ２－ＬＡＧＣＭ（中科院大气物理研究所２层大气环流模式），就西太平洋暖池区海温异常影响夏季大气环流和季风低频变化的问题进行了数值试验研究。结果表明，暖池区海浊正常常可引起大气环流低频变化的明显改变，使海平面气压低频方差在季风区增强；对流层中上层气温之低频信号增强；改变低频扰动的空间型；更清楚地显示出自池区向北排列的波列；改变低频振荡的位相；使南半球低频变化的向北传播更为清楚。     

Respective influences of IOD and ENSO on the Tibetan snow cover in early winter

Using reanalysis data and snow cover data derived from satellite observations, respective influences of Indian Ocean Dipole (IOD) and El Niño/Southern Oscillation (ENSO) on the Tibetan snow cover in early winter are investigated. It is found that the snow cover shows a significant positive partial correlation with IOD. In the pure positive IOD years with no co-occurrences of El Niño, negative geopotential height anomalies north of India are associated with warm and humid southwesterlies to enter the plateau from the Bay of Bengal after rounding cyclonically and supply more moisture. This leads to more precipitation, more snow cover, and resultant lower surface temperature over the plateau. These negative geopotential height anomalies north of India are related to the equivalent barotropic stationary Rossby waves in the South Asian wave guide. The waves can be generated by the IOD-related convection anomalies over the western/central Indian Ocean. In contrast, in the pure El Niño years with no co-occurrences of the positive IOD, the anomalies of moisture supply and surface temperature over the plateau are insignificant, suggesting negligible influences of ENSO on the early winter Tibetan snow cover. Further analyses show that ENSO is irrelevant to the spring/early summer Tibetan snow cover either, whereas the IOD-induced snow cover anomalies can persist long from the early winter to the subsequent early summer.     

1988～1998年北半球积雪时空变化特征分析

利用NOAA提供的北半球近10年(1988～1998)逐周雪盖观测资料，通过引入年或季节累积雪盖周数作为对雪量累积情况的定量衡量，对北半球雪盖变化时空特征进行了分析。结果表明:近10年来，北半球积雪年际变化的关键区位于青藏高原、蒙古高原、欧洲阿尔卑斯山脉及北美中西部，其中青藏高原是北半球积雪异常变化最强烈的区域。青藏高原和欧亚大陆其他地区积雪变化的关联表现为两种不同的时空变化型，第一种型表现为青藏高原地区和其他地区(如欧洲、俄罗斯远东地区)积雪的同位相趋势性增多；第二种型表现为青藏高原地区和中亚地区积雪变化同位相，而和蒙古高原－我国东北地区积雪变化反位相的年际振荡。     

夏季东亚高空副热带西风急流季节内异常的环流特征及前兆信号

位于东亚中纬度上空的东亚高空副热带西风急流是东亚季风环流系统中的重要成员,我国夏季降水雨带的季节内变化受东亚高空副热带西风急流位置季节内异常变化影响。根据1979~2008年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及NOAA ERSST V3月平均海表温度资料,利用统计分析和物理量诊断方法对夏季东亚高空副热带西风急流位置季节内异常的东亚大气环流特征及外强迫信号的物理过程进行了探讨。研究指出:6月东亚高空副热带西风急流位置异常主要受欧亚大陆中高纬东传的Rossby波列位相变化影响,春季北大西洋海温异常是欧亚大陆中高纬度Rossby波列位相变化的最显著的外强迫信号;7月东亚高空副热带西风急流位置异常主要受西太平洋热带向副热带传播的Rossby波列位相变化影响,春季西太平洋热带海温异常是西太平洋热带向副热带传播的Rossby波列位相变化的最显著的外强迫信号;8月东亚高空副热带西风急流位置异常主要受南亚大陆向东亚大陆热带、副热带传播的Rossby波列位相变化影响,春季印度洋海温异常是南亚大陆向东亚大陆热带、副热带传播的Rossby波列位相变化的最显著的外强迫信号。     

春夏季青藏高原积雪对中国夏末秋初 降水的影响及其可能机制

本文首先利用最大协方差分析方法,探讨青藏高原积雪与中国降水之间的联系,发现中国夏末秋初（8～10月,简称ASO）降水与前期及同期高原积雪有着显著联系,当春夏季青藏高原西部多雪时,其后ASO中国长江及其以南地区多雨,而东部沿海的狭长区域少雨。进一步引入最大响应估计等方法,研究中国区域降水对高原积雪异常的响应及其可能的物理机制,结果表明,冬春季高原多雪异常可持续到夏季,并通过改变地表热力状况,导致ASO南亚高压减弱,同时在高、低空激发出两支波列:高层200 hPa波列沿中高纬西风急流传播,自高原经蒙古到达日本呈现明显的“负—正—负”位势高度异常传播,日本上空为气旋性异常环流;低层850 hPa波列起于高原,经孟加拉湾至中国南海,沿着西南气流传播,导致台湾附近的反气旋性异常环流,其西侧的偏南气流,将南海丰富的水汽输送至中国南部湖南、广西;而高层中心位于日本的气旋性异常环流西侧的偏北气流利于北方天气尺度扰动向南移动,它们为长江中下游及其以南地区多雨提供了有利条件。进一步计算定常波波数也表明,高层西风急流与低层西南季风气流作为波导,有利于高原上空的扰动沿着高、低空2支通道向东传播。由于东部沿海浙江、福建为正位势高度异常区,低层反气旋性异常环流则抑制了该区域的降水。     

青藏高原东西部积雪效应的模拟对比分析

采用引入次网格尺度地形重力波拖曳的NCAR区域气候模式(RegCM2),以SMMR微波逐候积雪深度观测值为依据,加入较合理的积雪强迫,通过数值模拟,研究了青藏高原(下称高原)东、西部积雪异常对后期区域环流的不同影响。模拟结果的对比分析表明,高原西部多雪对高原东部积雪存在正的反馈作用,有利于高原东部积雪的增加,而高原东部多雪对高原西部积雪的影响很小。高原西部积雪偏多和高原东部积雪偏多对后期大气温度场和高度场的影响具有基本相同的分布形态,只是影响强度有所不同。高原西部积雪的融化要迟于高原东部积雪,高原西部积雪效应的持续性较强。另外,高原西部多雪对高原东部积雪存在正的反馈作用,高原东部积雪的增加进一步加大了整个高原积雪的异常,因此,高原西部积雪偏多对后期环流的综合影响明显大于高原东部积雪偏多的影响。     

Evolution of Intraseasonal Oscillation over the Tropica lWestern Pacific/South China Sea and Its Effect to the Summer Precipitation in Southern China

ＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＩｎｔｒａｓｅａｓｏｎａｌＯｓｃｉｌａｔｉｏｎｏｖｅｒｔｈｅＴｒｏｐｉｃａｌＷｅｓｔｅｒｎＰａｃｉｆｉｃ／ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａａｎｄＩｔｓＥｆｅｃｔｔｏｔｈｅＳｕｍｍｅｒＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉ...     

Effects of land cover change on the tropical circulation in a GCM

Multivariate statistics are used to investigate sensitivity of the tropical atmospheric circulation to scenario-based global land cover change (LCC), with the largest changes occurring in the tropics. Three simulations performed with the fully coupled Parallel Climate Model (PCM) are compared: (1) a present day control run; (2) a simulation with present day land cover and Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Special Report on Emission Scenarios (SRES) A2 greenhouse gas (GHG) projections; and (3) a simulation with SRES A2 land cover and GHG projections. Dimensionality of PCM data is reduced by projection onto a priori specified eigenvectors, consisting of Rossby and Kelvin waves produced by a linearized, reduced gravity model of the tropical circulation. A Hotelling T ² test is performed on projection amplitudes. Effects of LCC evaluated by this method are limited to diabatic heating. A statistically significant and recurrent signal is detected for 33% of all tests performed for various combinations of parameters. Taking into account uncertainties and limitations of the present methodology, this signal can be interpreted as a Rossby wave response to prescribed LCC. The Rossby waves are shallow, large-scale motions, trapped at the equator and most pronounced in boreal summer. Differences in mass and flow fields indicate a shift of the tropical Walker circulation patterns with an anomalous subsidence over tropical South America.     

Evolution of intraseasonal oscillation over the tropical western pacific / south china sea and its effect to the summer precipitation in southern china{1{

In this paper, the evolution of intraseasonal oscillation over the South China Sea and tropical western Pacific area and its effect to the summer rainfall in the southern China are studied based on the ECMWF data and TBB data) analyses. A very low-frequency waves exist in the tropics and play an important role in dominating intraseasonal oscillation and lead to special seasonal variation of intraseasonal oscillation over the South China Sea / tropical western Pacific area. The intraseasonal oscillation (convection) over the South China Sea and tropical western Pacific area is closely related to the summer rainfall (convection) in the southern China. Their relationship seems to be a seesaw feature, and this relationship resulting from the different pattern of convection in those two re-gions is caused by the different type of local meridional circulation     

Interannual and decadal variations of snow cover over Qinghai-Xizang Plateau and their relationships to summer monsoon rainfall in China

Interannual and decadal variations of winter snow cover over the Qinghai-Xizang Plateau (QXP) are analyzed by using monthly mean snow depth data set of 60 stations over QXP for the period of 1958 through 1992. It is found that the winter snow cover over QXP bears a pronounced quasi-biennial oscillation, and it underwent an obvious decadal transition from a poor snow cover period to a rich snow cover period in the late 1970’s during the last 40 years.It is shown that the summer rainfall in the eastern China is closely associated with the winter snow cover over QXP not only in the interannual variation but also in the decadal variation. A clear relationship exists in the quasi-biennial oscillation between the summer rainfall in the northern part of North China and the southern China and the winter snow cover over QXP. Furthermore, the summer rainfall in the four climate divisions of Qinling-Daba Mountains, the Yangtze-Huaihe River Plain, the upper and lower reaches of the Yangtze River showed a remarkable transition from drought period to rainy period in the end of 1970’s, in good correspondence with the decadal transition of the winter snow cover over QXP.     

中国冬季积雪特征及欧亚大陆积雪对中国气候影响

该文首先回顾了有关中国冬季积雪的研究进展,包括中国冬季积雪的空间分布气候特征以及季节、年际和年代际变化,中国冬季降雪特征,气象因子对中国冬季积雪水量平衡的影响,外强迫和大气环流系统在积雪形成中的作用等。冬春季欧亚大陆积雪对同期和后期中国气候影响的相关研究说明与欧亚大陆积雪异常相关联的中国气候异常以及积雪通过改变土壤湿度、表面温度和辐射分布,引起大气环流异常,进而对中国气候产生影响的物理过程。应用美国环境预测中心 (NCEP) 第2版气候预测系统 (CFSv2) 的回报试验结果,对CFSv2在欧亚大陆积雪变化及其与中国气候关系的可预报性方面的分析表明,CFSv2能够较好地回报出春季欧亚积雪的年际和年代际变异及其与中国夏季降水之间的联系。文章最后提出了在积雪及其气候效应研究方面一些有待解决的问题。