长江中下游春季连阴雨的低纬环流及其低频振荡背景

本文应用OLR资料以及ECMWF风场资料分析了长江中下游春季连阴雨过程的热带和副热带环流系统的特征及与连晴过程的差异。同时,还进一步研究了春季东半球热带和副热带地区低频振荡的基本特征及传播规律,得出了可能产生长江中下游连阴雨的低频振荡的背景事实。     

春季低温连阴雨天气的热带环流和总云量分布

本文根据长江中下游六省一市3—5月气温与降水资料,确定低温连阴雨天气过程。发现连阴雨及连晴过程所对应的热带环流及波谱特征有明显差异,热带太平洋156°E、180°剖面上总云量分布特征有显著不同,厄尔尼诺年与长江中下游连阴雨天气的关系十分密切。     

连晴和连阴雨前两支气流变化的一般特点

本文使用10次连晴和7次连阴雨天气过程合成资料，分析了长江中下游春季连晴和连阴雨前700hPa的流场及青藏高原东北侧和东南侧两支气流变化的一般特点。结果发现，连晴前，高原东侧纬向气流较弱，北支气流向南扩展，使高原东侧的流场变成连晴时的经向型；连阴雨前，高原东侧有较强的纬向气流，南支气流向北扩展，是造成连阴雨时两支气流相向运动较强的主要原因。     

长江中下游地区春季连阴雨-连晴天气过程的中期振荡

本文对长江中下游地区1980年春季连阴雨-连晴天气过程及西风带、低纬赤道带和南半球天气系统的10个参数进行功率谱分析表明,它们都有准两周振荡的主要周期。交叉谱分析给出了连阴雨-连晴天气与10个参数在准两周振荡上的关联和相对振荡顺序。对连阴雨-连晴天气的时空背景纬圈及经圈环流的时空谱分析表明,纬向及经向环流振荡的两组传播波在准两周振荡上有较高的相干,经向传播超前于纬向传播。     

夏季长江中下游旱涝年季节内振荡气候特征

利用1951—2004年我国740站逐日降水资料对夏季长江中下游典型旱涝年季节内振荡周期、强度和位相等特征进行合成对比分析发现:长江中下游涝年降水季节内振荡周期较旱年长, 涝年以30~60 d周期为主, 而旱年以10~30 d周期为主。旱涝年长江中下游地区夏季降水的10~30 d振荡整体上均强于30~60 d振荡; 10~30 d及30~60 d振荡, 涝年的强度都大于旱年。季节内振荡在旱年的北传较涝年强, 能达到50°N附近; 而涝年不仅有明显的季节内振荡从低纬度地区向北传播, 同时还有弱的振荡从中高纬度地区向南传播, 两者汇合于长江流域形成强的振荡中心。影响我国低频降水的低频异常环流分布模态在旱涝年是一致的, 但涝年的低频环流强于旱年, 而这种低频环流场的差异正是造成涝年的低频降水强于旱年的原因之一。     

夏季青藏高原热源低频振荡对我国东部降水的影响

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料及长江中下游降水资料, 诊断和分析了长江中下游地区旱年1978年、涝年1999年青藏高原东部大气热源与降水季节内振荡的关系, 并着重讨论了青藏高原低频热力过程的经、纬向传播, 结果表明:1978年夏季青藏高原东部大气热源存在10~20 d周期为主的振荡, 交叉谱分析表明:青藏高原东部热源与长江中下游降水在10~20 d频段存在显著相关, 且青藏高原激发的周期为10~20 d的低频振荡热源在纬向上呈现出驻波形式; 1999年夏季青藏高原东部热源存在30~60 d周期为主的振荡, 热源与长江中下游降水在30~60 d频段存在显著相关。     

春季长江中下游连阴雨期低空西南气流与低纬风场的关系

本文根据欧洲中期预报中心9年35°S～35°N、60°E—160°E3—4月风场资料,对发生在9年中的6次连阴雨和9次连晴天气过程的低纬风场进行合成分析。在连阴雨和连晴期低纬风场形势对比分析的基础上,得出了在连阴雨期间存在于长江中下游的低空SW气流与孟加拉湾和副热带高压南侧的气流以及印尼上空的越赤道气流的定性关系。 进而应用主成份方法和典型相关方法进行了定量分析。结果得出,上述三个区域中的风场与低空急流的关系,以孟加拉湾的西南气流最密切,副高南侧气流次之,并与越赤道气流也有一定的间接关系。     

秋季中低纬低频振荡传播与长江中下游的连晴、连阴雨

对1983年～1985年9月～11月份850hpa的经纬向风场进行了15d～25d的带通滤波分析。结果表明,110°E经向风低频振荡波存在阶段性地从南半球(北半球)越过赤道向北(南)传播,低频越赤道气流存在阶段性地明显向东、向西传播,它们在5天平均低频风场中表现为低频气旋、反气旋环流的周期性振荡变化,并都与长江中下游地区的连晴、连阴雨天气的时间分布相联系。     

春播期中期天气过程的超长波、长波分析

低温连阴雨和回暖连晴天气是春播期天气预报的重要课题。本文利用500mb高度场的谐波分析资料,对我省春播期(3—4月)超长波活动进行分析,找出了一些在连阴雨和连晴时期超长波活动的特点,以及作连晴天气中期预报的着眼点。 一、各纬圈上各波振幅的变化 我们选作了阴雨较多的1976年3月和连晴较多的1974年3月1、2、3波各波振幅随纬圈的时间变化图(图略)。尽管这两个月的天气和形势截然不同,但由图可看出,1、2波均在60—70°N有极大值,而3波在30—40°N有极大值。因此,讨论30、40°N和60、70°N上超长波振幅的变化,具有一定的代表性。 二、70°N上1、2、3波逐日振幅的分析 图1为1974年70°N上1、2、3波振幅逐日变化曲线,由图可见:(1)、3波(细虚线)在3月始终不强,4月中旬后才有增大现象。(2)、1波(实线)和2波(粗虚线)振幅的增减具有周期性,这种周期在3月份明显地为12—13天。其中3月末到4月上旬的周     

2011年5、6月长江中下游旱涝转折的大气低频特征及其预报

基于国家气候中心2011年5、6月长江中下游降水量、降水过程和气象干旱、洪涝区域等统计资料,以及同期NCEP/NCAR逐日纬向风（u）、经向风（v）和水汽（q）资料,对2011年5、6月长江中下游旱涝转折的大气低频环流特征进行分析。结果表明,气象干旱的5月和暴雨洪涝的6月在大气低频系统分布、低频气流交汇和低频水汽输送等方面有显著不同。5月（6月）我国东部以东洋面,850 hPa等压面先后维持西风带低频反气旋或低频气旋（西太平洋低频反气旋）,导致长江中下游为单一的低频偏南或偏北气流（低频偏南气流与低频偏北气流交汇）。而且5月（6月）从西南-东北和东南-西北的低频-qv（qv）交汇于120 °E,30 °N及其附近地区。长江中下游地区水汽通量散度为辐散区（辐合区）。另外,5月无（6月有）自60 °E,沿30 °N向东传播的低频偏南风与自60 °N,沿120 °E向南传播的低频偏北风在长江中下游交汇。低频环流的不同特征,有利于5月干旱（6月洪涝）的维持。并对此次旱涝转折在延伸期预报（10～30 d）时效内的预报取得较好的预报结果。      

Dust Storms in North China in 2002： A Case Study of the Low Frequency Oscillation

The low frequency oscillation in both hemispheres and its possible role in the dust weather storm events over North China in 2002 are analyzed as a case study. Results show that the Aleutian Low is linked with the Circumpolar Vortex in the Southern Hemisphere on a 30-60-day oscillation, with a weak Circumpolar Vortex tending to deepen the Aleutian Low which may be helpful for the generation of dust storm events. The possible mechanism behind this is the inter-hemispheric interaction of the mean meridional circulation, with the major variability over East Asia. The zonal mean westerly wind at high latitudes of the Southern Hemisphere in the upper level troposphere may lead that of the Northern Hemisphere, which then impacts the local circulation in the Northern Hemisphere. Thus, the low frequency oscillation teleconnection is one possible linkage in the coupling between the Southern Hemisphere circulation and dust events over North China. However, the interannual variation of the low frequency oscillation is unclear.     

黄河中下游旱涝年的低频波振荡特征

采用低通滤波和功率谱分析的方法，分析了黄河中下游地区旱、涝年500 hPa高度场的30—60天周期的低频振荡。从1986年和1988年的分析结果看出:在旱年的夏季，乌拉尔山地区的低频振荡周期短、谱值高；贝加尔湖地区的低频振荡周期长、谱值高；副热带地区的低频振荡周期短、谱值低。相反，在涝年的夏季，乌拉尔山地区、贝加尔湖地区和副热带地区的低频振荡具有与旱年相反的特征。     

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。     

东亚中纬冬季雪盖异常对初夏环流的影响

用1973～1994年观测资料,研究了东亚中纬冬季雪盖异常对初夏东半球主要流型随季节变化的影响,同时也分析了多（少）雪年份东半球温带地区30～50天低频振荡强度以及夏季中国降水量分布的差异。结果表明,近20年来冬季东亚中纬雪盖强度呈线性增加趋势且迭加较显著的准2年周期变化,它的变化和初夏500hPa低频流型逐候演变之间同时存在线性和非线性相关,并且多雪时欧亚大陆大部分地区30～50天振荡强度增强,而东北亚地区减小。     

大气对南极冰异常的遥响应及其季节内振荡

运用ＩＡＰＡＧＣＭ模式证实了大气对南极冰异常的强迫遥响应是激发产生全球大气季节内振荡的重要机制,进而着重考察了候平均偏差结果的时间序列,并且通过带通滤波处理,特别分析了响应场中３０～６０ｄ低频振荡的特征及其活动。通过分析发现：大气对南极冰减退的响应是一种具有３０～６０ｄ周期的低频遥响应,并呈现出清楚的二维Ｒｏｓｓｂｙ波列特征;强迫场中的３０～６０ｄ季节内振荡具有着同实际大气中的低频振荡相类似的垂直结构和传播特征。大气响应场中３０～６０ｄ振荡能量在垂直方向上随高度的增加而增加,在纬向上表现出明显的区域性特征,即季节内振荡的最大动能区（由于ＣＩＳＫ机制）分布在大洋内;ＥＵＰ,ＰＮＡ,ＡＳＡ和ＲＳＡ波列可能是全球大气低频扰动传播的主要路径,３０～６０ｄ低频扰动在波列路径上的传播具有很大的一致性和系统性,从而使中高纬和热带地区、以及南北半球的３０～６０ｄ大气振荡相互联系起来,而且可以认为,赤道中太平洋和赤道中大西洋地区是南北半球３０～６０ｄ低频振荡间相互作用和相互联系的重要通道。     

全球不同空间尺度陆地年降水的年代尺度变化特征

基于1951~2010年GPCC（Global Precipitation Climatology Centre）的逐月降水数据,利用集合经验模分解法（Ensemble Empirical Mode Decomposition,简称EEMD法）对全球、东西半球、五个大陆和四个典型干旱半干旱区等不同空间尺度年降水量的年代尺度特征进行了研究,区分了不同空间尺度上降水的年代际变化及其长期趋势。结果发现:（1）全球陆地平均降水既存在年代际的周期振荡,又存在长期变化的趋势,降水的年代际周期振荡的强度远大于降水的长期趋势,两者的共同作用使得全球陆地平均降水呈现以年代际周期振荡为主的特征。（2）在半球尺度,2000年以前,东、西半球具有明显相反的年代尺度变化特征,东半球变干（降水减少）,西半球变湿（降水增加）。（3）1951~2010年,欧亚大陆和非洲大陆与北美、南美和澳洲大陆的年代际振荡和趋势存在着一个近似反位相的关系;干旱化与干旱时段是完全不同的两个过程,两者所处的时段也不同;近10年（2001~2010年）全球五个大陆可能将进入一个相对湿润的时段。（4）四个典型干旱半干旱区降水的年代尺度变化具有明显的区域差异。总体来说,华北和北非与北美和中亚降水在长期趋势及年代际振荡上具有反位相的特征。华北和北非的年代际振荡具有近似的位相。在最近几十年,北美和中亚同处于湿润时段,但前者开始于1975年,后者开始于1985年。此外,中亚的第一个湿润时段（1959~1968年）却对应北美的干旱时段。     

华南汛期降水与南半球关键系统低频演变特征

利用1960—2008年华南地区71个站逐日降水量和NCEP/NCAR南半球逐日海平面气压 (SLP) 场再分析资料,采用多锥度方法-奇异值分解 (MTM-SVD) 统计诊断方法,重点分析了华南地区4—9月汛期降水及同期南半球关键系统低频演变特征。MTM-SVD的LFV谱分析表明:华南汛期降水具有30~60 d低频振荡和5~7 d的变化特征;南半球澳大利亚高压系统具有30~60 d低频振荡、10~20 d双周振荡及5~7 d和2~3 d的变化特征;马斯克林高压系统则具有30~90 d低频振荡和双周振荡特征; 跟踪华南汛期降水与南半球SLP场的30~60 d低频振荡的时空耦合演变过程显示,南半球马斯克林高压和澳大利亚高压系统由强 (弱) 到弱 (强) 的演变过程对应华南降水的多雨带由西南 (东北) 向东北 (西南) 的转移。华南南部多雨带的变化与马斯克林高压和澳大利亚高压变化趋势及位相一致,而北部多雨带则和马斯克林高压和澳大利亚高压SLP场的变化趋势相反。     

大气振荡与月球引潮力

通过对北兰球高续近地面大气经向运动变化、北半球１００ｈＰａ极地低压环流变化、赤道附近２００ｈＰａ和８５０ｈＰａ大气续向运动变化等现象的分析,指出北半球１００ｈＰａ极地低压环流变化是与日、月引潮力场周期变化高相关的大气振荡现象,另二者的变化与月球引潮力场变化周期同步或基本同步。     

30—60天大气振荡的全球特征

利用ECMWF格点资料,分析研究了大气季节内(30—60天)振荡的全球特征。30—60天振荡动能的分布表明高纬度地区要比赤道地区大得多。说明那里有较突出的30—60天振荡。中高纬度地区的30—60天振荡与热带有明显不同,垂直结构为正压模态,以纬向2—4波为主,多为向酉传播。30—60天振荡存在明显的低频遥相关,北半球主要为欧亚—太平洋(EAP)型和PNA型,南半球主要有澳洲—南非(ASA)型和环南美(RSA)型,并且在全球范围构成南北半球相互衔接的低频波列,即EAP-ASA波列和PNA-RSA波列。南北半球30—60天大气振荡有明显的相互影响,本文研究了南北半球30—60天振荡相互影响的3种主要过程。     

TBB-REVEALED ANNUAL CYCLE FEATURES OF TROPICAL LFO*

In the context of 1980-1992 JMA(Japan Meteorological Agency) GMS TBB gridded dataset,study is undertaken of annual cycle features of FFT-derived window power spectrum averaged over the record length,with localized space/time characteristics of low-frequency oscillation(LFO) in the tropical atmosphere investigated alongside possible causes.It turns out that the LFO takes on surprisingly noticeable annual cycle features marked by a wider variable range of the LFO periods over northern tropics than the southern counterpart and equatorial vicinity.In addition,on the whole,the signals are more intense in the Northern Hemisphere during summer/autumn and at equatorial/southern latitudes when northern winter/spring occur as well.Also,not all these features are identical for different segments at the same latitudes,displaying signatures on a local basis,and the spatial/temporal locality can be qualitatively interpreted in terms of nonlinear interaction between tropical waves,and modulation of diabatic heating on the LFO periods.