青藏高原对亚洲夏季风爆发位置及强度的影响

通过数值模拟,研究了青藏高原位于不同经度位置时,亚洲夏季风的爆发和演变情况,从动力和热力学角度分析了青藏高原大地形对亚洲夏季风爆发位置的影响。结果表明,青藏高原的“热力滑轮”作用引起:高原东南面热带陆地上空的偏南气流加强,降水增加,凝结潜热加强;高原西南面热带陆地上空出现偏北气流,降水减弱,陆面的感热加热加强。青藏高原对于亚洲夏季风的爆发地点有锚定的作用,在热带海陆分布的背景下,使亚洲夏季风首先在高原东南面的海洋东岸—陆地西岸爆发,并使亚洲季风降水重新分布。     

东亚季风研究的进展

中国气象科学研究院曾长期组织和从事东亚季风及其对中国天气和旱涝影响的研究。该文对中国气象科学研究院在东亚季风研究方面取得成果进行综述, 并回顾了20世纪50年代以来国内有关季风的研究活动, 也回顾了影响我国天气气候、东亚季风环流系统的提出及其后续的有关东亚和印度季风系统的相互作用, 引发中国大陆暴雨生成的水汽输送, 表达中国大陆季风活动的季风指数设计等研究结果。综述了南海夏季风爆发、梅雨开始、中国雨季开始及传播等有关研究成果; 东亚季风系统中副热带地区低频振荡纬向和经向传播特征及与赤道地区不同之处, 东亚低频振荡对El Ni?o形成及夏季东亚热带和副热带季风爆发的可能影响, 东亚热带和副热带季风低频振荡对中国天气气候的影响等有关成果; 亚洲地区大气热源的计算及其分布, 青藏高原夏季热源对东亚夏季风及降水的可能影响, 青藏高原冬季冷源对El Ni?o生成的可能影响等有关成果; 东亚季风及降水的年际变化特征, 准4年年际振荡的分析及与ENSO形成间的相互作用, 极地对东亚夏季降水的影响及东亚季风年代际变化特征等成果。综述东亚季风系统形成的可能机制, 特别是亚洲大陆—西太平洋海陆热力差异及非洲、印度半岛、中南半岛及澳大利亚陆地与周围海洋对冬夏季风形成、印度和东亚季风系统形成、南海夏季风形成作用的结果。     

青藏高原增暖对东亚夏季风的影响——大气环流模式数值模拟研究

20世纪50年代以来,随着全球海表面温度年代际变化和全球变暖现象的出现,东亚夏季风降水和环流场也出现相应的年代际变化。是什么原因引起这个长期的变化趋势？研究表明青藏高原增暖可能是导致东亚夏季风年代际变化的重要因子之一。为了能够更好地理解青藏高原地表状况对下游东亚季风的影响,作者使用德国马普气象研究所大气环流模式（ECHAM）进行一系列数值试验。在两组敏感性试验中,通过改变高原上的地表反照率从而达到改变地表温度的目的。数值试验结果表明:青藏高原增暖有助于增强对流层上层的南亚高压、高原北侧西风急流和高原南侧东风急流以及印度低空西南季风;与此同时,东亚地区低层西南气流水汽输送增强。高原增暖后降水场的变化表现为:印度西北部季风降水增加,长江中下游以及朝鲜半岛梅雨降水增多;在太平洋副热带高压控制下的西北太平洋地区和孟加拉湾东北部,季风降水减少。对数值模拟结果的初步诊断分析表明:在感热加热和对流引起的潜热加热相互作用下,南亚高压强度加强,东亚夏季低层西南季风增大、梅雨锋降水增强,高原东部对流层上层的副热带气旋性环流增加,以及对流层低层的西太平洋副热带高压增强。另外,在青藏高原增暖的背景下,孟加拉湾地区季风降水减弱。本项研究有助于更好地理解东亚夏季风年代际变化特征和未来气候变化趋势。     

亚洲南部地区海陆分布和南半球陆地对亚洲夏季风影响的数值试验

利用CCM3/NCAR模式,设定了几种海陆分布状况,将亚洲25°N以南地区以90°E为界分为东西两个部分,讨论东部陆地(中南半岛、海洋大陆和澳大利亚)和西部陆地(非洲大陆和印度半岛)存在对东亚季风环流系统和印度季风环流系统的影响,结果表明:(1)西部陆地的存在是印度季风环流系统形成的主要机制,而对东亚季风环流系统影响不大;(2)东部陆地的存在是东亚季风环流系统形成的主要机制,但它对印度季风系统也能产生影响;(3)孟加拉湾季风环流及其北部强降水中心是印度半岛和中南半岛存在联合造成的;(4)南半球的非洲和澳大利亚的存在所造成的环流是相互影响的;(5)中南半岛的存在是南海夏季风季节变化的主要机制,澳大利亚的存在有利于盛夏时强西风推进到南海.     

东亚夏季风成因的数值试验

本文应用中科院大气所二室设计的二层球谱模式，并引入OSU二层格点模式的物理过程，模拟了5月东亚夏季风的形成。通过四个试验的分析对比，揭示出:5月东亚季风的越赤道气流并不出现在105°E附近，它位于45°—90°E之间，但分析表明来自南半球的影响并不重要；海陆热力差异对低层西南风的形成起了一定的作用，但以地形的作用占主要，地形的动力作用在高原东南侧形成一个低压或槽，热力作用又使得它们加强并移近高原，于是形成了季风低压和季风槽。     

亚洲南部的海陆分布对亚洲夏季风形成的作用

本文用数值试验方法，研究南亚印度次大陆及印度支那半岛与周围海洋间的海陆分布在亚洲夏季风环流形成过程中的作用。试验表明，不仅亚洲大陆与周围大洋的海陆分布影响夏季亚洲季风的形成，亚洲南部较小尺度的海陆分布也同样影响季风的形成过程；阿拉伯海、孟加拉湾和南海上空季风的强风中心及相应的越赤道气流可由亚洲南部较小尺度的海陆分布引起。     

论东亚夏季风体系的结构

本文主要从中国夏季风的活动与低纬环流系统联系的研究结果分析讨论东亚夏季风体系的结构,提出新的看法,认为构成东亚夏季风体系的环流成员有青藏高压、西北太平洋高压、马斯克林高压、澳大利亚高压、印度——南海低压以及派生的南海热带辐合带与上升云系、梅雨锋与上升云系等等,远较印度季风复杂。东亚夏季风主要来源为南印度洋的索马里越赤道气流和北太平洋热带海洋上的信风气流。整个体系中最关键的两个基本成员是西北太平洋高压和南印度洋马斯克林高压。它们对我国梅雨期降水影响很大。     

赤道涡旋与南海夏季风爆发

文中应用１９７９－１９９５年共１７ａ的８５０ｈＰａ风场资料和ＮＯＡＡ卫星的ＯＬＲ资料，分析了南海夏季风爆发的特征。证实南海夏季风爆发，落后于同纬度的中南半岛和菲律宾岛屿地区。但在南海的东部和西部，季风爆发几乎是同时的，具有某种驻波的特征。文中还证实，大多数年份的４，５月间在１０５°Ｅ附近有赤道涡旋形成，这个涡旋引导它上游的赤道西风或南半球西风进入南海南部，为南海的季风爆发创造有利条件。这种涡旋不活跃的年份，季风爆发往往偏晚。它们之间可能存在某种联系。４月中旬，这个涡旋的形成和１０５°Ｅ越赤道气流的初步建立是同时的。进入５月份，这支越赤道气流逐渐加强。南海夏季风的活动与这支气流可能关系密切。如果称位于１０５°Ｅ附近的赤道涡旋为东亚的爆发涡旋，它显然与南亚季风的情况有较大差别。南亚的爆发涡旋与季风爆发的关系是直接的，而在东亚，则是间接的，这也说明了东亚季风比南亚季风更具有复杂性。     

局地海陆热力对比对南海夏季风爆发影响的数值试验

使用P-σ区域气候模式，通过两组海温异常下的数值试验和2个理想试验来初步探讨南海与中南半岛局地海陆热力对比对南海夏季风爆发的影响。结果表明：冬春季南海海温增暖使南海高低空均呈现出有利于季风环流形成的形势，促进南海夏季风的爆发；冬春季南海海温变冷的作用则基本相反。南海地区局地海陆热力对比是南海夏季风爆发的可能原因之一，这种局地的海陆热力差异叠加在大尺度的海陆热力差异作用之上，对南海季风在南海地区突发性爆发特征的形成起了一定的促进作用。     

赤道西太平洋-印度洋海温异常对亚洲夏季风的影响

本文采用了p-σ五层原始方程模式模拟并研究了赤道西太平洋-印度洋海温距平场对亚洲夏季风的影响,计算了四种不同的海温距平试验方案。试验结果表明赤道西太平洋海温正距平使对流层下层的印度低压明显加强,副高北挺,季风槽加深,同时加强了对流层上层的反气旋环流。赤道西印度洋暖海温的模拟结果与赤道西太平洋暖海温对上述系统的影响相反,而赤道西印度洋冷海温对季风环流的影响与赤道西太平洋暧海温的影响一致。试验进一步表明赤道西太平洋-印度洋海温距平的纬向梯度方向对亚洲夏季风的影响是主要的,这一结论与实际观测结果一致。本文进一步讨论了赤道海温距平对越赤道气流、印度洋赤道东-西纬向环流和非绝热加热场的影响,结果都表明赤道西太平洋海温正距平和赤道西印度洋海温负距平的模拟特征与反El Nino年亚洲夏季环流特征类似,而赤道西印度洋海员正距平的模拟特征与El Nino年亚洲夏季坏流特征类似。     

East Asian summer monsoon circulation structure controlled by feedback of condensational heating

The East Asian summer monsoon (EASM) features strong humid low-level southerly flows and abundant rainfall over the subtropical East Asia. This study identified how condensational heating generated by the EASM rainfall can affect the EASM circulation by contrasting two 10-member ensembles of atmospheric General Circulation Model experiments with Community Climate Model version 3/National Center for Atmospheric Research respectively with and without feedback of condensational heating over the East Asian domain. Major results inferred from the experiments are as follows. Condensational heating is found to absolutely dominate diabatic heating over East Asia. Exclusion of the feedback of condensational heating leads to a significant weakening of summertime tropospheric warming over land and thus a large reduction of the land-sea thermal contrast between entire Asian continent and surrounding oceans. Associated with this, the lower-level EASM flows are weakened, South Asian High at 200 hPa migrates southward with reduced intensity and breaks over East Asia with southerly flows prevailing in the upper troposphere, in contrast to northerly flows in reality. Consequently, local EASM meridional cell disappears and the baroclinic structure featured by the EASM circulation that is dynamically determined by convective condensational heating over East Asia is altered to a barotropic structure. Therefore, it is concluded that the feedback of condensational heating acts to largely enhance lower-level flows of the EASM and essentially determine its baroclinic structure and meridional cell, once the solar radiation and inhomogeneity of the Earth’s surface form low-level monsoon flows in East Asia by enhancing land-sea thermal contrast.     

Simulation of East Asian Summer Monsoon with IAP CGCM

ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＥａｓｔＡｓｉａｎＳｕｍｍｅｒＭｏｎｓｏｏｎｗｉｔｈＩＡＰＣＧＣＭＣｈｅｎＱｉｙｉｎｇ（陈起英），①ＹｕＹｏｎｇｑｉａｎｇ（俞永强）ａｎｄＧｕｏＹｕｆｕ（郭裕福）ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈ...     

亚洲-澳大利亚海陆地形与热力季节演变下的季风槽和季风降水

通过对1999-2007年美国NCEP FNL逐日全球大气分层分析资料和同期美国NASA热带测雨卫星(TRMM)降水产品资料进行气象要素分解,取其海陆差异影响的要素场,对亚洲-澳大利亚季风区的季风槽进行了逐候辨识,分析了亚澳季风区850 hPa各槽线的季节演变与降水的关系.结果发现在亚洲夏季风最强盛的时候青藏高原周边地区一共有五个季风槽,澳大利亚夏季风最强盛的时候在其周边地区存在三个季风槽,这些季风槽都有对应的降水出现并受当地半岛尺度地形的影响.南亚和东南亚的季风槽以及对应的降水持续时间约为半年(24-60候),东亚和澳大利亚季风期要短一些(28-48候和1-17候).东亚和澳大利亚北部地区都存在季风爆发之前的前汛期降水或过渡时期降水.     

Monsoon Change in East Asia in the 21st Century: Results of RegCM3

The authors investigate monsoon change in East Asia in the 21st century under the Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A1B scenario using the results of a regional climate model, RegCM3, with a high horizontal resolution. First, the authors evaluate the model’s performance compared with NCEP-NCAR reanalysis data, showing that the model can reliably reproduce the basic climatology of both winter and summer monsoons over East Asia. Next, it is found that the winter monsoon in East Asia would slightly weaken in the 21st century with spatial differences. Over northern East China, anomalous southerly winds would dominate in the mid-and late-21st century because the zonal land-sea thermal contrast is expected to become smaller, due to a stronger warming trend over land than over ocean. However, the intensity of the summer monsoon in East Asia shows a statistically significant upward trend over this century because the zonal land-sea thermal contrast between East Asia and the western North Pacific would become larger, which, in turn, would lead to larger sea level pressure gradients throughout East Asia and extending to the adjacent ocean.     

STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE DECADAL VARIATIONS OF ANNUALLY FIRST RAINY SEASON PRECIPITATION OF GUANGXI AND SEA SURFACE TEMPERATURE OF INDIAN OCEAN IN SOUTHERN HEMISPHERE

Decadal circulation differences between more and less rainfall periods in the annually first rainy season of Guangxi and their association with sea surface temperature (SST) of the austral Indian Ocean are investigated by using the NCEP/NCAR reanalysis data. The results are shown as follows. A pattern in which there is uniform change of the Guangxi precipitation shows a 20-year decadal oscillation and a 3-year interannual change. In contrast, a pattern of reversed-phase change between the north and the south of Guangxi has a 6-year interannual periodicity and quasi-biennial oscillation. In the period of more precipitation, the surface temperature in Eurasia is positively anomalous so as to lead to stronger low pressure systems on land and larger thermal contrast between land and ocean. Therefore, the air column is more unstable and ascending flows over Guangxi are intensified while the Hadley cell is weakened. Furthermore, the weaker western Pacific subtropical high and South Asia High, together with a stronger cross-equatorial flow, result in the transportation of more humidity and the appearance of more precipitation. The correlation analysis indicates that the Indian Ocean SST in Southern Hemisphere is closely associated with the variation of the seasonal precipitation of Guangxi on the decadal scale by influencing the Asian monsoon through the cross-equatorial flow.     

南海至西太平洋一带夏季低空越赤道气流和季风的初步研究

本文对南海至西太平洋一带夏季低空越赤道气流的情况和西南季风的来源,进行了初步研究。发现:(1)就气候平均而言,东非低空急流的影响范围,包括印度南部、孟加拉湾南部直到中南半岛南部和南海南部。在这一范围内,夏季月平均西南季风强度的年际变化十分一致;(2)夏季在中南半岛南部、南海南部,西南季风的主要来源是上游印度、孟加拉湾地区,直接来自南半球的气流比重不大。而热带西北太平洋的西南季风,则主要来自南半球;(3)在110-140°E 的赤道地区,并不存在一支主要的越赤道气流;(4)在150°E 附近的新几内亚东岸,有一条越赤道气流的通道。热带西北太平洋的西南季风,主要就是这支越赤道气流转向而成(但似乎要求这支气流的南风分量强度超过某一下限,即存在一阈值,才能对西北太平洋的西南季风变化有影响)。新几内亚岛上的山脉,对南半球东南信风的阻挡,是形成这支越赤道气流的重要原因之一;(5)大致在15°N 以南的南亚至西北太平洋地区,其西南季风主要由二支气流构成:一支在非洲东岸附近越过赤道,成为东非低空急流,经印度南部,往下游一直影响到南海南部;另一支在新几内亚东岸附近越过赤道,转向成西南气流影响西北太平洋。     

南亚地区季风与邻近海域海温相互影响的初步研究

文中利用简化的海 气耦合模式及低谱方法和多平衡态理论 ,讨论了南亚地区冬夏季风与邻近海域海温季节变化之间的相互影响。结果表明 :(1)冬季风较强时 ,冬季海温较低 ,翌年夏季海温也较低 ;反之亦然。夏季风较强时 ,夏季海温较高 ;反之亦然。夏季风强弱对冬季海温的影响不明显。 (2 )海 气相互作用使南亚冬季风和夏季风都加强。海温经向梯度使冬季风加强 ,而夏季风减弱。     

东亚大尺度低空急流的背景流场与东半球的越赤道气流

本文介绍了关于东亚大尺度低空急流背景流场的研究,指出其上游的季风西风带对它的重要作用,以及它与东非地区越赤道气流之间的关系。利用欧洲中期预报中心提供的资料,考查了1979,1982和1983年8个夏季月的东亚大尺度低空急流,进一步研究了它们的上游流场和背景气流,指出东亚地区的低空急流主要以亚洲季风为背景。大风动量一次一次地沿着季风气流向急流区传播,它还与越赤道气流关系密切;绝大多数大尺度低空急流是东半球几支越赤道气流东传后汇合的产物。5月,以80°E附近的越赤道气流为主;6月中旬后,索马里地区低空急流建立,东非越赤道气流成为主要的影响系统,并经常与105°E的越赤道气流共同作用影响我国或东亚地区的低空急流。     

Identifying Global Monsoon Troughs and Global Atmospheric Centers of Action on a Pentad Scale

Using two datasets of global pentad grid precipitation and global 850 hPa geopotential height during 1979-2007, this study identified global monsoon troughs and global atmospheric centers of action (ACAs) on a pentad scale. The global monsoon troughs consist of planetary-scale monsoon troughs and peninsula-scale monsoon troughs. Forced by seasonal variations in solar radiation, the inter-tropical convergence zones (ITCZs) represent the planetary-scale monsoon troughs, which are active and shift over the tropical North Pacific, the tropical North Atlantic, and the tropical South Indian oceans. The peninsula-scale monsoon troughs are originated from regional land-sea topography and varied with contrasts in seasonal land-sea surface temperatures and precipitation. During the boreal summer, five peninsula-scale troughs and one planetary-scale trough are distributed in the Asia-Northwest Pacific (NWP) region. In total, 22 troughs, nine monsoon troughs, and 19 ACAs in the lower troposphere were identified. Relevant ACAs may be useful in constructing regional monsoon and circulation indices.