盛夏副高脊线异常变化对我国气温影响及海气背景分析

利用1951—2006年全国160站盛夏（7—8月）气温资料、北半球500hPa高度场和北太平洋海温场资料,分析了盛夏西太平洋副高脊线位置异常变化对我国气温的影响及其与500hPa大气环流和北太平洋海温的关系,结果发现：盛夏副高脊线异常偏北年主要集中出现在上世纪60年代和90年代,副高脊线异常偏南年则主要集中出现在上世纪80年代;盛夏副高脊线位置与长江流域及其以北至黄河中下游以南的我国中东部广大地区气温存在着很好的正相关关系;盛夏副高脊线位置异常变化与东亚中纬度500hPa上空西风环流强弱变化密切相关,前期3月白令海至阿拉斯加地区500hPa高度场异常变化对盛夏副高脊线位置变动有着较好的指示性,前期北太平洋海温距平分布型,尤其是前期3月北亚热带海区关键区海温、加利福尼亚海区关键区海温和关键区综合海温指数对盛夏副高脊线位置异常变化具有很好的指示意义。     

盛夏副高脊线异常变化对我国气温影响及海气背景分析

利用1951—2006年全国160站盛夏（7—8月）气温资料、北半球500hPa高度场和北太平洋海温场资料,分析了盛夏西太平洋副高脊线位置异常变化对我国气温的影响及其与500hPa大气环流和北太平洋海温的关系,结果发现：盛夏副高脊线异常偏北年主要集中出现在上世纪60年代和90年代,副高脊线异常偏南年则主要集中出现在上世纪80年代;盛夏副高脊线位置与长江流域及其以北至黄河中下游以南的我国中东部广大地区气温存在着很好的正相关关系;盛夏副高脊线位置异常变化与东亚中纬度500hPa上空西风环流强弱变化密切相关,前期3月白令海至阿拉斯加地区500hPa高度场异常变化对盛夏副高脊线位置变动有着较好的指示性,前期北太平洋海温距平分布型,尤其是前期3月北亚热带海区关键区海温、加利福尼亚海区关键区海温和关键区综合海温指数对盛夏副高脊线位置异常变化具有很好的指示意义。     

赤道中东太平洋海温异常时与夏季副高的关系分析

通过对夏季副高的各特征量和综合指数的分析，找出副高与赤道中东太平洋海温处于冷暖位相（即拉尼娜和厄尔尼诺事件）的相关关系，从而通过海温的异常可以预测次年夏季副高的强弱及位置，对我国夏季范围降水和台风等灾害性天气进行预测。     

西太平洋副高活动指数的吸引子维数计算

基于NCEP／NCAR再分析资料计算出的西太平洋副高活动的三种特征指数，利用相空间重构方法对副高活动的三种特征指数的混沌特性和分数维进行了计算。计算结果表明，副高的短期活动存在混沌吸引子，副高脊线指数和面积指数动力系统的独立变量数目的上、下限分别为3和6，分析结果为副高动力系统的重构研究奠定了基础。     

前期太平洋海温与6～8月西太平洋副高指数的关系

使用相关分析和因子分析等方法,探讨了前期太平洋海温对主汛期副高指数的影响.相关分析发现:海温对副高各指数的影响存在季节和区域上的变化,海温变化主要影响副高的面积和强度指数,对西伸脊点的影响次之,对脊线位置的影响比对北界位置显著.从各季节海温对副高5个指数(脊线位置、北界位置、西伸脊点、面积、强度)集合整体的线性拟合能力上看,秋、冬季海温较春季效果稍好,赤道中东太平洋及北美西海岸海温对副高指数的影响较西北太平洋显著.因子分析结果发现:前期各季节海温第1公共因子主要反映了赤道中东太平洋与西太平洋海温的反相变化关系,该公共因子与主汛期副高指数相关最显著,且较好地反映海温与副高各指数的相关特点,其它公共因子与副高指数相关性均较弱.年代际变化分析表明:1970年代末以前,海温变化使La Ni?a事件易为出现、夏季副高偏弱偏东、面积偏小、位置偏北,1980年代以后则相反.     

江西盛夏高温干旱的气候分析及预测研究

采用逐日降水及最高气温资料,计算了盛夏高温干旱指数;应用500hPa月平均高度及西太平洋副高(简称副高)特征量、海温资料,分析了盛夏高温干旱与副高、海温的关系。结果表明:副高偏强偏西是盛夏高温干旱的典型特征;冬季厄尔尼诺偏强、上年秋冬季赣中降水量异常偏多及4月赣南气温明显偏高是有利于全省盛夏高温干旱发生的强信号。     

夏季西北太平洋副热带高压指数

利用在特定区域上平均的夏季（6、7、8月）平均850hPa位势高度异常,我们定义了两种指数,分别用来描述夏季北太平洋副热带高压在东西方向和南北方向上的偏移。对于东西向指数,平均的区域为副高的西侧（110°-150°E,10°-30°N）;对于南北向指数,平均的区域为副高的西北侧（120°-150°E,30°-40°N）。发现这两种指数是相互独立的。基于南北向指数的合成分析结果与以往的研究结果吻合得相当好。在年际时间尺度上,将这两种指数与国家气候中心公布的副高指数进行了比较,发现尽管有一些微弱的差别,本文定义的指数与国家气候中心的副高指数大致具有相似的年际变化,因而本文的指数与国家气候中心的指数也对应着相似的环流和降水型。进而,对本文的指数与国家气候中心的指数对应的环流（降水）型之间的不同进行了分析,表明本文的指数比国家气候中心的指数能够更好地描述对应的环流和降水型。一个重要的结果是,不论根据本文指数,还是根据国家气候中心指数,东西向指数（或西伸指数）都比南北向指数（或北界指数）对应着更显著的降水异常,特别是在东亚地区和菲律宾海。 这两种指数还可以用来描述副高在夏季里的季节推进,即,北移和东退。副高在7月中旬迅速北移和东退。发现在副高平均处于偏北或偏东的夏季里,北移     

基于全球大气环流三型分解的西太平洋副热带高压指数的新定义

西太平洋副热带高压（简称副高）活动规律及其变异的动力学机理问题一直是我国气象学家的重要课题。本文针对现有研究和预测中常用的高度场指数不能全面、准确刻画全球变暖背景下的副高演变特征的缺陷,利用全球大气环流三型分解模型中的流函数能够等价描述副高三维空间几何图像的优势,以500 hPa水平型环流流函数的零等值线为客观标准,给出了副高面积、强度、脊线及西伸脊点指数的新定义,并以2018年夏季副高的短期结构演变特征及其与我国东部地区降水之间的关系研究为例,验证了本文新定义副高指数的客观性与合理性。本文利用全球大气环流三型分解模型中的水平型环流流函数新定义的副高指数,不仅从形态上准确刻画了副高的大尺度涡旋环流特征,而且全球大气环流三型分解的动力学、热力学方程组为进一步利用新指数开展副高异常演变的机理研究提供新的理论工具。     

热带气旋及相关天气系统对上海强梅雨的影响分析

通过对1996年和1999年上海强梅雨的分析,发现在强梅雨年的梅雨期内140°E以西的西北太平洋上无热带气旋(以下简称TC)活动,使副高脊线和梅雨锋得以持久稳定,造成长江中下游地区的长时间强(多)梅雨。研究还表明,强梅雨年的副高脊线比常年偏北1～4个纬距,梅雨量的多少与副高、西风带系统的强弱、系统稳定控制的时间长短及其系统相互作用的位置有关。     

西北太平洋副热带高压的不同指数及其与中国东部夏季降水关系的探讨

本文利用再分析资料与台站降水资料,比较了不同副高指数的变化特征,分析了不同指数与中国东部夏季降水的关系及相应环流变化。结果表明,副高指数可分为三类:绝对强度指数、相对强度指数和南北指数。绝对强度指数有上升趋势,对应5870 gpm等值线向西的扩张;相对强度指数有下降趋势,对应扰动位势0线的缩小;南北指数无明显趋势变化,表现为副高脊线基本围绕25°N振荡。不同副高指数对应的环流与降水异常表明,绝对强度指数虽然不能较好的描述副高局地的涡度变化,但其与东亚EAP（East Asia–Pacific,东亚—太平洋）型遥相关关系较好,在这种情况下,该指数与长江流域降水存在高相关,指数正异常时,华北偏干,长江中下游水汽辐合降水增加;反之降水型相反。相对强度指数能较好的描述副高局地的涡度变化,但其与EAP型遥相关关系较弱,因此相对强度指数与降水关系较弱,指数正异常时,降水中心仅出现在长江中游;反之,受异常偏北风影响,我国降水体现为北旱南涝。南北指数对副高局地的涡度变化以及EAP型遥相关都有较好表征,该指数与长江以南以及华北的降水有较好的相关性,指数正异常时,水汽大量向北运输,造成华北多雨而长江干旱;反之,相反的环流型使雨带移至华南。     

盛夏上海地区副热带高压型强对流特点分析

发生在副热带高压控制下的强对流容易出现错报。对上海地区2001—2005年7—9月份19个副热带高压型强对流个例进行分析,并和副热带高压控制时上海地区未发生强对流的个例进行对比。结果表明:副热带高压型强对流较易在副热带高压的北侧发生,强对流发生开始时间主要在中午到傍晚;副热带高压型强对流的发生除需要有较好的层结不稳定条件外,对抬升条件也有较高要求,如边界层整层在上海附近存在中尺度辐合线。     

副热带高压强度变化的模糊聚类诊断预测

采用模糊C均值聚类 (FCM)、遗传算法 (GA) 和模糊减法聚类 (FSC) 交叉融合、优势互补思想进行副热带高压影响因子的综合聚类分析和副热带高压指数的诊断预测。在统计分析的基础上, 通过选择若干与副热带高压指数关系密切的影响因子构成了高维特征空间, 进行了综合聚类分析, 实现了副热带高压指数的聚类判别和诊断预测。该文提出的综合聚类方法既可克服FCM/GA算法全局/局部寻优的不足, 又可客观确定聚类数目。试验结果表明, 该方法具有良好的分类效果, 判别结果与实况基本相符。     

ECMWF模式副热带高压指数释用产品的应用

应用2006年6—8月欧洲中心数值预报资料,从计算出的副热带高压面积指数、强度指数和西伸脊点、脊线位置及北界位置分析入手,对副热带高压的特征预报进行统计学检验和误差对比分析。结果表明:基于欧洲中心数值预报模式的计算产品对于副热带高压的预报在96 h内误差较小,120—168 h误差较大,副热带高压的预报总体上呈现强度偏强、面积偏大、西脊点偏西和脊线及北界偏北的误差特点。     

中国夏季降水预测的能量互补模型

统计结果表明,冬季最大能量特征线(副热带高空西风急流轴)与夏季最小能量特征线(副高脊线)在长江流域上空9-15 km近于重合,冬季高空西风急流轴位于夏季西太平洋副高588线的西北侧,即平均雨带附近。据此,可预测夏季主雨带。经1997-2005年实时预报,主雨带均无漏报。     

RELATIONSHIPS BETWEEN PRECEDING PACIFIC SEA SURFACE TEMPERATURES AND SUBTROPICAL HIGH INDEXES OF MAIN RAINING SEASONS

With correlation analysis and factor analysis methods, the effects of preceding Pacific SSTs on subtropical high indexes of main raining seasons are discussed. The results of correlation analysis show that the effects of SSTs on five subtropical high indexes differ in seasons and regions. The variation of SSTs mostly affects the area and intensity indexes of the subtropical high, followed by the western ridge index, and the effect on the ridge line index is more remarkable than on the north boundary index. The results of factor analysis reveals that the first common factor of SST of each season reflected mainly the inverse relation of SSTs variation between the central and eastern part of equatorial Pacific and the western Pacific, which correlates better with the subtropical high indexes in the main raining seasons than other common factors of SST. The analysis of interdecadal variation indicated that the variation of SSTs was conducive to the emergence of the La Ni?a event before the end of 1970s, such that in the summer the subtropical high is likely to be weaker and smaller and located eastward and northward. After the 1980s, the opposite characteristics prevailed.     

南半球环流与西太平洋副热带高压和台风群中期活动的关系

通过对南北半球环流6年资料的分析,发现在北半球夏季5～8月,南半球中纬西风指数、低纬西风指数、赤道气压指标与北半球西太平洋副热带高压和台风群的中期活动均有较好的关系。在台风群活跃的年份,台风群生成阶段前后,环流变化由南半球中纬先开始,随后南半球低纬和赤道地区环流也出现变化,赤道气压指标到达低值,此后,北半球西太平洋副热带高压的特征产生一系列的变化,上述南北半球环流系统变化的传播过程为准二周周期。     

华南汛期旱涝急转及其大气环流特征

利用国家气象信息中心提供的1960～2015年中国753站汛期(4～9月)逐日降水资料,对华南地区汛期旱涝急转现象进行了分析,定义了一个旱涝急转评价指标,分析了旱涝急转事件的特点及其大气环流特征。结果表明:华南在56年汛期中共发生了17次旱涝急转事件,发生频率由1960年代的3次下降到1970年代、1980年代的1次,后迅速增加到1990年代的4次、21世纪初的8次。将其按急转时间分为春末初夏旱转涝事件和盛夏涝转旱事件。春末初夏旱转涝事件,旱期西太平洋副热带高压主体偏南,中国东部主要受干冷高压脊控制,华南低层负涡度发展伴随着辐散、下沉运动的加强和水汽输送的减弱,降水偏少;涝期西太平洋副热带高压北抬,孟加拉湾南支槽异常偏强,华南位于副热带高压西侧和南亚高压东南侧,低层正涡度发展伴随着辐合、上升运动和水汽输送的加强,降水偏多。盛夏涝转旱事件,涝期西太平洋副热带高压主体偏西,华南处于副热带高压西北侧和南亚高压东南侧,低层水汽输送、辐合和上升运动均加强,正涡度发展,降水增多;旱期西太平洋副热带高压显著北跳,南亚高压向东向北扩展至长江中下游地区,华南为西太平洋副热带高压和高空东风急流所控制,低层水汽输送减弱,辐散和下沉运动加强,负涡度发展,干旱少雨。