1987年我国天气气候特点和北半球主要环流特征

1987年,我国大部地区年降水量基本正常,南方冬、春旱和北方伏、秋旱范围较大,但持续时间一般较短,仅四川、贵州、广西、内蒙古等地旱情较重;汛期,雨带摆动较大,各大江河水势较平稳,未发生严重水灾,但部分地区雨涝灾害较重。大部地区年平均气温正常或偏高,光热条件较好;长江中下游等地出现低温冻害和雪灾。登陆台风比常年少;风雹天气频繁。1987年北半球环流主要特征是:500hPa西太平洋副高持续偏强,位置偏西、偏南;青藏高原高度场偏高;欧亚地区纬向环流占优势,极涡面积偏小,强度偏强。夏季100hPa南亚高压中心强度偏强,位置偏南。赤道东太平洋海温持续偏高,厄尔尼诺现象年底开始减弱。     

2018年1月鄂北大暴雪的异常环流形势和水汽输送特征

利用气象观测资料、NCEP再分析资料、GDAS资料,结合HYSPLIT模式分析2018年1月3—4日鄂北地区大暴雪的异常环流形势和水汽输送特征。结果表明:1)100 hPa极涡向亚洲东北部分裂,极锋急流位置偏南,500 hPa乌山的阻塞形势和偏强偏东的东亚大槽,有利于将强冷空气向我国中东部输送;700 hPa强盛的西南急流配合850?hPa偏东风辐合,提供有利的动力、水汽;地面冷高压势力偏强,从东路南下并不断补充,有利于降雪天气长时间的维持。2)整层水汽通量高值舌从华南沿海伸至长江沿线,鄂北地区水汽输送强度、水汽辐合偏强;4条水汽输送路径分别是650 hPa干冷空气在黄海转向从东北路输送水汽,水汽贡献率排第二;650～700 hPa气团将孟加拉湾的水汽输送至暴雪区,水汽贡献率排第一;500 hPa干冷空气自偏西方向过来,水汽贡献率最少;近地层暖湿气团将南海水汽自偏南路径输送至暴雪区,水汽贡献率排第三。与一般降雪过程比,增加了偏南的输送路径,且水汽贡献最多和次多路径的气团水汽含量更高。     

自适应原理在尺度分离技术中的应用

采用1951—1986年月平均北大平洋海表面温度(SST)、500hPa高度、副高特征量以及华北降水资料,分析了北太平洋SST涛动的时空特征及其与夏季副高、华北降水之间的关系,进而讨论了四月SST涛动偏强(弱)对八月副高偏强(弱)、副高脊线偏南(北)和华北降水偏弱(强)的影响过程.     

四川地区隆冬冷暖年大气环流及天气特征分析

利用NCEP再分析资料及实况资料,分析四川地区1951~2007年1月典型冷、暖年及2008年1月四川低温雨雪冰冻天气的大气环流特征,发现:东亚冬季风异常偏强(偏弱)与四川隆冬季节气温偏低多阴雨雪天气(气温偏高晴少雨雪天气)明显相关,冷年表现为500hPa极涡在亚欧地区强度显著偏南(偏强),南支低槽活跃,西伯利亚~蒙古地面冷高压偏强,四川地区850hPa气温偏低,0℃线偏南,为明显的反气旋距平风场,低层湿度增加,暖年则与之相反。      

桂西北夏季高温天气与前期500hPa环流特征的关系

统计1971～2003年桂西北地区7～9月的高温日数情况,并对高温日数偏多年的前期(1～6月)500hPa环流指数进行分析.结果表明与多高温年关系密切的是前期(1～6月)北半球500hPa极涡中心位置偏西及偏于极地,强度偏强;印缅槽强度偏弱;西太平洋副高面积指数偏小,强度偏弱,脊线、北界位置偏南,西脊点偏东.     

山西一次低空偏东风暴雪天气结构特征分析

应用常规地面、探空观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2011年11月28-29日山西低空偏东风暴雪天气结构特征进行了探讨。结果表明:(1)这次低空偏东风暴雪是由高空西风槽、低空切变线、地面回流和倒槽共同影响造成。降雪前约18 h,山西925~850 hPa上空出现东北风;降雪前约12 h,山西中南部地面出现较强东北风,强降雪期间地面东北风强劲;降水开始前,低空东北风是干冷性质,降水开始后低空东北风是湿冷垫。(2)暴雪的水汽来源主要是源于西太平洋的偏东风水汽输送在北部湾附近转向的西南水汽与南支槽前的西南气流在西南地区汇合北上,再与西风槽前西南水汽结合;强降雪出现在700 hPa水汽通量中心西北侧等值线密集区且风向气旋性辐合的偏南气流区域。(3)强降雪伴随山西上空深厚湿层、500 hPa以下明显水汽辐合,以及800 hPa以上对流层中强上升气流,而上升区下是明显的下沉气流,这是由低空偏东风的契入产生的。(4)强降雪期间300 hPa西风急流不断东移南压,山西位于其入口区右侧,出现强辐散,有利于地面河套倒槽发展、维持,以及垂直上升运动的增强。     

红河州2005年5月高温天气分析

采用北半球100hPa、500hPa高度场和700hPa热带流场资料,对2005年5月的大气环流特征进行分析。得到2005年5月云南出现高温干旱天气大气环流特征为西风带强劲,南亚高压偏弱偏南,西太平洋副高偏强偏南。印度西南季风未能建立,无充足水汽输送至云南,导致高温少雨。分析红河州的地形,发现海拔高差悬殊,各站气温相差很大,低纬度低海拔和焚风效应影响,是元阳出现极端最高气温的原因。     

桂西北夏季高温天气与前期500hPa环流特征的关系

统计1971～2003年桂西北地区7～9月的高温日数情况，并对高温日数偏多年的前期(1～6月)500hPa环流指数进行分析。结果表明：与多高温年关系密切的是前期(1～6月)北半球500hPa极涡中心位置偏西及偏于极地。强度偏强；印缅槽强度偏弱；西太平洋副高面积指数偏小，强度偏弱，脊线、北界位置偏南，西脊点偏东。     

华南地区前汛期降水异常特征与大气环流的关系

本文利用NCEP/NCAR再分析资料中195l一2008年选取华南地区15个代表站前汛期(4-6月)降水资料,以及同期500hPa高度场资料,850hPa风场资料.通过合成分析方法就华南前汛期降水异常特征与大气环流的关系作分析.分析表明,多雨年500hPa合成高度距平场,大陆冷高压强大,副高偏强偏南;850hPa合成距...     

1996年7月桂北、桂中异常气候成因分析

分析了1996年7月桂北、桂中异常气候的大气环流特征，提出：500hPa极涡偏强、中高度经向度明显、西太平洋副热带高压偏强、100hPa南亚高压偏强偏西、以及低空西南季风活跃是形成1996年7月桂北、桂中异常气候的主要原因。     

近50年华北区8月降水异常的时空特征及其成因分析

利用1958-2007年8月华北53个气象站降水实测资料和NCEP/NCAR同期月平均再分析资料,采用EOF和REOF分析以及曼-肯德尔法等统计方法,分析了近50年华北区8月气候异常的空间分布特征和降水演变趋势,并对多、少雨年500 hPa平均位势高度场、850 hPa矢量风及水汽通量场等进行了对比分析.结果表明:(1)华北区8月降水的EOF分析前3个特征向量场较好地反映了降水异常的空间分布,分别为整体一致、南北相反和东西相反的空间结构;REOF旋转后的前6个空间模态表明了华北区8月降水异常的次区域分布特征.从时间变化趋势来看,华北区8月降水呈现递减趋势,1986年是降水由多雨期向少雨期转折的年份;近10年华北区8月降水较20世纪50年代减少近三分之一;各次区域近50年降水趋势不一致,华北南部变化不明显,东南区有增湿趋势,西北区和东北区干旱化趋势最为明显,对整个华北8月干旱化有主要贡献.(2)西太平洋副热带高压与华北区8月降水有密切关系.当西太平洋副热带高压偏强且位置偏西、偏北时,有利于我国中高纬500 hPa形成“西低东高”环流型,同时对流层低层偏南气流强烈发展,将大量水汽向北输送,造成华北区降水偏多;当西太平洋副热带高压偏弱、位置偏东时,华北区降水偏少.(3)华北区干旱化趋势主要源于1986年前后500 hPa环流的明显调整和维持.     

1996年广西春冷大气环流特征

利用500hPa北半球月平均高度资料对1996年广西春冷的大气环流特征进行了分析，结果表明，2～3月份亚洲极涡强度偏强且南伸的纬度偏南、东亚大槽和美洲大槽强度比常年偏强、欧洲的极地反气旋式环流的建立和维持以及西太平洋副高偏弱、南支槽活跃等是造成广西春冷的主要原因。     

BCC_CSM1.1(m)模式对初夏东北冷涡的模拟及应用

利用1991-2017年BCC_CSM1.1（m）模式模拟数据和NCEP/NCAR逐月再分析资料,评估了BCC_CSM1.1（m）对初夏东北冷涡的模拟能力。结果表明：BCC_CSM1.1（m）模式可以对500 hPa位势高度场气候态进行模拟,均方根误差显示该模式对中国东北南部地区500 hPa位势高度场的模拟要优于东北北部地区。EOF第一模态结果显示,该模式可以较好地模拟出500 hPa位势高度场的主要时空变化特征。BCC_CSM1.1（m）模式能够模拟出近27 a东北冷涡指数的上升趋势和年际变化,但模拟的上升趋势较实况偏强,年际变率较实况偏弱。BCC_CSM1.1（m）模式能够模拟出东北冷涡指数的年代际突变,但是对突变开始时间的模拟较实况偏晚。BCC_CSM1.1（m）模式能够模拟出东北冷涡指数和500 hPa位势高度场在东北及其附近地区的显著正相关,不能模拟出东北冷涡指数与东北初夏降水之间的显著负相关。此外,模式东北冷涡指数对东北初夏降水的预测能力十分有限。     

中国西北夏季干湿特征分析

近45 a来中国西北夏季干湿的长期变化趋在不同的分区内有所差异,但位于西北西部的地区目前正处于偏湿阶段,而西北东部的地区目前正处于偏干阶段,同时整个西北地区近45 a来偏旱的年份多于偏湿的年份;东亚大槽比较稳定、深厚、新疆脊强,副热带高压偏东偏南是中国西北干旱年500 hPa高度场的显著特点,而东亚大槽比较浅薄、新疆脊比较弱,副热带高压偏西偏北是湿润年500 hPa高度场的显著特点。     

南半球环流异常与我国夏季旱涝分布关系及其影响机制

利用1951—2000年NCEP/NCAR风场和高度场再分析资料及全国160站降水量资料, 采用奇异值分解、相关和合成分析方法, 研究6—8月南半球500 hPa高度、高低层纬向风距平差异常 (Δu₈₅₀-Δu₂₀₀) 与我国夏季旱涝分布的关系及其影响机制。结果表明:当500 hPa澳大利亚高压脊偏强及西南太平洋热带地区高低层纬向风距平差为负值时, 来自南半球冷空气活动偏弱, 有利于西北太平洋副热带高压位置偏南, 热带季风偏弱, 我国夏季雨带偏南。反之, 当澳大利亚高压脊偏弱及西南太平洋热带地区高低层纬向风距平差为正值时, 我国北方降水偏多。同时, 定义了澳大利亚冬季风指数, 指出澳大利亚冬季风强年和弱年影响我国夏季旱涝分布异常的水汽输送型式不同。     

冬季北半球风暴轴的协同变化及其与大气环流的相互作用

基于1971—2016年NCEP/NCAR的逐日、逐月再分析资料,研究冬季北半球西伯利亚风暴轴(Siberian Storm Track,SIST)、北太平洋风暴轴(Pacific Storm Track,PST)和北大西洋风暴轴(Atlantic Storm Track,AST)的协同变化特征及其与大气环流的关系。结果表明:(1)三大风暴轴不仅各自的位置与强度变化存在显著相关性,风暴轴之间也存在一定的协同变化且年代际尺度上比年际尺度上更紧密。年际尺度上,SIST与AST的经度变化呈显著负相关,而PST和AST的协同性较差;年代际尺度上,SIST与PST的经、纬度变化均呈弱的负相关,SIST与AST的经度和强度变化均呈显著正相关,PST与AST的经、纬度变化均呈显著负相关。(2)由联合EOF分析得到北半球风暴轴的协同变化时空特征:在年际尺度上,第一模态主要表现为SIST偏弱(强),PST主体偏弱(强)、东南偏强(弱),AST略偏北(南)偏强(弱)但不显著的协同变化。PC1为正位相时,对应的大气环流异常为:500 hPa高度场上为太平洋北美(Pacific North America,PNA)型和欧亚(Eurasian,EU)型的正位相,东亚急流偏强且偏南;第二模态主要表现为SIST偏强(弱)且偏东(西),PST中东部偏南(北)、西部强度偏强(弱),AST偏强(弱)的协同变化。PC2为正位相时,对应的大气环流异常为:500 hPa高度场上为PNA型和大西洋东部(East Atlantic,EA)型的正位相,北美急流减弱;在年代际尺度上,第一模态主要表现为SIST偏西(东)且偏弱(强),PST偏东(西)且偏弱(强),AST偏西(东)且偏弱(强)的协同变化。PC1为正位相时,对应的大气环流异常为:500 hPa高度场上为西大西洋(West Atlantic,WA)型和EU型的正位相。第二模态主要表现为SIST偏强(弱)且偏北(南),PST偏南(北)且偏弱(强),AST北抬(南压)的协同变化。PC2为正位相时,对应的大气环流异常为:500 hPa高度场上为EU型和WA型的正位相,东亚急流强度加强且偏南,北美急流强度减弱。     

青藏高原春季积雪多、少年中低层环流对比分析

利用青藏高原(下称高原)68个气象测站1961-2007年逐日积雪观测资料,分析了高原春季积雪日数变化及其异常偏多、偏少年的环流特征,还深入分析了春季积雪的多少对北半球夏季环流的影响。结果表明,在高原春季积雪日数偏多、少年,在500 hPa高度场上欧亚(东半球)地区中高纬度虽然均表现为两槽一脊的环流形势,但积雪日数偏多、少年槽脊的位置和强弱明显不同。同期春季,当高原春季积雪日数偏多(少)时,500 hPa环流场上冰岛低压偏强(弱)、蒙古高压偏强(弱)、印度低压偏弱(强)。高原春季积雪与夏季北半球的主要大气活动中心和影响中国夏季气候的主要大气环流系统之间存在紧密联系,当高原春季积雪日数偏多(少)时,夏季500 hPa环流场上东亚地区易(不易)形成阻塞高压,同时西太平洋副热带高压易(不易)偏南。这种关系说明高原春季积雪有一定前兆意义,对中国短期气候预测有重要的指示意义。     

不同时间尺度上黄淮地区夏季降水异常成因及预测研究

利用1961—2006年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海表温度资料,分析了黄淮地区夏季降水的年代际和年际变化特征,研究了不同时间尺度上降水异常成因。结果表明,年代际尺度上,当太平洋年代际振荡处在暖(冷)位相时,南方涛动偏弱(强),黄淮地区夏季降水偏多(少)。在年际及以下尺度上,当印度洋北部海温偏高、南部偏低时,500 hPa位势高度场上,中高纬乌拉尔山以东和鄂霍次克海附近出现明显的双阻塞高压,副热带高压偏强;200 hPa风场上,西风急流略偏南,黄淮流域上空西风偏强,为反气旋环流;850 hPa风场上,黄淮流域上空出现西南—东北风的切变,使得急流出口区右侧次级环流的异常上升支恰好位于黄淮流域上空,高低空环流的这种配置导致了黄淮流域上空降水偏多。进一步分析发现,利用印度洋海温作为预测因子,建立预测模型,对黄淮流域降水年际变率有较高的预测能力。     

中国东部夏季极端高温的空间分布特征及其环流型

利用1961-2008年中国751个地面观测站气温资料插值而成的CN05格点资料,首先分析了中国东部夏季极端高温日数变化特征。结果表明,中国东部整体夏季极端高温日数有显著增多趋势,以东北、内蒙古中东部和东南沿海增多趋势最明显,而江淮黄淮地区增多趋势最不明显甚至出现减少趋势。极端高温日数年际波动周期以2.5~3.0年为主,江淮地区以5年为主。对极端高温日数进行EOF分解的结果表明,第1典型场主要表现了极端高温日数的线性变化趋势,第2、3典型场分别表现为江淮和东北、华南和华北极端高温日数的两种南北"偶极型"分布特征。合成分析表明,第2典型场正"偶极型"对应江淮地区500 hPa位势高度正异常和东北高度负异常以及西太平洋副热带高压(简称副高)偏北偏强,负"偶极型"则相反;第3典型场正"偶极型"对应华南500 hPa位势高度正异常和华北高度负异常以及西太平洋副高偏南偏强,负"偶极型"则相反。偏相关分析表明,鄂霍次克海阻高与东北和东南沿海极端高温日数正相关显著,与黄淮部分地区呈显著负相关;副高脊线与华北和东北极端高温日数呈显著正相关;副高强度与东南沿海呈显著正相关。     

对中国东部夏季降水有重要影响的一种东亚遥相关型

 利用重建的1880-1950年500 hPa高度场资料和1951-2004年的NCEP/NCAR再分析资料,分析了年际尺度上东亚地区夏季大气环流变化特征。结果表明：夏季在东亚沿岸存在一个明显的自北向南的正-负-正环流模态,即鄂霍次克海阻塞高压与副热带高压存在一种同向变化、而它们之间区域的高度场为反向变化的遥相关关系;同时分析了这种大气环流模态与1880-2004年中国东部地区夏季降水的关系。在年际尺度上,正-负-正的环流模态与长江中下游地区和东北的降水有很好的正相关,当夏季的环流处在阻塞高压偏强,且副热带高压偏南偏强、日本及其以东地区上空高度场偏低时,中国长江中下游地区和东北降水偏多。