关于夏半球的哈得来环流

在冬(夏)季节,冬半球哈得来圈扩展至夏半球,支配着整个纬向平均的平均经向环流,夏半球哈得来圈实际上是消失了。假设这表面上的消失是由于纬向的平均过程所致,而当平均只限于没被亚洲季风占据的经度上,夏半球哈得来圈是仍然存在的。对1957-1964年6-8月的资料进行分析检验,发现,在经度160°E-0-30°E上或热带的三分之二的地方,夏半球哈得来圈是确实存在的。它说明经向环流被纬向平均过程所掩盖了的某些最有意义的性质以及与之相联系的输送过程。     

1961～1997年110～140。E垂直经圈环流的年际变化特征及其与海温变化的关系

用NCEP/NCAR再分析资料，分析了196l～1997各年1月和7月的大气垂直经圈环流的变化特征，特别分析了110～140°E平均的垂直经圈环流和其中的东亚季风环流。计算了各年的经圈环流与多年平均垂直经圈环流之相似系数、差异系数和相对强度。文中除讨论了它们的年际和10年际变化外，还讨论了东亚季风环流强弱变化与ENSO循环的关系。结果表明:(1)垂直经圈环流除有年变化外，存在着较明显的年际和年代际变化。1月的全球平均经圈环流1966～1974年较弱，1976～1987年较强；7月的全球垂直经圈环流则是1963～1974年较强，1986～1995年则相对较弱。(2)110～140°E的平均经圈环流主要特点是:1月东亚季风环流圈代替了北半球的Ferrel环流圈，7月东亚季风环流圈代替了北半球的Hadley环流圈，而且其10年际变化也比较明显。(3)东亚季风环流强弱的变化与ENSO循环有一定的关系。     

1961～1997年110～140°E垂直经圈环流的年际变化特征及其与海温变化的关系

用 ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ再分析资料，分析了 １９６１～ １９９７各年 １月和 ７月的大气垂直 经圈环流的变化特征，特别分析了１１０～１４０°Ｅ平均的垂直经圈环流和其中的东亚季风环 流。计算了各年的经圈环流与多年平均垂直经圈环流之相似系数、差异系数和相对强度。文 中除讨论了它们的年际和１０年际变化外，还讨论了东亚季风环流强弱变化与ＥＮＳＯ循环的 关系。结果表明：（１）垂直经圈环流除有年变化外，存在着较明显的年际和年代际变化。１ 月的全球平均经圈环流１９６６～１９７４年较弱，１９７６～１９８７年较强；７月的全球垂直经圈环流 则是１９６３～１９７４年较强，１９８６～１９９５年则相对较弱。（２）１１０～１４０°Ｅ的平均经圈环流主要 特点是： １月东亚季风环流圈代替了北半球的Ｆｅｒｒｅｌ环流圈，７月东亚季风环流圈代替了北 半球的Ｈａｄｌｅｙ环流圈，而且其１０年际变化也比较明显。（３）东亚季风环流强弱的变化与 ＥＮＳＯ循环有一定的关系。     

夏季东亚副热带经圈环流特征及其对长江流域降水的影响

利用NCEP/NCAR 1979-2009年月平均风场资料,用质量流函数来定义东亚副热带的经圈环流指数,分析夏季(6-8月)东亚副热带经圈环流特征.结果表明,夏季东亚地区受反Hadlev环流影响,表现出与全球平均经圈环流不同的特征,用指数表征的东亚副热带经圈环流强度存在明显的年际和年代际变化.另外,利用相关性及水汽通量...     

青藏高原热力作用对初夏经圈环流的影响

本文利用1979年6月逐日的实测风资料,用间接推算法计算了90°E经圈剖面上的平均加热场,进而利用平均经圈环流诊断方程计算了不均匀的非绝热加热所驱动的平均经圈环流,并与转盘模拟实验、大气环流数值试验以及自然正交函数分解的结果进行了比较。本文指出1979年6用高原中部平均经圈环流以及逐日经圈环流作自然正交函数分解所得到的第二特征向量场,主要是由于不均匀的非绝热加热强迫形成的,从而显示了青藏高原热力作用对于初夏经圈环流的巨大影响。同时,本文还揭露了六月份北半球大气环流季节转换期间经围环流演变的特征。     

全球平均经圈环流的基本特征及其与臭氧关系研究

本文利用1957年9月到2002年8月,共540个月的ERA-40的经向风和臭氧质量混合比月平均资料,分析研究了平均经圈环流(MMC)和Hadley环流强弱特征变化及其与臭氧变化的关系.分析指出:(1)平均经圈环流与臭氧分布在垂直方向上有很好的对应和相关关系,平均经圈环流是形成臭氧水平、垂直的气候平均态分布,季节变化,年代际变化的重要因素;(2)垂直方向上北半球臭氧浓度的变化比南半球的变化更明显;(3)典型相关分析表明平均经圈环流与臭氧浓度变化在不同的高度和纬度上有不同的相关关系,臭氧与Hadley和Ferrel环流存在密切的相关关系,特别是Hadley环流,这表明Hadley环流在全球大气臭氧的变化中起重要作用.     

北极涛动的纬向对称结构

运用NCEP／NCAR再分析月资料,分季节研究了北极涛动的纬向结构,以及与之相对应的纬向平均纬向风和经圈环流异常的空间结构特征,并初步探讨了北极涛动的维持机制。结果表明,北极涛动在水平方向上主要呈纬向对称的环形模态,且这种结构在冬季北极涛动的活跃期表现更为显著;而夏季纬向对称型随季节风带的北移和极涡的减弱,其节点也相应向极地移动。与北极涛动纬向对称型相联系的纬向平均纬向风在冬季表现为明显的偶极型,向上延伸到平流层;而夏季这种形态明显减弱,并只限于对流层中。与冬、夏季北极涛动纬向对称型相对应的平均经圈环流异常均表现为增强的费雷尔环流和哈得来环流,这种形势有利于北极涛动形成正反馈机制,使之得以长期维持。     

关于干旱气候的几个问题

一、荒漠的形成由于以下所列一种或几种原因的结合,在地球上存在着荒漠。1.哈得莱环流的下沉支在副热带纬度,因为该地相应于副热带急流下哈得莱环流的下沉支,因而,发生了大范围的、持续的下沉运动,产生了荒漠。随着季节的推移,这些下沉气流带沿着南北方向移动。自然,下沉气流带季节变动最显著的纬度在半荒漠区;季节变化最小的纬度,全年盛行下沉气流,因而是永久性沙漠。在这个经圈环流之上叠加着纬圈环流。这使得热带和副热带大气的动力学复杂起来。但是,在讨论全世界亚荒漠区域气候的变化性时,对此又必须加以注意。     

中纬度平均经圈和纬圈环流维持的物理过程(一)

本文主要从分解计算的角度,讨论中纬度平均经圈环流和纬圈环流的维持,并把动量和感热的涡动输送联系起来,说明它们之间的内在联系和统一的物理机理. 大尺度涡动输送、加强和摩擦等强迫作用不断造成纬向平均环流的热成风不平衡,而热成风调整过程又不断使不平衡向平衡调整.平均经圈环流就是在这种强迫变化和调整过程的相互作用中产生的.我们引进了一个由强迫变化决定的温度场、流场的时间变率向量M.时间变率向量M的旋度在x方向的投影等于强迫作用所造成的非热成风产生率,它也等于平均经圈环流向量的旋度在x方向的投影. 当连续方程采用B     

热带大气垂直环流圈对海温场响应的数值试验

本文用一个热带地区两层原始方程模式在赤道东太平洋异常增暖和降冷两种情况下,计算了大气的垂直环流圈对海温异常的响应。试验结果进一步发展了Bjerknes的假说,支持了我国气象工作者提出沃克环流和哈得莱环流存在相互制约的发展趋势。同时通过试验对比,我们指出,热带东西海温梯度在形成这两个正交的垂直环流圈中起主导作用,即由这一海温梯度形成的热力性赤道纬圈环流可以引导出与它有相反变化趋势的经圈环流,反之则不然。     

二维全球气候模式的发展——由对流层向平流层的扩展

采用Arakawa的σ-p混合坐标，将李维亮等人发展的一个二维全球原始方程模式由对流层扩展到平流层中层(10 hPa)。垂直分层采用等lnp方案。发展后的模式不仅在计算上具有很好的稳定性，而且能较好地模拟平均温度场、平均纬向风场和平均经向风场及其季节性变化。同时，在模式对流层之上加上平流层后改善了对流层上层环流的模拟。     

轴对称加热条件下圆盘实验中波的转变过程的初步分析

对于一控制在中心降冷、边缘加热的旋转圆盘内的流体,增加或减少其温差,可引起流体中波数的转变。本文对四波向三波及三波向四波的转变过程作了较详细的分析,发现在四波向三波转变时,平均经圈环流和西风强度均发生迅速的变化。维持四波时,平均经圈环流为靠近热源处下沉和靠近冷源处上升的反环流。当转变过程发生时,经圈环流转变成正环流,转换完成后则恢复成反环流。在经圈环流变化的同时,西风强度也发生由弱变强而后再由强变弱的转变。三波向四波转变时,经圈环流及西风强度没有上述变化,只有强度的不同。 根据热量输送的计算结果,波数不同,它所产生的热量的涡动输送也不一样,三波时热量的涡动输送较强,四波时热量的涡动输送较弱。最后,我们联系热量输送的特点对上述结果进行了初步的讨论。     

DIAGNOSTIC ANALYSIS OF MEAN MERIDIONAL CIRCULATION ANOMALY IN LOW LATITUDES IN RELATION TO ZONAL MEAN SST ANOMALY

The mass stream function of zonal mean meridional circulation is calculated in terms of NCEP/NCAR monthly meridional wind speed and vertical velocity, and the climatic and anomalous features of zonal mean SST and meridional circulation are investigated. Results show that (1) a joint ascending branch of Northern and Southern Hadley circulation is on the side of the summer hemisphere near the equator ,being well consistent with the extremum of [SST ],and a strong descending by the winter-hemispheric side.(2)El Nino-related [SST] in low latitudes is an important outer-forcing source for anomaly meridional circulation, which is affected by seasonal variation of basic airflow and [SST ], and interannual and interdecadal changes of [SST] .     

A new presentation of the Indian Ocean shallow overturning circulation from a vertical perspective

由于印尼贯穿流干扰了南印度洋经向翻转环流的计算,本文应用垂向翻转流函数来诊断印度洋浅层经向翻转环流.基于海洋环流模拟产品(OFES),本文探讨了垂向流函数相比经向翻转流函数的改进.研究结果表明垂向翻转流函数能平滑连接南北印度洋的翻转环流,包括完整的副热带翻转环流和跨赤道翻转环流.经向翻转流函数低估了印度洋浅层翻转环流;而垂向翻转流函数表示的印度洋浅层翻转环流受印尼贯穿流影响更小,其评估的印度洋浅层翻转环流强度约13 Sv,其中副热带翻转环流强度约8 Sv(1 Sv ≡ 106 m3 s-1).此外,垂向翻转流函数在印度洋南开边界(30°S～34°S)上600 m层表现为顺时针翻转结构,其强度约-5 Sv,可能对应风驱的副热带流系.因此,垂向翻转流函数提供了一种新方法来评估印度洋浅层翻转环流.     

1979年梅雨期季风垂直环流的一些特征

本文通过1979年分析发现在梅雨期间,我国东部江淮地区上空存在一个稳定的季风垂直环流圈。这个环流圈在梅雨期间的平均图上表现十分清楚,其南北范围约1500公里,顶部可达100百帕,中心约在距地7—9公里之间。它的上升支恰好对应梅雨雨带,它的存在、维持和消亡对梅雨有直接影响。在这个平均季风垂直环流圈的北侧,本例中没有发现对应的闭合反环流圈。热力场的分析指出,青藏高原初夏时期的增热对季风垂直环流的演变和梅雨的形成有一定的影响。      

一九八一年初夏东南亚地区大气热源结构及其对经向环流的影响

本文用热力学方程和水汽连续方程计算了东南亚地区1981年初夏的大气热源和水汽汇的分布情况。文章讨论了大气热源的演变与该地区经向垂直环流的相互关系,并讨论了大气热源和经向环流在南海和中南半岛的差异。分析结果表明,经向环流圈与大气冷热源的分布密切相关。东亚季风建立后的大气热源中心在南海北部,热汇区在赤道附近,相应的最大上升气流也出现在南海下沉区主要在赤道南侧,而且南海的经向环流比中南半岛的要强盛的多。大气热源对于经向环流圈的形成和维持有很大的作用。      

The effects of mechanical forcing on the mean meridional circulation and transfer properties of the atmosphere

Experiments using a quasi-geostrophic model and the ECMWF T21 spectral model with and without orography are performed to investigate the effects of mechanical forcing on the mean meridional circulation. Results show that mechanical forcing intensifies the horizontal poleward heat flux and redistributes the eddy angular momentum in the vertical, and that this changes significantly the intensity and location of the mean me-ridional circulation centres.It is shown how the mean meridional circulation is set up in such a way to satisfy both the dynamical and thermodynamical transport requirements of the model atmosphere. Whenever external forcing changes the eddy fluxes, the Coriolis torques from the upper horizontal branches of the mean meridional circulations change to balance the extra divergence of eddy momentum flux, and additional adiabatic heating is produced by the vertical branches of the toroids to balance the extra divergence of eddy heat flux. The mean meridional circula-tion is, therefore, confirmed to be very sensitive to mechanical forcing, and can be used as an efficient tool to quantitatively diagnose the adequacy of the orographic representation of numerical forecasting and general cir-culation models.     

大气定常波传播的运动学特征的时空变化

利用时间平均全球大气环流资料,本文计算了纬向平均位涡的南北梯度的时空分布,以及波动水平传播的临界波数n_s,和垂直传播的临界波数K_c的时空分布。由此研究全球大气定常波传播的运动学特征及其年变化。     

Annual mean meridional energy transport modelled by a general circulation model for present and 2 × CO2 equilibrium climates

The meridional energy flux modelled by the Bureau of Meteorology Research Centre general circulation model is examined. It is divided into atmospheric and oceanic components, and the resolved atmospheric components in turn into mean and eddy circulations. Comparison with observations shows the modelled total planetary meridional energy transport to be low, but shows better agreement for the resolved atmospheric component alone. The overall patterns of the individual circulation and energy components of the model also agree well, although strengths and locations do show some discrepancies. The doubled CO₂ climate change is analyzed in terms of the changes in each of the circulation and energy components. It is found that the changes are the relatively small residual of larger, and generally opposing changes in sensible heat and potential energy fluxes. Despite the general decrease in poleward energy flux, the poleward latent heat flux is found to increase. The reduction in poleward transport is found to be dominated by changes in the mean meridional circulation at low southern latitudes, and changes in both mean circulations and eddy fluxes elsewhere.