2001年北半球大气环流特征及其对中国气候异常的影响

2001年受前期赤道东太平洋海温长期冷水位相的影响，北半球大气环流的主要特征表现为：500hPa西太平洋副热带高压冬春季偏强，夏季秋偏弱；欧亚地区夏季500hPa位势高度距平场上中高纬从西到东呈现为“－＋－”分布形式，贝加尔湖地区为正距平中心；东亚冬、夏季风偏弱；7月赤道辐合带异常偏强、偏北等。在上述大气环流的影响下，我国的天气气候发生了异常。     

2010年初夏黑龙江省异常气候成因分析

2010年初夏6月黑龙江省气温异常偏高,为1954年以来历史第1位;上旬和下旬出现两次高温过程,高温的强度和日数突破历史极值,降水偏少.分析成因主要是中高纬度环流异常,欧亚地区以纬向环流为主,北半球500hPa高度场在本省为明显的正距平,亚洲区极涡面积偏小,鄂霍次克海没有建立稳定的阻塞形势,对应的东北冷涡活动少.     

夏季东北冷涡持续性活动及其大气环流异常特征的分析

本文首先分析了夏季东北冷涡持续性活动特征及其对东北地区天气气候的影响,然后利用NCEP/NCAR 1958～1997年月平均再分析资料,探讨了东北冷涡持续性活动与大气环流异常之间的联系.结果表明,东北冷涡持续性活动是导致东北地区夏季低温的一个十分关键的因子,同时对降水也有重要影响.冷涡活跃年夏季,500 hPa高度场会出现以东北地区为中心的南北向和东西向分布的正-负-正距平波列,即与东亚阻高势力偏强而西太平洋副高位置偏南等大尺度环流背景相联系.在对流层中上层,高空西风急流有明显的分支现象,特别是亚洲中纬西风急流位置偏南.而在对流层中下层,东北地区和华北大部以及朝鲜半岛和日本北部等地由明显的气旋式距平环流所控制,并且源自东北及其以西地区的北风距平可一直推进至长江流域并转变为西北风距平,并与那里的西南风距平汇合而形成有利于该地区梅雨偏多时的环流形势,与此同时,长江中下游地区和四川盆地等容易出现垂直速度负距平、涡度正距平和散度负距平分布,而华北和华南大部上述物理量一般为相反的距平分布,从而对应少雨形势,并且中国北方地区(长江以北)对应负温度距平.当夏季东北冷涡活动偏弱时,一般会出现与上述相反的结果.即东北冷涡持续性活动不但对东北地区,而且与中国其它某些地区的天气气候可能也存在着一定的对应关系.     

2005年北半球大气环流特征及其对中国气候异常的影响

2005年北半球主要环流特征为，500hPa西太平洋副热带高压较常年明显偏强，位置总体偏西偏北，春季副高位置异常偏西；东亚地区夏季500hPa位势高度距平场上大部地区为正距平分布，贝加尔湖南部为正距平中心。亚洲中纬度经、纬向环流交替出现，冬季经向环流异常发展，造成我国东部地区气温异常偏低；夏李纬向环流发展，同时东亚夏季风偏强，汛期主要雨带位置位于淮河流域。冬、春李热带对流活动减弱，入夏以后迅速加强，台风活动活跃。热带海洋为暖水位相。在海洋和大气环流的共同影响下我国天气气候发生了明显异常。     

近40a江苏省冬季气温异常的演变及其涨气背景场特征

通过1961－1998年江苏省11个站点冬季平均气温的EOF分析，探讨江苏省冬温异常的演变特征，并分析其同期及前期500hPa高度距均，海温距平场的特征，指出冬季异常冷年，同期与前期500mPa高度距平场主要表现为亚洲－太平洋地区阻塞形势发展，经向环流加强，同期至前期6个月赤道东太平洋海温为持续负距平。而暖冬同期与前期500hPa高度距平场的特征特征是，西太平洋海温为持续负距平。而暖冬同期与前期500hPa高度距平场的特征是，西太平洋副高势力较强，亚欧大陆中高纬 纬向环流占优势，同期赤道东太平洋海温具有厄尔尼诺的特征，但前期赤道东太平洋海温距平具有由负向正转变特征。     

初夏印度高压的季节转换及其与北半球环流和我国夏季降水的关系

本文以初夏印度高压撤离印度地区的早迟,来反映冬夏季节转换的早晚,并讨论这种季节转换的突变现象与北半球环流和我国夏季降水的关系。分析表明,初夏印度高压季节转换的早、晚,反映在印度地区500hPa高度距平符号是完全相反的,这种距平场的扰动,以波动形式沿一定的通道向东亚中高纬度地区传播,然后通过极区传向西半球。当印度高压季节转换早时,夏季西太平洋副高易北上,东亚中高纬度距平场往往出现东高西低的环流形势,相应我国汛期降水偏多,反之亦然。同时,5月印度地区高度场变化对我国长江中下游入梅日期也有一定的指示意义。在近几年的实际应用中,这种正相关关系保持着较好的稳定性。     

2021年10月大气环流和天气分析

2021年10月北半球大气环流特征主要表现为:极涡主要呈单极型分布,位置偏离北极点靠近西伯利亚;中高纬地区环流呈5波型分布,500 hPa位势高度场在亚洲东北部至东北太平洋一带为负距平,在北美至北极地区为正距平;副热带高压呈狭长带状分布,几乎环绕北半球;西北太平洋副热带高压较近几年同期范围偏小.10月全国平均降水量为5...     

华南冬季异常冷月预测概念模型Ⅰ──500 hPa高度场和海温场特征

确定了近 45年华南冬季异常冷月出现的时间,分析了其同期至前期 6个月 500 hPa位势高度场和海温场的特征。各异常冷月当月500 hPa高度场有相似的特征,亚洲一太平洋地区高度场的特征是北高南低,经向环流发展。给出了前期500 hPa高度场差异显着月的距平特征。华南冬季各异常冷月至其前期6个月海温距平分布有持续性的特征,1月及其前期1～6个月赤道东太平洋SST呈E1 Nino特征, 2月和12月呈La Nina特征。      

华南冬季异常冷月预测概念模型I--500hPa高度场和海温场特征

确定了近45年华南冬季异常冷月出现的时间,分析了其同期至前期6个月500hPa位势高度场和海沮场的特征。各异常冷月当月500hPa高度场有相似的特征,亚洲-太平洋地区高度场的特征是北高南低,经向环流发展。给出了前期500hPa高度场差异显著月的距平特征。华南冬季各异常冷月至其前期6个月海温距平分布有持续性的特征,1月及其前期1～6个月赤道东太平洋ssT星El Nino特征,2月和12月呈La Nina特征。     

亚洲中部春夏季大气环流持续性异常与我国东部夏季旱涝的关系

通过对北半球(20oN以北)1958~2002年 500 hPa月平均高度场各格点的点对点月际相关系数的分析,探讨了环流的持续性。结果表明,亚洲中部上空存在着北半球中高纬度唯一的显著的高度场持续区,它的中心区位于(30oN~50oN, 70oE~110oE),这里正是广袤的青藏高原北坡、蒙古高原及黄土高原地区,一年中各月的持续性有明显的季节变化,冬末春初的2月对3月和3月对4月基本上没有持续性可言;4~5月出现了明显的持续性,相关系数突然增长到0.6;5月对6月的持续性继续增加,相关系数达到0.8。夏季至初秋(6~9月)各个月际稳定地保持着0.8的高相关系数。秋、冬各月持续性逐渐减弱,直至春季降到了最低。将1958~2002年中5~9月的月平均高度距平正、负持续最明显的两个7年的逐月环流和季环流作对比分析,得知在正持续年夏季东亚中纬度大气环流呈“西高东低”型;而负持续年的夏季则是“东高西低”型。它们都具有气候意义的稳定性。相应的,在明显正持续年夏季中国东部降水分布呈“北少南多”;而在明显负持续年则是“北多南少”。在这45年间,夏季亚洲中纬度500 hPa的月高度距平由负持续转为正持续,与中国东部降水由“北多南少”转为“南多北少”是对应的。分区逐日识别500 hPa天气系统的结果表明,正持续年亚洲中纬地区盛行高脊,长江中下游地区多低槽和辐合流型;负持续年则盛行低槽,长江中下游多副高控制和西南流型。揭示了中国夏季发生区域旱涝灾害的两种不同的气候进程和盛行天气过程。这样在5、6月份即可预测东亚夏季或盛夏环流形势与中国的降水趋势。     

冬季亚洲—太平洋涛动年际变率与东亚气候异常

利用1948—2011年NCEP/NCAR月平均再分析资料和1951—2010年我国160站降水量资料,研究了冬季亚洲—太平洋区域的大气遥相关及其与东亚冬季风和降水的关系。结果表明:冬季在亚洲—西太平洋与中、东太平洋中低纬度对流层上层扰动温度之间存在类似于夏季的亚洲—太平洋涛动 (APO) 现象,即当东亚中低纬度对流层中、上层偏暖时,中东太平洋中低纬度对流层中上层温度偏冷,反之亦然。冬季APO可以反映冬季亚洲—太平洋东西向热力差异强度变化,与夏季相比,冬季APO遥相关在亚洲的中心位置略偏南、偏东,且冬季APO与大气环流关系与夏季也有所不同;当冬季APO指数偏高时,对流层上层东亚大槽位置偏西,而东亚热带地区的高压向北伸展,导致我国南方对流层为深厚的异常反气旋系统所控制,此时南方地区对流层低层盛行异常的偏东北气流,并伴随水汽辐散和异常下沉运动,南方降水偏少;冬季APO指数与ENSO有紧密联系。     

Variability patterns of Rossby wave source

Rossby waves (RW) propagation due to a local forcing is one of the mechanisms responsible for wave trains configurations known as teleconnections. The term teleconnection refers to anomalies patterns that are correlated in several regions of the world, causing large-scale changes in atmospheric waves patterns and temperature and precipitation regimes. The aim of teleconnections studies is to provide a better understanding of atmospheric variability and their mechanisms of action in order to identify patterns that can be tracked and predicted. The purpose of this study was to characterize seasonal and spatial variability of atmospheric RW sources. The RW source at 200?hPa was calculated for the four seasons with reanalysis data of zonal and meridional wind. In the Northern Hemisphere (NH), the RW sources were located on East Asia, North America, North Atlantic and Pacific. The main RW sources in the Southern Hemisphere (SH) were located over Intertropical, South Pacific, South Atlantic and South Indian Convergence Zones. Extratropical regions were also identified, mainly to the south of Australia. The vortex stretching term (S1) and the advection of absolute vorticity by the divergent wind (S2) were analyzed to discuss the physical mechanisms for RW generation. In the NH, the source at East Asia in DJF changed to a sink in JJA, related to the dominance of S1 term in DJF and S2 term in JJA. In the SH, the vortex stretching term had the dominant contribution for RW source located to the south of Australia. The main forcing for RW sources at east of Australia was the advection of absolute vorticity by divergent flow. Over South America, both terms contributed to the source in DJF. The main modes of RW source variability were discussed by using empirical orthogonal functions analysis. RW variability was characterized by wave trains configurations in both hemispheres over regions of jet streams and storm tracks, associated with favorable and unfavorable areas for RW generation.     

东亚地区春冬季与夏季大气环流异常相互关系的研究

利用1951~2000年共50年的北半球500 hPa月平均高度距平场资料和奇异值分解技术（SVD），重点对东亚地区季节间大气环流异常的相互关系进行了初步探讨。结果表明，东亚地区季节间大气环流异常存在着较为密切的关联，并且这种明显的非同步联系具有时空相关显著的特点，尤其是夏季大气环流异常与其前冬和前春大气环流异常的联系更为密切。当前冬和前春北半球东亚大槽和北美大槽及蒙古高压偏强（或偏弱），极涡偏弱（或偏强），中高纬度盛行经向环流（或纬向环流），以及低纬和热带地区高度正距平（或负距平）明显时，则对应于夏季东亚地区西太平洋副高和鄂霍次克海阻高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），贝加尔湖阻高强度也偏强（或偏弱），但位置偏西（或偏东）的大尺度环流形势出现。当春季北半球大气环流具有上述特点以及夏季鄂霍次克海阻高和西太平洋副高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），且极涡较弱（较强）时，则东亚地区秋季大气环流对应于蒙古高压加强（或较弱），西太平洋副高减弱（或加强），并向南和向东移动（或移动较慢），极涡向南扩散（或扩散减弱），大气环流向冬季过渡加快（或减慢）。另外，大气环流异常还具有一定的持续性特征。     

Comparative tests and analyses on monsoon and regional precipitation

Summary Due to the strong variation of the Asian monsoon, many countries in Asia often suffer from serious natural disasters. Droughts and floods appear in East China frequently related to the large anomalies of the two branches of East Asian monsoon. Based on rainfall data recorded by 336 Chinese stations in the 1980s, two distinctly opposite rainfall types over East China in summer (JJA) are discovered. Correspondly, 850 hPa anomalous wind fields in the Eastern Hemisphere are also possessed by two types of converse patterns in spring (MAM) and summer (JJA). The onset time and intensity of the Somali jet and the two branches of Southeast and Indian monsoon are quite different. Furthermore, in the 500 hPa geopotential height anomaly fields in spring and summer, the variations of the previous general atmospheric circulation (in spring) are closely correlated to the two kinds of conversely distributed rainfall in summer. These two types of rainfall are also related to two types of conversely distributed sea surface temperature anomaly (SSTA) in the equatorial Pacific and Indian Oceans. To investigate model capabilities refelecting the above observed features, eight numerical experiments are carried out using the IAP 2-L AGCM, with observed monthly mean global SSTs as external forcing and observed atmospheric data on February 15 as initial conditions. The simulated distributions of rainfall anomalies over East China in summer are in good accordance with observations. With conversely distributed SSTAs in the equatorial Pacific, the simulated 850 hPa anomalous wind fields and the 500 hPa geopotential height anomalies are also conversely distributed, and are closely related to the two types of simulated rainfall anomalies over East China. The cross equatorial wind varies in strength, space and time. The simulated distributions of anomalous 500 hPa geopotential height in spring and the anomalous wind at 850 hPa in spring and summer are quite similar to observations.With 10 Figures     

Fast responses of Northern Hemisphere winter daily circulation to anthropogenic aerosols

Anthropogenic aerosols (AA) have significantly caused anomalous winter mean atmospheric circulation over the Northern Hemisphere, but the main daily patterns of winter large-scale circulation change are not well understood. Here a self-organizing map analysis is applied to identify the leading patterns in AA-induced winter daily geopotential height (Z) anomaly fields simulated by three atmospheric general circulation models, with a focus on fast adjustments. Two winter daily circulation response patterns with a synoptic time scale are found: one pattern shows concurring Z anomalies over North America and North Asia with the same sign and the Bering Sea seeing the opposite, resembling the Asia–Bering–North American teleconnection; while the other is the Arctic Oscillation-like pattern with similar Z anomalies over North Pacific and North Atlantic and the opposite over the Arctic region. The AA-induced anomalous precipitation over the tropics and anomalous synoptic eddy activities over the extratropical oceans concur to support and maintain these circulation anomaly patterns. The winter-mean climate responses to AA can be understood as a result of these daily anomaly patterns, especially over the higher latitudes. Specifically, the associated changes in surface air temperature (SAT) over the mid-high latitudes are caused by the AA-driven meridional movements of polar (cold and dry) airmass and midlatitude (warm and moist) airmass in the regions, mainly through the relevant surface downward longwave radiation. This study highlights the role of AA in altering daily weather patterns, which is not sufficiently captured by seasonal mean responses.     

2011年9月大气环流和天气分析

2011年9月大气环流主要特征如下：极涡呈单极型,中心略偏向西半球,中高纬度环流呈5波形分布,槽区分别位于北太平洋东北部、北美洲东部、北大西洋北部、欧洲东部、亚洲东北部。北太平洋东北部上空500 hPa高度场上有160 gpm的负距平。西北太平洋副热带高压面积较常年同期偏小,强度偏弱,西脊点位置偏东,脊线偏北。2011年9月全国平均气温16.4℃,比常年同期（16.0℃）偏高0.4℃;全国降水量为65.0 mm,接近常年同期（65.3 mm）。月内出现了3次较明显的冷空气过程和7次降水过程,有7个台风生成,其中＂纳沙＂登陆我国,造成重大灾害。     

1999年东亚夏季风异常活动的物理机制研究

文中从海-气相互作用的角度探讨了1999年东亚夏季风及与其相联系的雨带异常活动的物理机制。结果表明,由于1998年春季至1999年南海-热带西太平洋出现了近20 a最强的异常暧海温,该地强异常海-气相互作用的维持使得这种局地的热力强迫成为1999年东亚夏季风和降水异常的最主要外强迫机制,并使得1999年的季风活动和降水分布有别于一般的统计情形。从1998年秋到1999年,由于热带大气对南海-西太平洋暧海温所诱发的局地强加热的响应,热带西太平洋地区所出现的Gill模态的异常环流分布从冬季一直发展到夏季,并因此在海洋和大气之间形成了局地的强烈正反馈,不仅使得异常环流得以持续发展,而且也使得暖海温得以维持,成为影响1999年环流异常的最强前期信号。随着从冬到夏的季节演变,大气基本态对上述持续性异常环流的影响导致了冬、夏异常环流呈现出不同的纬向非对称,诱发了盛夏期间东亚到北美沿岸的遥相关波列。在东亚沿岸异常气旋性环流的影响下,大尺度异常东风在东亚沿岸的维持形成了极不利于季风西风在南海北部转向的条件,导致了季风在中国东部北进的异常偏弱和低纬西风转向位置的异常偏东。     

1999—2008年夏季华北冷涡的异常特征

利用1999—2008年5—8月中国160站月平均气温资料、每日2次的MICAPS资料及每日4次的NCEP 1°×1°资料,通过定义一个夏季华北冷涡强度指数(NCCVI),研究了夏季华北冷涡异常年西太平洋副高、东亚季风、高空急流及低层垂直运动的异常特征。结果表明：夏季NCCVI异常强年500 hPa上贝加尔湖地区有气旋性环流发展,从贝加尔湖至我国华北地区为一显著的高空槽所控制,冷空气较活跃并随槽后引导气流扩散南下影响华北地区。对流层各层偏暖湿,200 hPa上高空急流偏强,700 hPa上高纬冷涡后部偏北气流加强,低纬偏南气流加强,冷暖空气在华北交汇,华北和东北地区低层上升运动发展。同期副热带高压偏强,位置略偏南;东亚夏季风偏强, 加强了水汽输送。夏季NCCVI异常弱年相反。