北极涡活动对我国同期及后期气温的影响

利用NCEP／NCAR1950-2002年500hPa月平均再分析高度场资料计算出北半球及各分区的月平均极涡面积、强度，讨论了它们与我国气温的相关。结果表明：北半球500hPa年平均和4季的极涡面积大小与我国多数站点同期气温呈负相关，尤其在年平均及冬季状况下最显著，1-12月极涡面积与气温的负相关呈由减弱到增强的变化趋势；而极涡强度与我国同期气温的相关性相对较弱，在秋冬季不少地区出现正相关，1-12月极涡强度与气温负相关性的变化趋势是由增强到减弱。利用奇异值分解研究极涡对后期我国气温的影响后发现，极涡指数与后期我国气温呈负相关，但不同季节差异较大。当冬季Ⅳ区极涡面积显著缩小、北半球极涡总强度明显增强时，长江中下游以北及东北地区下一年春季气温通常上升；春季Ⅰ区极涡面积、强度异常偏大，则夏季华南沿海、西南及河套地区气温比常年偏低；若春季北半球极涡强度减弱、夏季亚洲区极涡面积收缩，则其后的秋季华北气温相对较高。     

北半球中高纬地区冬季大气臭氧与极涡强度关系

为全面了解冬季北半球中高纬度地区臭氧与同期北极极涡强度变化的相关关系,利用1979年1月至2011年12月欧洲中心再分析资料,选取了4个关键区(北极、东亚、北美和西欧),采用相关分析和E-P通量计算方法,分析了两者之间的相关关系并进行了机制研究。结果表明:(1)冬季北极平流层臭氧总量与极涡强度的负相关关系较好;(2)当极涡强(弱)年,极圈内和外围的北美部分地区臭氧总量显著减少(增加);(3)极涡强度弱时,上传到平流层的涡动热通量强,北半球中高纬地区E-P通量散度辐合增强,剩余环流加强,将导致该地区得到低纬高浓度臭氧的补充而使得臭氧含量增多;(4)1979-2011年上传到中高纬平流层的波动通量增加,造成极区温度增加,进而抑制非均相反应发生而使得极区臭氧含量增加。     

北极涛动、极涡活动异常对北半球欧亚大陆冬季气温的影响

利用1951-2012年NCEP/NCAR全球月平均500 hPa高度场、气温场等再分析资料,北极涛动（AO）指数,北半球及其4个分区的极涡指数等资料,分析极涡和AO对北半球特别是欧亚大陆冬季气温异常分布的影响。北半球极涡面积指数与北半球气温相关场呈由北向南的“+、-”分布,显著正相关中心位于极区,显著负相关中心位于欧亚大陆中高纬度地区;AO指数与气温的相关场分布与此反位相。极涡各分区面积指数体现与各大洲气温显著相关的地域特征,尤其是亚洲极涡面积指数比AO的相关区域更偏向亚洲和中国东部及沿海地区,能表征亚洲大陆冬季风向中低纬度爆发的某些特征。2006年以来AO指数呈较明显的下降趋势,北半球、亚洲区极涡面积指数呈显著的上升趋势,这是有利于欧亚大陆近几年连续冬季气温异常偏低的年代际背景;2009-2011年北半球欧亚大陆冬季大范围低温事件,不仅与冬季AO负位相明显变强有关（2011年除外）,与北半球以及亚洲区极涡面积指数偏大联系更为密切,亦表明该区域冬季变冷的自然变率明显增强。     

极涡对北太平洋风暴轴影响及成因初探

利用美国NCEP/NCAR再分析资料,初步探讨了1969—2013年冬季北半球极涡对北太平洋风暴轴的影响及可能的物理机制.结果表明:风暴轴主要分布在120°E—120°W、30°—60°N之间,扰动最强中心位于45°N附近.奇异值分解表明,极涡与风暴轴之间主要存在两种耦合空间变化特征.当极涡在极区增强(减弱)时,风暴轴在其气候平均位置增强(减弱);当极涡增强并向北太平洋地区移动时,相对于平均状态,风暴轴在45°N以南地区偏强;而当极涡向北美大陆移动增强时,相对于平均状态,45°N轴线以北地区风暴轴偏强.回归分析进一步表明了北半球极涡影响北太平洋风暴轴变化的原因,极涡通过改变500h Pa位势高度场的遥相关形态特征,进而改变东亚西风急流及风暴轴上游地区斜压性的位置与强度,从而导致风暴轴的强度发生变化.     

冬季北半球极涡强度对北太平洋风暴轴的影响

利用美国NCEP/NCAR再分析资料和中国国家气候中心北半球极涡强度指数资料,采用相关和合成分析等方法,初步分析了北半球极涡强度对北太平洋风暴轴的影响及其可能机制。研究发现,北半球极涡与北太平洋风暴轴之间有同步的强弱变化特征,在北半球极涡强度的高(低)值年,一般对应着风暴轴强度的增强(减弱),风暴轴区域扰动动能的加大(减弱),天气尺度涡动向极和向上的热量以及西风动量输送的显著增强(减弱)。进一步分析表明,极涡的异常变化可以通过改变欧亚大陆及其下游北太平洋上空的高度场,进而改变东亚西风急流的强度以及风暴轴上游的斜压性,从而对风暴轴产生影响。     

平流层强、弱极涡事件的演变过程及其对我国冬季天气的影响

本文利用1979～2010年的NCEP再分析资料,通过北半球环状模NAM指数挑选出的强、弱极涡个例,分析了北半球平流层异常变化过程中行星波的演变以及与之相联系的我国天气的变化特征。结果表明,在强极涡事件前,行星波1波会被反射回对流层,极地波导减弱,低纬波导增强,中高纬地区的E-P通量矢量有着从平流层传播到对流层的趋势;强极涡事件后,极地波导增强,低纬波导减弱。在弱极涡事件前,中、高纬度行星波1波沿着极地波导的传播明显增强;弱极涡事件后,极地波导明显减弱。与此对应的我国天气也有明显变化,在强极涡事件前,我国大部分地区温度偏低,南方地区偏湿而新疆西北部和云南西部地区偏干;在强极涡事件后,东亚冬季风进一步增强,冷空气加强南下,南方地区可降水量减少,新疆西北部仍然偏干,而云南大部分地区可将水量增加。在弱极涡事件前,东亚冬季风显著增强,使我国气温偏冷,降水减少,而弱极涡事件后,我国气温明显回升,中、东部地区和新疆西北部地区降水明显增加。     

世界异常天气及其评价(1992年12月、1993年1月)

在北半球500hPa月平均高度图上,极涡中心分别位于格陵兰和泰半尔半岛,比常年偏强,12月北半球极涡指数己连续3年保持较高的负距平。中纬度为咬波型,但趋于纬向环流,正距平的区域较广。     

北半球绕极涡的变异及其与我国气候异常的关系

本文利用近50 a大气再分析资料和中国站点观测资料,通过定义绕极涡的总体面积指数,分析了北半球绕极涡的变异特征及其与我国气候异常的关系,通过考虑绕极涡的局地变异和利用SVD分析方法揭示了绕极涡的局地变异与我国气候变异的关系。结果表明:北半球绕极涡的总体面积变异表现为一致性的扩张或收缩变化特征,近50 a来其总体面积具有收缩的趋势,这与全球增暖尤其是极区增暖有密切关系;叠加在这种趋势之上的既有年际变化又有年代际变化,主要周期大约是3~5 a和8~12 a。因此,研究绕极涡与我国气候的相关时分时间尺度来考虑更合理。北半球绕极涡的总体面积变异与我国气候异常的关系主要体现在年代际时间尺度上,当北半球绕极涡总体一致性收缩时,冬季我国大部分地区的气温都会随之变高,而降水偏多;夏季东北、华北、西南和华南地区气温偏高,降水偏少,而江淮流域气温偏低,降水偏多。反之亦然。北半球绕极涡的局地变异主要体现在西风带长波振幅的变异上,而其与我国气候异常的联系主要表现在年际时间尺度上,当东亚大槽减弱时,冬季我国中、东部大部分地区气温偏高,降水偏多;夏季江淮流域和四川盆地气温偏低,其它地区气温偏高,降水变化不明显。反之亦然。     

河西走廊东部寒潮时空变化特征及典型个例分析

利用1986—2015年河西走廊东部5个气象站逐日气温、大气环流特征量和2016年5月常规天气图和物理量场，分析了河西走廊东部寒潮时空分布及其与大气环流特征量的关系和2016年5月3次寒潮天气过程天气成因。研究表明：河西走廊东部寒潮频次由北向南减少，中部最少；寒潮频次年际差异较大，总体呈下降趋势；寒潮主要出现在1—5月和10—12月，频次站次4月最多，6月最少，春季寒潮频次最多；寒潮最早出现在9月1日（永昌）、最晚出现在6月7日（乌鞘岭）。月寒潮频次与月亚洲、北半球的极涡面积和强度、北极涛动、亚洲经向环流和冷空气指数呈显著正相关，与北半球极涡中心纬向位置和强度、东亚大槽强度、西藏高原1和2指数呈负显著相关，前一月亚洲、北半球极涡面积和强度、北半球极涡中心强度、北极涛动指数对月寒潮预报预测具有良好的指示意义。使用多元回归建立寒潮月频次预报方程，通过了=0.1显著性水平检验。2016年5月3次寒潮天气均与极涡中心偏强有关，前期升温明显、高空强盛冷平流强盛、地面冷高压强烈是造成三次寒潮天气的主要原因，500 hPa横槽转向南压造成的降温幅度比小槽东移更大、影响范围更广。     

北半球极涡面积、强度的季节变化及其与中国东北地区气温的关系

本文讨论北半球极涡面积、中心强度与全国40个台站温度的关系及它们的季节变化,并得出如下结论: 1.当第二象限(85°—175°E)极涡面积大,极涡中心位势米值高时,中国大多数站的气温偏冷,反之亦然. 2.在500百帕层冬季第一象限(5°W—85°E)极涡面积与夏季第二象限极涡面积成正相关. 3.季节的极涡中心强度是持续的. 4.在欧亚大陆的极涡面积大小的振荡分别向东—西两方向传播.     

平流层极涡变化与我国冬季气温、降水的关系

利用国家气候中心提供的1951-2010年逐月环流指数资料,分析了北半球极涡强度指数、面积指数和中心强度指数的相关关系,并通过极涡强度指数的变化讨论了冬季北半球极涡强度的时间变化特征。结果表明,冬季极涡强度指数与面积指数和中心强度指数有较好的相关性,能够更好地反映冬季极涡强度的变化特征;冬季极涡存在准13年的年代际振荡周期,准5年的年际振荡周期在20世纪90年代后期较为明显。结合气温、降水观测资料和NCEP/NCAR月平均再分析资料,探讨了极涡强、弱不同年份我国冬季气温、降水和大气环流形势的变化。相对极涡弱值年而言,极涡强值年我国北方地区、东部地区特别是东北地区的气温偏高,西南大部分地区的气温偏低,长江流域和华南地区的气温变化不明显;我国南方地区降水偏多,长江中下游和华南地区的降水偏多最为明显,北方地区的降水略有减少;500hPa高度场上高纬度地区的位势高度降低,中高纬度的位势高度升高,冷空气向极地聚集,东亚大槽减弱,我国东北和东部地区的气温偏高;同时东亚冬季风减弱,湿空气向我国内陆输送,长江流域和我国南方地区的降水偏多。     

涡动在南北半球平流层极涡崩溃过程中作用的比较

比较了南北半球春季平流层极涡的崩溃过程以及涡动在此崩溃过程中的作用。极涡的崩溃时间以平流层极夜急流核区最后一次西风转换为东风的时间来确定。结果表明南北半球平流层极涡的崩溃过程有着共同的特点,涡动和非绝热加热过程都对极涡的崩溃起着重要的作用,在极涡崩溃前平流层行星尺度波动活动明显,极涡崩溃以后,这种波动活动便迅速减弱。其中从对流层上传的行星波决定着极涡的具体崩溃时间。两个半球的差别主要表现在南半球极涡崩溃过程一般始于平流层高层,然后逐渐下传,而北半球这种下传不是很明显。其次,北半球平流层极涡崩溃偏晚年,极涡的减弱有两次过程,第一次为快速变化过程,第二次变化比较缓慢,而南半球平流层极涡崩溃无论早晚年只有一次减弱过程。长期的变化趋势分析表明南北半球平流层极涡的崩溃时间逐渐推迟,特别是20世纪90年代中后期以来,这种推迟更加明显。进一步的研究还发现,伴随着平流层极涡的崩溃过程平流层和对流层存在强烈的动力耦合,南北半球极涡迅速减弱前,各自半球的环状模指数也由负指数增加为正指数,表明低层环流对于平流层极涡的崩溃起到重要的作用;同时极涡不同强度所对应的低层环状模指数也不同,这可能与不同强度平流层极涡对于上传的行星波的反射有关。     

1961—2004年青海积雪及雪灾变化

利用1961—2004年青海省海西东部和环青海湖地区地面气象观测资料和北半球500 hPa高度场网格点资料, 整理了地表积雪序列和雪灾年表, 并对积雪的年代际变化特征和雪灾发生的机理及其成因进行了研究。结果表明:海西东部和环青海湖地区出现区域性雪灾的几率为15.9% (7/44), 而出现局部雪灾的几率仅为9.1% (4/44)。海西东部和环青海湖地区近44年来冬季累计积雪量的缓慢增加易形成雪灾和低温冻害。造成该区域主要降水的影响系统是高原槽、蒙古槽和高原低涡, 若后冬至春季北半球500 hPa极涡中心偏向西 (东) 半球, 青藏高原与我国东部沿海地区高度距平场形成“西低东高 (西高东低)”的距平分布型时, 海西东部和环青海湖地区容易出现多 (少) 雪年。     

2020年12月大气环流和天气分析

2020年12月大气环流的主要特征是:北半球极涡呈偶极分布,环流呈三波型,欧亚中高纬度环流经向度大,东亚大槽偏强,南支槽偏弱。12月,全国平均降水量为5.8 mm,比常年同期(10.5 mm)偏少45.3%,全国平均气温为-3.9℃,比常年同期(-3.2℃)偏低0.7℃。月内共出现2次强冷空气过程、2次大范围降水过程和2次大范围雾-霾天气过程。其中27—31日,我国大部分地区遭遇寒潮天气,降温幅度大,影响范围广,多地最低气温突破历史极值。     

2006年广安特大伏旱成因分析

从青藏高原积雪以及北半球极涡面积指数、海温等方面对广安2006年特大伏旱的气候成因进行了分析,指出冬春青藏高原积雪,北半球极涡面积指数、海温等对广安伏旱预测有重要指示意义.     

2006年广安特大伏旱成因分析

从青藏高原积雪以及北半球极涡面积指数、海温等方面对广安2006年特大伏旱的气候成因进行了分析,指出冬春青藏高原积雪,北半球极涡面积指数、海温等对广安伏旱预测有重要指示意义。     

气候因子对内蒙古沙尘暴频率的影响

利用内蒙古中西部地区40年(1961～2000年)的气象资料、沙尘暴资料和气候资料,讨论了内蒙古中西部地区沙尘暴频率变化趋势和气候动力因子对沙尘暴频率的影响.结果显示:近40年期间,内蒙古中西部地区沙尘暴日数有明显的减少趋势,沙尘暴频率总体上减少的主要原因是影响沙尘暴频率趋势的气候动力因子,也就是代表冷空气活动的气候因子周期变化所致.影响内蒙古中西部地区沙尘暴频率时间分布变化的气候主导因子是:大风日数、北半球极涡面积指数、亚洲北半球极涡强度指数等代表冷空气活动的气候动力因子.     

大气环流指数和海温对呼伦贝尔地区年降水预测的指示意义

文章对近50a（1961—2010年）内蒙古呼伦贝尔地区的年、汛期和冬春季降水量和降水距平百分率（R%）作了统计,发现年R%和冬春季R%呈上升趋势,汛期R%略呈下降趋势;通过对年R%与大气环流指数、海温的相关分析发现：前期副热带高压（副高）、北半球极涡、大西洋欧洲环流C型、西藏高原位势高度和印缅槽（南支槽）强度指数等均与年R%密切相关,当北半球极涡收缩、强度减弱,副高扩张、强度加强,西藏高原位势高度偏高,南支槽减弱时,有利于来年呼伦贝尔地区降水,否则,相反。此外,前一年夏季北印度洋海域和赤道东太平洋海域海温对呼伦贝尔地区来年降水有显著影响,这两块海区的海温和上述环流指数可考虑作为呼伦贝尔地区年降水的预测信号使用。     

2017年12月大气环流和天气分析

2017年12月大气环流的主要特征如下：北半球极涡呈偶极型分布,欧亚中高纬环流呈两槽一脊型;南支槽位于70°E 附近,较常年同期偏西,副热带高压位置偏西,不利于水汽向我国中东部地区输送。12月,全国平均降水量为5.9 mm,比常年同期（10.8 mm）偏少44.8%,我国北方大部分地区降水量较常年同期偏少4~8成。全国平均气温-2.2℃,较常年同期（-3.2℃）偏高1℃;受偏强东北低涡影响,东北地区和内蒙古中东部气温较常年同期偏低1~3℃。月内,冷空气活动频繁,但强度较弱,出现5次一般强度冷空气过程。受频繁冷空气影响,雾 霾天气较常年同期偏少,仅28—30日出现一次大范围持续性雾 霾天气。     

北半球极涡指数对高原夏季降水的影响

利用奇异值分解方法(SVD)分析了夏季降水对极涡面积和极涡强度指数的响应,研究发现,冬季北半球极涡指数场与高原夏季降水场,在青海省大部分是明显的负相关区域,西藏大部分以正相关为主;春季北半球极涡指数场与西藏和青海夏季降水场为正相关。冬季12月极涡指数与高原夏季6月降水的相关,自高原东南部到西北部呈“+-+”分布;冬季1月极涡指数与高原夏季7月降水相关,南北呈“+-”分布,西藏为正相关,青海为负相关;冬季2月极涡指数与高原夏季8月降水,除柴达木盆地北侧、西藏西部为弱的负相关外,其余地区均为正相关。