球谐函数展开在寒潮中期预报上的应用

寒潮天气过程的中期预报首先要着眼于大尺度环流系统的演变。本文对一九七六年十二月一次属于绕极涡旋断裂、横糟转向类型的寒潮过程,应用富氏谐波、球面谐波函数展开的方法,研究了北半球100毫巴上超长波各分波振幅的时变特征,和超长波的调整过程。并就100毫巴超长波活动与500毫巴的环流调整相此较,得到了一些有意义的结果。可供实际寒潮中期预报业务参考。     

不同纬度大气谐波的相互作用和寒潮天气

通过利用500毫巴波谱资料及超长波、长波合成波资料,分析了1980年3月21—27日我国江南地区一次寒潮天气的波谱演变过程。结果表明:这是一次北半球中高纬波数为3的超长波的急速增幅过程,而3波的发展主要是极区1波向南活动的影响。在寒潮后期连阴雨持续期间,中纬度以2波占优势;同时在低纬地区维持5波流型,形成高原南支西风波槽稳定的背景。 中高纬和极区超长波变化 分析这次大尺度环流过程,可以看出超长波的相互作用不仅发生在同一纬度带内,而且与不同纬度带间波动能量的侧向交换有密切关系,这种作用造成这次超长波形势的转换和调整,引起寒潮的爆发。下面将重点讨论1980年3月中、下旬超长波的波谱演变过     

第八讲 长波和超长波动力学

在对流层中上层,流场型式多呈波状,系统的尺度比较大,一般围绕整个地球有3—6个波,且自西向东缓慢移动,这就是大气长波(或称Rossby波)。在对流层上层和平流层低层,有更大尺度的波动,其水平波长比一般长波长,通称为超长波。长波和超长波的活动同天气演变有密切关系,往往是造成大范围天气变化的重要条件。本讲将讨论长波和超长波的一般动力学特性及其活动的基本规律。     

9月雨量的周期转换

在中短期天气预报中,大气长波调整转换时,往往易产生强烈的天气。在这一现象的启示下,我们用气候资料,分析了本站1960—1990年9月降水量的周期变化。发现该月雨量具有10年稳定、5年调整的周期变     

“4.12“强沙尘暴天气中期分析

从中期预报的角度,对2000年4月12日甘肃河西中东部强沙尘暴天气过程的环流演变特征、波谱特征以及冷空气活动等方面,进行了初步分析.分析结果表明,这次强沙尘暴天气是在2波转1波的环流调整中生成长波槽,其后又在1波转2波,3波增幅的情况下,由长波槽调整造成的.     

季节转换期间北半球大气超长波与长波的演变

自1958年伯格(Burger)第一次提出超长波具有与长波不同的力学体系的看法以来,关于超长波的研究受到广泛重视,特别是超长波活动与中长期天气过程之间所存在的密切关系,使人们感到有可能开始摆脱一直沿用短期预报延伸外推的办法来制作中长期预报的做法。我们认为:任何一次中长期天气过程,都必然会受到行星尺度环流的制约。正如《超长波活     

“96·2”广西寒潮中期分析和预报

1寒潮酝酿到爆发阶段的波谱特征“96·2”寒潮爆发前7～9天中纬度（40°N）以超长波1波为优势波，前4～6天为3波占优势，前1～3天转为长波5波占优势，同时，5波振幅持续增幅，长波增幅引起环流形势调整，这是寒潮爆发前出现的脉冲波（或称爆发波）。17～19日寒潮爆发时，能量迅速释放，长波优势又转为超长波优势（3波发展），完成了一次优势波的转换过程。对应到逐日降温情况来看，17～19日广西区各地降温幅度最大，这是长波能量释放的结果。2数值预报产品泽用2．1数值预报产品提供的中期预报信息综合分析ECMWF2月13日96小时资料，得到一…     

1996年江苏梅雨期暴雨与500hPa高度场波谱特征分析

本文利用EC北半球500hPa5* 5网格点资料,计算了1996年梅雨期80°N-25°N各纬度带上波谱参数Ik、平均纬向动能Eu(k)、平均经向动能Ev(k)和角动量输送Jk。结果表明,梅雨期内中高纬度超长波向长波调整,且这种调整涉及到较低纬度上发生长波调整或长波增长,江苏就有一次暴雨过程发生。这种波的调整在动能场上表现为长波经、纬向动能迅速增长,扰动加强。另外,副热带角动量南北输送的转换和向南输送的明显增长,对暴雨发生有重要作用。     

6月连阴雨500hPa波谱特征分析

本文应用５００ｈＰａ波谱资料分析了８次连阴雨过程．分析表明，中纬度（５０°Ｎ）的波谱特征主要表现在超长波１～３波的相互转换，转换时位相（脊）主要在西欧和乌拉尔山．连阴雨主要在超长波ｌ波的控制下发生．连阴雨期间优势波常向长波转换．阴雨结束时在超长波优势控制下位相西退，长波优势下则相反。低纬度（２０°Ｎ）主要的特征是２波优势，当２被减弱时位相西遇阴雨结束。阴雨前５～６波有增值现象。     

1978年10月份寒潮前后的正压能量转换与季节过渡

以1978年10月下旬东亚寒潮为例,研究寒潮前后一段时期的波谱域正压能量转换关系的变化。发现这次寒潮前后正压能量关系发生了突变。具体表现在:(1)盛行波动由长波转变为超长波;(2)正压能量转换关系由以长波段为主转变为以超长波为主;(3)2波,从作为其他波的动能源来看,发生了根本变化。这些突变具有季节性变化的特点。     

超长波的多年振动

我们对1871—1975年冬（1月）和夏（7月）60°N和30°N纬圈的海平面气压距平资料作谐波分析，讨论第1—3波的超长波的多年振动。其主要结果有:1. 超长波的第1波的近百年变化表现为向西的行波型振动。它的超长波槽有3次影响东亚，造成东亚地区降水量的36年左右周期。2. 第2、3波的变化是属于驻波型的振动，这种振动是由两个气候变化阶段来完成的。1921—1926年以前为第一阶段，超长波槽的位置偏东；1921—1926年以后为第二阶段，超长波槽偏西。超长波的阶段变化导致了大气活动中心的阶段变化，引起相关系数的不稳定。3. 超长波的阶段变化与海温距平的阶段变化有密切关系。超长波槽的变化与海温负距平的变化相适应。     

浙江区域性暴雨过程的能谱特征及其中期预报

一次区域性暴雨过程从酝酿到发生,其环流背景发生调整转换,整个过程以超长波与长波在中、低纬一致西退、及超长波衰减、长波增值为特征。与此同时,表征大气能量变化与相互转换的能谱也有一次相应的调整变化过程。本文试从浙江区域性暴雨中期过程中的经向与纬向扰动动能以及扰动动能与平均动能转换率的变化特征,分析其与暴雨的关系,并获得暴雨过程中期预报的依据。     

大气谐波分析及其在中期天气预报中的应用

天气过程具有一定的阶段性,在同一阶段内往往重复出现相似的天气过程。天气过程的阶段性是与整个北半球对流层中上层大型环流的稳定维持相联系。而大型环流的特征可以认为是由长波和超长波的波长、振幅和位相所决定的。当长波和超长波发生变化,大型环流特征也随之改变,相应的短波系统活动的特点也发生改变,从而形成另一种中期天气特色。为了定量的表征大型环流演变过程中长波和超长波的变     

超长波优势波转换与低温阴雨过程中期预报

本文分析了超长波优势波转换与玉林地区低温阴雨时段的关系指出:在超长波波段内,优势波的转换与华南低温阴雨过程密切相关:一波酝酿着一次低温阴雨过程;二波则为低温阴雨过程的背景;三波预示着低温阴雨过程的结束。     

北半球月平均100毫巴超长波的气候特征

北半球100毫巴月平均图实质上是超长波(驻波)合成图,绝大部分纬圈的1、2波占绝对优势;100毫巴超长波随季节调整的范围是准常定的,而超长波在中高纬度调整的方向与中低纬相反;在中高纬与中低纬之间有一个狭窄的过渡带。沿纬圈的100毫巴位势高度廓线的季节变化与该纬圈近似的拔海高度廓线的配合很一致。     

夏季东亚副热带西风急流不同尺度波的特征分析

利用1960—2015年NCEP全球再分析日平均资料和中国国家气象站20时的日降水量资料,分析在超长波、长波和天气尺度波的不同尺度纬向风场中,夏季东亚副热带西风急流的空间分布和活动特征,初步研究了不同尺度波的东亚副热带西风急流与典型梅雨异常年降水的关系,通过分析东亚副热带急流的周期性变化,进一步探讨本研究工作的实际应用价值。研究表明,超长波是东亚副热带西风急流扰动的主要成分,与急流位置的演变具有较高的一致性,对于梅雨期间的雨带位置和强度变化均有较好的指示意义;长波、天气尺度波是叠加在超长波上的次低频和中间尺度扰动,后者与梅雨强度的变化有一定对应关系。东亚副热带西风急流与其超长波的位置变化具有明显的单、双周振荡特征,在实际预报业务中可以充分利用超长波的周期性和较高预报技巧,为中期天气分析和预报提供更有价值的参考信息。      

春播期中期天气过程的超长波、长波分析

低温连阴雨和回暖连晴天气是春播期天气预报的重要课题。本文利用500mb高度场的谐波分析资料,对我省春播期(3—4月)超长波活动进行分析,找出了一些在连阴雨和连晴时期超长波活动的特点,以及作连晴天气中期预报的着眼点。 一、各纬圈上各波振幅的变化 我们选作了阴雨较多的1976年3月和连晴较多的1974年3月1、2、3波各波振幅随纬圈的时间变化图(图略)。尽管这两个月的天气和形势截然不同,但由图可看出,1、2波均在60—70°N有极大值,而3波在30—40°N有极大值。因此,讨论30、40°N和60、70°N上超长波振幅的变化,具有一定的代表性。 二、70°N上1、2、3波逐日振幅的分析 图1为1974年70°N上1、2、3波振幅逐日变化曲线,由图可见:(1)、3波(细虚线)在3月始终不强,4月中旬后才有增大现象。(2)、1波(实线)和2波(粗虚线)振幅的增减具有周期性,这种周期在3月份明显地为12—13天。其中3月末到4月上旬的周     

国外关于大气环流超长波的研究

不同尺度的大气扰动影响不同时段的天气过程。从六十年代起,人们在实践中已逐步认识到中期天气过程与超长波的活动有密切的关系。所谓超长波是指波数1—3,波长在10,000公里以上的大型扰动。它具有10天左右的寿命,因此是中期天气预报所考虑的主要天气系统。与长波相比,人们对超长波的性质及活动规律的认识还很不充分,这方面的理论离指导预报实践的要求也还相差较远。尽管如此,随着对它的重     

关键区指数的阶段性与陕西天气时段

在予报工作的实践中,我们认识到天气的阶段性不但客观存在着,而且也是中期天气予报的重要背景。但是如何比较客观的划分天气的阶段性,又如何用天气的阶段性来做中期予报,这是一个值得探索的问题。从合成波的观点看,天气图上的长波槽脊是若干个主要谐波的合成波。可以认为:由于主要谐波成分的维持和变动,出现了环流变化规律的相似性和调整,形成了天气时段的维持和结束。本文计算了1677年3-6月,北半球北纬60度空间谐波的变化,用1-3波合成波的主要脊线变化规律相似的特点(参考脊线位置),划分阶段,发现此阶段与陕两天气阶段性有较好关系。为了简化繁重的计算工作,我们利用与陕西旱涝相关的关键区指数△H,用△H的时间序列作谐波分析,找出主要周期迭加,再用拟合值与实测值的相关系数下降到某一临界值(本文取≥0.05)作为主要谐波变化的标志,用以划分阶段,经计算比较,用此方法划出的指数阶段性,与空间超长波(1-3波)的主要脊线在某地区按同一类似规律重建及稳定基本一致。在同一时段内,欧亚地区,环流变化规律,冷空气路径变化规律,及天气变化规律都有一定的稳定性。在同一时段内,用趋势期关键区指数的时间序列所作的谐波分析,进行外推或找出环流演变的相似规律,可以作为中期予报的依据。     

北半球超长波的振动与冷空气活动

本文对1972—1976年冬半年北半球500mb 5天平均高度资料进行了波谱分析。讨论了超长波振动与强冷空气活动的关系。发现超长波的振动明显地随纬度而改变,高纬和极区超长波活动显著,当高低不同纬度地区超长波出现“共振”使行星尺度的斜槽发展时,则对应出现强冷空气的爆发。还讨论了超长波波型、振幅、位相的转换与冷空气爆发的关系。