青藏高原夏季200hPa西风变化特征及其与降水的关系

为了加强高原高空西风变化及其与降水关系的研究,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国160个测站月降水资料,采用线性倾向估计、小波分析、相关分析等方法,对青藏高原夏季200hPa西风近几十年的变化特征及其与中国降水的关系进行分析。结果表明:自1948年青藏高原夏季200hPa西风整体呈现显著增强趋势;且高原西风在20世纪50年代前期偏弱,在50年代中后期开始增强,并在80年代出现近62年的最大值,90年代末高原高空西风略有减弱,但不明显;小波分析表明高原200hPa西风具有2~4a的周期,且这一周期成分在50年代及70年代末至80年代前期这两个时段比较显著;高原西风的突变分析表明在1954年发生了一次较明显的增强突变。高原夏季200hPa西风与中国降水关系的分析表明:高原西风增强时在长江流域以北的中国大部分地区降水偏多,以江淮流域、川渝地区西部和东部省界以及中国西北、东北的部分地区表现显著,长江流域以南的大部分地区降水偏少,其中华南沿海及中国西南地区西南部降水偏少更加明显,降水场与大气环流有较好的配置关系。     

热带东风急流的演变特征及其与亚非降水的关系

为初步了解热带东风急流与亚非降水尤其中国东部、华南地区天气系统之间的关系,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料,结合全球综合分析降水集(CMAP)及Ni o3.4海温指数,采用突变检验、小波分析、相关分析、合成分析等方法,对TEJ的结构、演变特征及其与亚非地区降水和大气环流的关系等进行研究。分析表明:TEJ从南海上空向西延伸,经印度到达非洲北部上空,中心位于印度半岛南端、阿拉伯海上空。利用"区域平均"法,定义了热带东风急流指数(TEJI),讨论了该指数62年的年际、年代际变化特征,并分析了TEJI与亚非降水、大气环流及ENSO的关系,结果表明:TEJ呈现强度一致减弱趋势,且突变大致发生在1978年;小波分析表明标准化TEJI存在准10年振荡周期;主要降水带出现在急流入口区右侧和出口区左侧,降水主要位于南亚和东亚季风区内;亚非季风区夏季降水与TEJ响应最敏感的区域是西亚、北非(负相关)、南亚(正相关);海平面气压场和南亚高压与TEJ密切相关,对中国东部和华南地区的旱涝预报起着重要的作用。     

夏季东亚副热带西风急流特征指数表征方法对比分析

为了能够给科研工作者和业务技术人员合理使用各种东亚副热带西风急流表征方法提供科学依据,利用1960～2009年NCEP/NCAR再分析资料和中国714个基准站20时(北京时)降水观测资料,归纳总结了以往夏季东亚副热带西风急流客观定量表征方法,并以2005年6～8月为例,进行了表征方法的数值反演和性能分析,结果表明:表征位置指数的方法有轴线法、EOF分解法、区域风速差法。轴线法定义合理且有明确的物理意义,方法简单易行、意义清晰、表现直观,适用于逐日实时监测和诊断分析。EOF分解法与区域风速差法适用于气候评估和季节诊断;表征急流强度的方法有区域风速法及中心强度法,均适应于逐日实时监测与环流观测,且对华北地区及长江中下游雨量多寡有较好的指示意义,方法计算简便、意义清晰、指示性好。同时还指出,业务工作者和科研工作者实际应用时应根据需求合理选择指数或者对指数进行适当改进。     

亚非夏季风降水与热带东风急流的关系

为研究亚非夏季风降水的时空变化特征及其与热带东风急流的相关性,利用1948-2008年61年NCEP／NCAR再分析资料,采用经验正交函数分解和奇异值分解等方法讨论了亚非夏季风降水的变化及其与热带东风急流的关系。结果表明：从包括撒赫勒在内的北非地区到印度西北部、青藏高原南部,直到中国华北东北地区,是亚非夏季降水的最主要的空间分布型式。亚非夏季风降水总体呈现出逐年递减的趋势。多年亚非季风区夏季降水分布与热带东风急流的强度有密切关系,在急流不同部位降水特征不同。亚非夏季风降水与热带东风急流呈显著正相关,二者的分布趋势在极大程度上吻合。     

高原季风对500hPa中纬度西风带活动的影响

利用1948--2008年NCEP／NCAR逐月再分析资料和1958—2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间一频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明：高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1—2年、27—28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1—2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3—4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。     

东北区域水汽收支的变化及其与降水的关系

为了明确东北区域水汽收支变化及其与降水的关系,利用1970～2010年NCEP/NCAR逐月平均分析资料、国家气象信息中心提供同期的气象站逐日降水实况资料,对东北区域夏半年（5～9月）区域水汽收支的年（年代）际变化及其与降水的关系、降水偏多（少）年的水汽输送特征进行研究.研究结果表明：（1） 1970年代水汽异常输送主要来自华北地区;1980年代,水汽异常输送主要来自蒙古东部和日本海;1990年代,水汽异常输送主要来自鄂霍次克海;2000年以后,水汽异常自东北区域向西南方向输送.总体而言,1970～1990年代区域内的水汽增加,2000年以后区域内水汽明显大幅度减少.（2）东北区域水汽总收支与夏季降水相关性较好,相关系数可达0.79,通过99％的信度检验,南、北边界的水汽输送对该区域的夏季降水有显著影响.（3）东北地区降水偏多年,西北太平洋上的水汽明显增强;降水偏少年,西风带和西北太平洋的水汽输送明显减弱.     

2011年春夏长江中下游旱涝急转的低频环流系统变化

为研究2011年春夏长江中下游地区旱涝急转现象与低频环流的关系,利用国家气象信息中心的753站逐日降水、NCEP/NCAR再分析资料和带通滤波的方法,得到如下结果：（1）2011年5-6月,长江中下游地区存在明显旱涝急转现象,5月的降水较同期偏少40％以上,6月的降水较同期偏多60％。（2）5-6月的旱涝急转前后,长江中下游地区的500hPa的垂直速度变化不仅与降水有很好的关系,而且其低频振荡的强度也显著加强,垂直速度由正（下沉运动）转负（上升运动）的转换时间几乎对应由旱转涝的时间。（3）对旱涝急转过程的500hPa低频变化垂直速度下沉运动最强、下沉运动向上升运动转换、上升运动最强3个位相的低频散度场分析发现,在5月干旱期间,长江中下游地区维持对流层低层（850hPa）辐散、高层（200hPa）辐合的低频环流系统,不利于降水。到6月强降水期,长江中下游地区则迅速转为对流层低层辐合、高层辐散的低频环流系统,有利于降水的发生。这种对流层低层-高层低频环流系统的变化是导致旱涝急转的重要原因之一。     

索马里急流和南亚高压对印度夏季风爆发的协同作用

【目的】探讨索马里急流和南亚高压对印度夏季风(Indian Summer Monsoon,ISM)爆发产生的协同作用。【方法】基于ECMWF欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)提供的逐日数据,结合印度气象局对ISM爆发日期(即印度次大陆最南端的喀拉拉邦降水骤升的日期)的统计数据采用功率谱分析、偏相关分析和滑动相关等统计学方法,分析索马里急流和南亚高压对ISM爆发的协同作用。【结果】ISM爆发前1候至当候,印度地区对流层高层南亚高压的范围和强度不断扩大,同时对流层低层索马里急流的强度和范围不断增强,使阿拉伯海地区的西南气流不断增强,将阿拉伯海地区大量水汽输送至印度大陆,在这样有利的条件下,印度南部降水量剧增,ISM爆发;当5月下旬的南亚高压、索马里急流以及阿拉伯海地区水汽通量和气旋性环流均显著偏强时,ISM会提前爆发,降水也会异常偏多。【结论】ISM爆发日期受到索马里急流和南亚高压两者协同作用的影响,而并非单独受到某个系统的影响。     

应用多普勒雷达资料对成都地区暴雨的研究

利用多普勒天气雷达资料结合其它实测资料,分析研究了2003年8月28～31日发生在大成都地区的区域性暴雨过程.从回波的强度、结构、风场以及影响系统等方面得知:由冷锋激发的絮状回波有利于区域性降水的产生;回波强度、VIL和RZ值与降水有很好的相关性;当近地层具有低空急流和强烈垂直风切变以及低层径向速度辐合时对暴雨的发展十分有利.     

贵州高原1960-2016年降水变化特征及重心转移分析

利用贵州高原34个气象站1960-2016年共57 a的降水资料,基于协同克里金法、Mann-Kendall趋势检验法、气候倾向率、重心模型等方法分析了贵州高原降水在不同时间尺度下的时空分布规律以及降水重心的转移趋势。结果表明：① 贵州高原多年平均降水量呈现南多北少特征。在南部与东部存在3个多雨中心,分别位于西南暖湿气流的北上通道（兴义-安顺一带）、苗岭山脉的迎风坡（都匀-独山一带）以及武陵山脉的迎风坡（铜仁–松桃一带）;少雨区位于乌蒙山脉背风坡的威宁–毕节一带。② 1960-2016年降水量年代变化呈现出波动性,2010s的降水变异性最大,1990s的降水变异性最小;年际变化较为剧烈,呈不显著减少的趋势,在空间上呈现中部西部减少、东部增加的趋势;降水季节差异显著,春季、秋季降水显著减少,夏季、冬季的降水不明显增加;各月降水变化情况不同,1、3月降水增加最明显,4月降水下降最明显。③ 降水重心呈西南-东北向分布,有明显的东移趋势。贵州高原降水量的减少可能与西南季风的减弱有关。研究结果对贵州地区水资源配置及洪涝灾害预防具有重要意义。     

前期印度洋海温异常对中国春季降水的影响

为了进一步认识印度洋海温的异常变化与中国降水的关系,采用SVD分析、相关分析及合成差值分析讨论了前期冬季关键区海温的异常变化对中国春季降水影响的差异,探讨了产生这种影响的原因。结果表明:前期冬季关键区海温的异常增高(降低),会造成后期春季中国华北往南到华中、华东、华南东部及西北的新疆地区的降水明显增多(减少),西南的四川、贵州及华南的广西等地降水会有所减少(增多)。与关键区冷年相比,在关键区的暖年,环流形势反映出东欧槽显著减弱,北方气压显著降低,蒙古高压明显减弱,冷空气南下更为明显,而华南东部、华中、华东及华北一直被较为显著的南风气流控制,海洋的暖湿气流向中国内陆输送更为显著,使得东部及中部大部分地区水汽较为充沛,形成大面积的降水。     

夏季青藏高原大气热源分布特征与对中国降水的影响

利用NECP/NCAR月平均再分析资料,研究1951～2010年夏季青藏高原主体大气热源分布、对东亚地区的环流影响及其与同期中国降水的关系.针对高原加热局地特征明显的特点,采用旋转经验正交函数等方法探讨不同类型的热源分布以及对东亚地区大气环流的影响.结果表明,当加热中心位于高原东南侧时,青藏高原夏季风加强,南亚高压偏南偏东,西太平洋副热带高压西伸加强,而东亚中高纬地区两脊一槽的经向环流分布形势明显,有利于中国长江流域的降水而不利于华南华北的降水发展.当加热中心位于高原中北部与西南地区时,青藏高原夏季风减弱,南亚高压偏西,西太副高明显偏东偏弱,中高纬环流的纬向特征明显,有利于中国地区北方降水而不利于南方地区的降水.     

ANOMALIES OF ASIAN SUMMER MONSOON RELATED TO SSTA IN THE SOUTH CHINA SEA AND THE TROPICAL PACIFIC

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ(ＳＣＳ)ｉｓａｐａｒｔｌｙ ｅｎｃｌｏｓｅｄｏｃｅａｎｂａｓｉｎｏｖｅｒｌａｉｄｂｙａｐｒｏｎｏｕｎｃｅｄｍｏｎｓｏｏｎｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄ .Ｐａｓｔｓｔｕｄｉｅｓ (Ｃｈｅｎｅｔａｌ.,1 991 ;ＤｉｎｇａｎｄＭｕｒａｋａｍｉ,1 994 ;Ｙａｎ ,1 997;ＬｉａｎｇＢｉｑｉ,1 991 ;ＬｉａｎｇＪｉａｎｙｉｎ ,1 991 )ｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔａｈｕｇｅｗａｒｍｗａｔｅｒｐｏｏｌｊｏｉｎｔｌｙｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｂｙｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎＰａｃｉｆｉｃ ,ｅａ…     

RESPONSE OF EQUATORIAL PACIFIC UPPER OCEAN CURRENT TO WESTERLY WIND BURSTS

The characteristics of the response of equatorial Pacific upper ocean current to westerly wind bursts(WWB)were analyzed in the frequency domain by using wind and ADCP data collected by the Shiyan3 during TOGA-COARE IOP,1992-1993.The preliminary results showed that the response consistedof an eastward surface jet at shallower than 60m depth,a westward counter current centering near100m and a shear layer between them,with the variations of all three being nonlinear and nearlysynchronous.The oceanic responses in the frequency domain were characterized by occurrences of a remotely forced mixed Rossby-gravity wave with period of 8-10 days in the surface jet andcountercurrent at shallower than 110 m depth,and two locally forced waves with periods of 24 daysand 4-5 days limited in shallower than 70m depth.These fluctuations of the responses depended much more on zonal wind than meridional wind.The results also revealed that the oceanic response toWWB resulted from momentum transport and energy propagation assoc     

Interannual variability of the spring Wyrtki Jet

Feature s of the interannual variability of the spring Wyrtki Jet in the tropical Indian Ocean are revealed using observation data and model output.The results show that the jet has significant interannual variation,which has a significant correlation with winter El Nino Modoki index(R=0.62).During spring after an El Nino(La Nina) Modoki event,the Wyrtki Jet has a positive(negative) anomaly,forced by a westerly(easterly) wind anomaly.The result of a linear-continuously stratified model shows that the first two baroclinic modes explain most of the interannual variability of the spring Wyrtki Jet(-70%) and the third to fifth modes together account for approximately 30%.Surface wind anomalies in the tropical Indian Ocean are related to the Walker circulation anomaly associated with El Nino/La Nina Modoki.The interannual variability of the spring Wyrtki Jet has an evident impact on sea surface salinity transport before the onset phase of the summer monsoon in the Indian Ocean.     

Interannual variations of surface winds over China marginal seas

In a study of surface monsoon winds over the China marginal seas, Sun et al. (2012) use singular value decomposition method to identify regional dominant modes and analyze their interdecadal variability. This paper continues to evaluate the interannual variability of each dominant mode and its relation to various atmospheric, oceanic and land factors. The findings include: 1) The intensity of the winter monsoon over the East China Sea is highly correlated with the Siberian High intensity and anti-correlated with the latitudinal position of the Aleutian Low as well as the rainfall in eastern China, Korean Peninsula and Japan; 2) The western Pacific subtropical high is significantly correlated with the summer monsoon intensity over the East China Sea and anti-correlated with the summer monsoon over the South China Sea; 3) The winter monsoon in a broad zonal belt through the Luzon Strait is dominated by the ENSO signal, strengthening in the La Ni a phase and weakening in the El Ni o phase. This inverse relation exhibits interdecadal shift with a period of weak correlation in the 1980s; 4) Analysis of tidal records validates the interdecadal weakening of the East Asian summer monsoon and reveals an atmospheric bridge that conveys the ENSO signal into the South China Sea via the winter monsoon.