近30年人类活动对东亚地区气候变化影响的检测与评估

利用近30年 (1961~1990年) 观测的温度 (包括平均、最高、最低)、降水、日较差、水汽的季和年平均资料, 对IPCC提供的5个全球海气耦合模式 (ECHAM4, HADCM2, GFDL, CGCM1, CSIRO) 在同样时段只考虑CO₂等温室气体的影响和既有CO₂等温室气体又有气溶胶的影响两种情形对东亚地区气候变化进行了检测。分析表明, 考虑温室气体与硫化物气溶胶作用, 冬季最低温度模拟效果较只考虑温室气体与观测更接近。结果还表明, 在两种情形下, 这些模式对东亚和中国地区的气候都有一定的模拟能力, 但同时各个模式的模拟场也都有各自的系统误差; 气溶胶的作用使东亚地区气温下降; 从相关系数计算表明, 模拟最好的变量是温度, 其次是水汽和降水, 最差的是日较差; 在空间的分布上, 各变量冬季的模拟效果最好; 考虑总体情况, ECHAM4与HADCM2两个模式对东亚和中国地区的气候模拟效果在5个模式中是最好的。     

1998和1999年西北太平洋热带气旋的异常特征及其大尺度条件

应用联合台风警报中心 (JTWC)的资料 ,研究了 1998和 1999年西北太平洋 (WNP)热带气旋 (TC)的活动 ,发现这两年具有较为相似的异常特征 :台风个数明显偏少 ,台风的生成源地显著偏西。对导致这种异常的大尺度条件场的分析表明 ,1998和 1999年的台风季季风槽、垂直风切变、海平面气压等因子的分布都不利于台风在WNP东部海域的生成 ,因此是导致这两年台风偏少和生成源地异常偏西的重要原因。其中 ,季风槽的异常偏西及在盛夏的异常偏北对TC的异常活动产生了主要影响。对低纬大气环流异常的进一步分析表明 ,WNP地区的环流异常是导致季风槽和垂直风切变场异常的主要原因 ,而 1999年异常环流的出现可能是由于低纬大气对印尼附近异常热源强迫的响应所致。由于该热源的存在 ,在其东侧 (WNP地区 )激发出东传的Kelvin波 ,而相应的异常风场则表现为低层盛行异常东风 ,而高层盛行异常西风 ,因此造成了WNP东部和西部海域垂直切变场的近乎相反的变化。同时 ,由于低层异常强的东风不利于季风西风的向东延伸 ,从而使季风槽明显偏西 ,未到达菲律宾以东的热带气旋频发区的位置。     

SUBTROPICAL HIGH, LATENT HEATING BY CONVECTION AND ASSOCIATION WITH DISSIPATION AND MAINTENANCE OF SOUTH CHINA SEA TYPHOONSI

Numerical modeling and experiments are conducted for the South China Sea typhoons Helen (1995) and Willie (1996) with an auto-adaptive mesh model. It is shown that durating the stage of dissipation the typhoons are mainly related with the subtropical high rather than the topography. The high is sensitive to the intensity change of the typhoon so that the former weakens as the latter strengthens and vice versa. Maintaining the typhoon as a main factor, the release of latent heat is in reversed proportion with the subtropical high in terms of the intensity. It is found that the storm tends to be maintained if it moves close to the westerly trough after landfall.     

青藏高原在影响行星环流反馈机制中的作用

一些时间以来,人们认为,青藏高原对于产生行星长波具有很大的作用,这种长波与洛矶山脉形成的类似波动发生谐振,一起形成了在高空月平均气压形势图上观测到的熟悉的准静止罗斯贝波型。这种波动在旋转圆筒流体实验中也能产生。作为第一近似位势涡度守恒原理可说明这些大山脉在形成行星波中的作用。 在青藏高原地区,对流型的季节强迫作用是很强的。许多作者指出,在春季融雪之后,高原加热地表的作用特别显著,可启动副热带高压带向北移动和夏季风发展。这些环流以后在很大程度上是靠潜热释放来维持的。 最近研究提出青藏高原也可能被包含在以一种重要方式控制大气环流年际变化的反馈机制中。陈烈庭的看法值得注意,他认为高原上雪盖可能为地—气系统提供一种“存储器”,以此使中国上空的夏季环流在多雪盖冬季后的情况不同于少雪盖冬季后的情况。从中华人民共和国进行的工作看来,这些环流的差异对南亚和东亚大多数地区的季风天气型带来显著的影响。 我们自己的研究提出,这种在青藏高原上观测到的冬季和来年夏季环流之间的“存储器”,可能是包括南半球环流特征和海气关系等在内的复杂反馈机制系统中的一部分。从少台风年和多台风年对比研究表明,它们分别与少雪年和多雪年后的夏季在青藏高原上空的环流变化相似。这些变化似乎影响到太平洋、印度洋甚至非洲的广大区域。有迹象表明,调整沃克环流强部的“南方涛动”与用来说明某些观测到的环流变化的“遥相关”有关系。从这个结论可以推测,由赤道也可能由湿带的海湿异常所表示的海气相互作用以及西藏高原的热力作用都与青藏高原上观测到的雪盖年际变化、台风频率以及其它环流特征有关系。 近年来论述甚多的有关青藏高原对亚洲上空大气环流年际变化的影响,仅仅是秘鲁海岸的爱厄尼诺问题和萨赫勒地区干旱等大气反馈机制中的一种重要表现。如果我们能深入理解上述各种现象的机制,将会使我们对某些地区的国民经济有显著影响的天气现象作出较为成功的长期预报。     

更上一层楼——祝《湖北气象》创刊十周年

《湖北气象》创刊十周年了.在这十年中,《湖北气象》作为一个省级气象专业刊物,在宣传我国气象现代化,交流气象科研成果以及为国民经济有关部门提供信息和情报方面取得了可喜成绩,刊物在全国的影响愈来愈大,刊物本身的水平也愈来愈提高,从各方面已逐渐走向成熟."七五"期间,湖北省气象局在主持灾害性天气监测和超短时预报系统(湖北省负责长江三峡片)国家攻关项目中作出了很大贡献.配合这个项     

近50年我国雾和霾的长期变化特征及其与大气湿度的关系

根据近50年(1961~2011年)我国雾和霾台站长期观测资料的分析得到,雾日发生的频率呈先增(1980年之前)后减(1990年后)的变化,尤其是1990年以后明显减少,这与气候变暖引起的近地面相对湿度减小的趋势一致,而霾日发生的频率总体上呈增加的趋势.据此,本文进一步讨论了大气湿度减少在雾-霾转变中的作用,结果表明霾日的平均相对湿度在69%左右,比以前得到的值低,这意味着霾粒子更不易向雾滴转换,这可能是导致雾日减少的主要环境因子之一;雾和霾转换的相对湿度阈值平均为82%左右,这个值也低于以前得到的值,因而在气候变暖条件下,主要由于温度和饱和比湿增加导致的中国近地面相对湿度减少对雾和霾形成的环境条件可能产生了明显的影响.本文也研究了霾与能见度的关系,结果表明随着霾日发生频率的增加,能见度有明显的下降,从1961年至今平均能见度从4~10 km减小到2~4 km,大约下降一半左右.     

南海季风试验研究

介绍了"九五"国家攀登项目"南海季风试验"外场观测系统和主要结果.该试验是一次旨在了解南海季风爆发,维持和变化主要物理过程的大气与海洋联合试验,是由十几个国家与地区参加的一次大型国际合作项目.通过1998年5～8月的外场观测试验,取得了大量和多种大气与海洋的加密观测资料,为南海和东亚季风及其与海洋的相互作用研究提供了比较完善的资料集.目前研究正在深入阶段.作者只是对这个试验的一般情况作了说明.     

区域气候模式对中国东部夏季气候的模拟试验

在美国国家大气研究中心第二代区域气候模式(NCAR/RegCM2)的基础上,通过改进其中的陆面过程、积云对流、辐射传输和边界层等物理过程的参数化方案,发展了一个有多种方案选择的改进的区域气候模式.分别利用原区域气候模式和改进的区域气候模式,对1994年和1998年夏季的异常季风降水过程进行了数值模拟试验,并与观测结果进行了比较.结果表明,新方案模拟的1994年夏季的雨带位置与实际位置非常一致,而原区域气候模式模拟的雨带都位于中国北方地区,与观测的差别较大.从环流场的模拟比较也可以看出,新方案模拟的1994年和1998年夏季环流形势都比原方案的结果更为合理.     

HUBEX试验期间不同地面的能量收支研究

利用淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)的外场观测资料,对不同天气条件下(雨期、干期,有云、无云)、不同下垫面下(水体、稻田、旱田、森林)的能量收支进行了研究.结果表明:(1)对于能量收支日变化,水面和稻田基本为单峰结构,而旱田和森林则为两峰或多峰结构,这可能与地表粗糙度有关;(2)从水面到稻田、旱田、森林,其感热通量的日平均值是从小到大,而潜热通量则相反,这可能反映了下垫面含水量和地表粗糙度的差异所造成的感热通量和潜热通量的差异;(3)不同天气状况其能量收支各有其特点.     

THE TRIGGERING EFFECT OF NEAR-EQUATORIAL CYCLONES ON EL NIO

The relationship between tropical cyclones developing in the Northwest Pacific and El Nino is analysed and the triggering mechanism of the near-equatorial cyclones on El Nino is proposed. It is pointed out that the near-equatorial tropical cyclones developing equatorward of 10°N can intensify equatorial westerlies and produce Kelvin waves, which propagate to the South American Coasts in about 2-3 months, inducing SST to rise there. The near-equatoral cyclones play an essential role in El Nino. The beginning period of El Nino ranges from January to May. The number of near-equatorial cyclones developing in this period determines whether El Nino can be generated or not. The persistence period is from June to September. El Nino can not continue developing unless there are adequate near-equatorial cyclones. If there are not, the developed El Nino will be broken down. The period from October to December is called the developing period. During this period El Nino may approach its culmination only when adequat