太平洋年代际振荡与南北半球际大气质量振荡及东亚季风的联系

众多研究表明,太平洋年代际振荡(PDO)与东亚季风以及我国气候的年代际异常存在显著影响,然而其影响途径及机制仍不明确.本文分别分析了年代际尺度上的太平洋年代际振荡(PDO)、南北半球际大气质量振荡(IHO)以及东亚季风的变化特征,据此建立了三者之间的关系,并进一步分析了它们对我国东部冬夏两季年代际气候异常的影响,所得主要结果包括:(1)PDO与IHO以及东亚季风强度具有明显的年代际波动特征,三者之间存在较好联系,其中它们在70年代和90年代后期处于负位相,而在80年代至90年代中期均处于正位相期.PDO和IHO对全球大范围的低层气温异常,以及大气质量迁移尤其是东半球30°S-50°N区域的质量变化具有显著并且空间一致的影响;(2)当PDO为正位相时,整层大气质量年代际异常呈偶极型的自东半球向西半球太平洋区域输出,造成了南北半球际以及海陆间大气质量迁移,同时引起Walker环流的上升和下沉支位置变化,以及越赤道大气质量流的向北异常输送,并由此建立起东亚季风与PDO和IHO之间的联系;(3)PDO年代际异常与冬夏季节蒙古地区地表气压变动存在密切联系.当PDO指数增强时,冬夏季850hPa均出现显著反气旋风场异常,并在我国东部形成异常北风,从而显著影响东亚冬夏季风强度变化.与之对应,PDO指数与我国东部大部分地区的站点气温、降水的年代际分量保持显著的同期相关.     

2020年长江中下游地区梅汛期强降水特征及其与对流层上层斜压Rossby波的关系

2020年梅汛期（6～7月）长江中下游地区发生了严峻的汛情。2020年梅雨期长度和强度均远超历史平均水平。本文利用逐日NCEP/NCAR再分析资料和全球降水量网格数据集,研究了本次梅汛期降水特征及其与对流层上层斜压波动活动的联系。结果表明:本次梅汛期,长江中下游地区的总降水量和降水异常大值区位于安徽南部,共有7次连续的降水过程发生。长江中下游地区在对流层中低层辐合、高层辐散,且该地区上空有强的异常上升运动,有利于异常强降水的发生发展。同时,水汽自孟加拉湾和中国南海地区输送至长江中下游地区,为强降水的发生提供了充足水汽。利用小波分析研究该地区的逐日降水标准化时间序列时,发现其存在2～4天和6～14天的显著周期。高频（2～14天）扰动所显示的Rossby波动在对流层上层表现出向下游频散的特征,波动源于贝加尔湖附近。波扰动能量和通量所显示的波动向下游的传播过程与波包的传播过程较为一致,分别源于地中海和贝加尔湖附近的波扰能向东或向东南频散至长江中下游地区,有利于该地区扰动加强并进而有利于强降水的发生和维持。以上结果加深了人们对2020年超长“暴力梅”成因的认识并可为有效预测类似事件提供线索。     

长江流域夏季气温变化型及其成因Ⅰ：年际变化与遥相关

采用中国气象局整编的气温资料、NCEP/NCAR再分析资料、哈得来月平均海温资料以及CPC(NOAA)指数,分析了长江流域夏季气温的变化型及其成因.结果表明:长江中下游地区夏季气温呈现出全区一致、南北反相以及东西反相3种分布型,且这3种分布型分别是中国同号气温异常变化、南北反号气温异常以及东西反号气温异常分布背景下的局部反映.上述这3种气温异常型具有显著的年际和年代际变化特征,其中在年际尺度上具有2-5年的周期,反映出在年代际背景下的年际变化;在年际尺度上,3种异常型分别对应不同特点的环流型,并且高度场在长江中下游地区上空的垂直分布均呈准正压结构;3种异常型对应的环流型的维持分别与来自大西洋穿越极区的波列,由地中海沿亚洲急流东传的波列以及北半球环状模有关.同时,全区一致型和南北反相型与P-J型波列联系紧密,其中南北反相型与该波列联系更为紧密;全区一致型与Nino3海温指数呈负相关关系,其中超前一季的负相关最大.南北反相型与Nino3海温指数超前2季相关最高,与Nino4海温指数同时相关最高.东西反相型则与Nino3海温指数同时相关最高,与Nino4海温指数超前3季相关最高.这些结果可为进一步认识长江流域夏季气温变化规律和极端天气气候事件的预测提供线索.     

夏季105～125°E垂直经圈环流变化特征及其与海温的联系

采用NCEP/NCAR再分析资料,利用质量流函数方案和EOF（empirical orthogonal function,经验正交函数）分解,研究了1979—2006年夏季105～125°E范围垂直经圈环流的变化特征及其与邻近海域海温变化的联系。结果表明：1）在105～125°E区域,夏季北半球Hadley环流明显偏强,和南半球Hadley环流对称出现,形成明显的＂Hadley环流对＂。2）小波分析显示,Hadley环流变化有准2～4a和4～6a周期。近28a来,南半球Hadley环流有南退趋势,北半球Hadley环流逐渐增强,尤其是20世纪90年代中期之前,这种变化较显著。3）105～125°E区域夏季＂Hadley环流对＂的异常和邻近海域海表温度关系密切。无论是IOD（Indian Ocean Dipole）事件还是ENSO均对东亚经圈剖面内＂Hadley环流对＂产生影响,Hadley环流的主要模态EOF1与同期和滞后的SSTA的相关在太平洋上表现出El Nino发展期、盛期的海温分布形态。南半球Hadley环流偏北（南）,北半球Hadley环流减弱（增强）,则到来的冬季的El Nino（La Nina）发展,这对ENSO事件具有一定的预报意义。IOD事件对南半球Hadley环流的影响是显著的,当负IOD事件时,南半球Hadley环流减弱,但正IOD事件时并未显著相反。     

夏季北半球青藏高原对流层顶气压异常变动的物理机制研究

利用NCEP/NCAR再分析月平均资料,通过构造青藏高原(下称高原)对流层顶气压指数以及选取1992年和1998年这两个高原对流层顶气压正、负异常最大值年份进行对比分析,研究了北半球夏季高原对流层顶气压异常变动的物理机制。结果表明：(1)高原对流层顶气压异常变动与平流层和对流层气温及位势高度异常有密切联系,同时,与地表...     

INTRASEASONAL OSCILLATIONS IN ASIA TO WESTERN PACIFIC REGION IN BOREAL SUMMER: CONTRASTIVE ANALYSIS FOR ACTIVE AND INACTIVE YEARS OF TROPICAL CYCLONES

Comparative analysis is carried out by using finite-domain power spectrum and lagged regression methods for the propagating characteristics and air-sea interaction processes of intraseasonal oscillations (ISOs) in the Asia to western Pacific (AWP) region during the boreal summer between the active and inactive tropical cyclone (TC) years from 1979 to 2004.The results show as follows.(1) There exist more significant eastward propagating characteristics of the ISO in the active TC years over the whole AWP region.The ISOs of convection propagate zonally with more eastward extension in the years with active tropical cyclone activities,during which the 20-60-day period is strengthened,western Pacific becomes an area with evident characteristics of the propagation that is closely related to TC activities.(2) The air-sea interaction processes are the same in both active and inactive TC years,and the energy exchanges between the air and the sea play a role in maintaining the northwestward propagation of ISOs.(3) The air-sea interaction is more intensive in the active TC years than in the inactive ones.It is particularly true for the latent heat release by condensation as the result of convection,which may be one of the reasons resulting in significant differences in characteristics of ISOs between the active and inactive TC years.     

桂东南热带气旋大风的统计特征及典型个例研究

利用1981-2000年热带气旋（以下简记1℃）年鉴资料、广西东南部大风实况资料和NCEP／NCAR再分析资料，对桂东南TC大风及TC特征进行统计分析，并通过个例普查和典型个例的研究对造成桂东南严重风灾的原因进行初步探讨。研究表明：造成桂东南大风TC发生在6～10月，主要源地是西北太平洋，但造成严重风灾的TC为登陆后中心经过桂东南的南海台风。桂东南大风以局地瞬时大风为主，大风发生时间与TC距离有关。强度大、移速快造成变压梯度大，与气压梯度共同作用是0307号1℃过程大风的原因；移速慢，登陆后中心在桂东南逗留时间长则是8517号1℃过程严重风灾的原因，并对两个1℃运动特点不同的大尺度环境特征进行了比较分析。     

NUMERICAL STUDY ON THE ROLE OF VORTICAL AND DIVERGENT COMPONENTS OF WIND STRESS IN ENSO CYCLE

The 1960-1991 monthly mean FSU (Florida State University)wind stress data aredecomposed into a vortical and a divergent component with each of which to force the model oceanin the context of a two-layer tropical Pacific model.Evidence suggests that for the seasonalvariation the ocean forcing does not produce a realistic cold tongue using either of the componentsand the tongue will not be effectively improved in its intensity and pattern even if the componentsare doubled or halved:the utilization of climatic mean wind stress(no decomposition is done of thewind stress)that contains its seasonal variation will lead to a realistic SST distribution on which isimposed,separately,the interannual anomalies of each of the components so as to get the SSTApattern:under the action of the interannual anomaly of the vortical(divergent)component therearises qnite intense SSTA oscillation marked by noticeable ENSO periods(feeble SSTA withhigher oscillation frequency for obscure ENSO periods),thereby illustrating that the roles of thetwo components differ from each other in the genesis of SST variation on a seasonal and aninterannual basis such that a realistic cold tongue pattern follows under the joint effects on themodel ocean of the two components of wind stress while rational E1 Nino/La Nina phenomenaresult under the forcing of an anomalous wind stress vortical component.Moreover,the divergentcomponent is innegligible in generating a mean climatic condition of the ocean sector but of lessimportance compared to the vortical component in ENSO development.     

ENSO循环与低纬度大气的正压和斜压运动

利用一个２层海洋模式和ＧＩＳＳＴ资料、ＮＣＥＰ再分析资料,对大气正压／斜压运动与ＥＳＮＯ循环之间的联系进行了研究。结果表明,在赤道中、东太平洋地区,大气斜压模在ＥＮＳＯ时间尺度上的变化位相略超前于正压模的变化,正压模的变化位相超前于ＳＳＴＡ变化,ＳＳＴＡ变化位相超前斜压模的变化位相。斜压纬向风异常与ＳＳＴＡ具有正相关关系（西太平洋西部相反）;正压模则与Ｎｉｎｏ３区海温异常有负相关关系（西太平洋西部     

南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著的年际变化特征,这种年际变化对夏季亚澳季风区及海洋性大陆区域的环流、降水及温度异常有重要影响。当SOI正位相时,赤道以南的澳大利亚东部地区以及西北太平洋海域高层为气旋,低层为反气旋,赤道地区的东部太平洋低层为辐散中心,高层为辐合中心,有利于下沉运动维持;加里曼丹岛附近低层辐合,高层辐散,有利于上升运动维持;海洋性大陆地区降水为显著的正异常,东亚地区降水存在较弱的正异常;海洋性大陆地区以及我国青藏高原到东海一带温度为正异常,孟加拉湾及印度半岛区域温度为负异常。