一次温带气旋涡度场演变特征及气旋发生发展机制分析

气旋是涡旋运动,因此相对涡度(以下简称涡度)是确切表征气旋中心位置和强度的物理量,分析气旋发生发展过程就是分析涡度的变化机理。文中采用1000 hPa地转风涡度表征地面气旋,利用常规地面观测、6 h一次的NCEP 1°×1°再分析场等资料,对2014年6月一次具有螺旋式回转路径的北方温带气旋过程进行了诊断分析。利用Petterssen地面气旋发展公式,再结合300 hPa涡度平流、散度场与850 hPa热力场的配置关系,考察了对流层中低层温度平流、500 hPa涡度平流以及300 hPa涡度平流引起的辐散对地面气旋发展的贡献。结果表明:(1)这次气旋过程中500、300 hPa存在两个正涡度区及涡度中心的替换:即在地面气旋发生发展阶段,第一个涡度中心为主要的涡度中心;在气旋减弱阶段,第二个涡度中心成为主要的涡度中心。(2)地面和高空涡度中心均以逆时针螺旋式路径移动。在地面气旋初生和发展阶段,高低层涡度中心及正涡度区呈后倾结构;当高低层涡度中心及正涡度区几乎垂直重合时,地面气旋停止发展。(3)温度平流项在气旋初生阶段起主要作用;500 hPa涡度平流决定了地面气旋的发展。(4)当300 hPa正涡度平流引起的辐散区叠加在对流层低层850 hPa斜压锋区上时,地面气旋发展。     

常规资料揭示的中尺度对流复合体的环流结构

用常规地面和高空资料考察发发生在１９９２年７月２３－２４日的中尺度对流复合体的环流结构，涡度和散度场的客观分析清楚地展示出ＭＣＣ的中－α尺度环流。在对流层上部是一个中尺度反气旋式辐散环流，在对流下部是一个气旋式辐合环流。这种环流结构是与ＭＣＣ的所具有的中层涡旋。在地面上是一对正负涡度与ＭＣＣ相配合，而不是象北美ＭＣＣ中的地面中－高压和尾部低压。     

北京夏季高温闷热天气的气候特征和2008夏季奥运会

利用1951～2000年北京6、7、8月的逐日最高和最低温度资料，统计分析了北京夏季高温天气和闷热天气的逐月、旬、候的分布及持续时间。结果表明，北京夏季高温天气和闷热天气发生概率分别为1／10和1／20，是一个适宜举办奥运会的城市。高温天气主要集中在6月下旬和7月份，逐候分布呈双峰型，分别在6月第6候和7月第5候。闷热天气主要集中在7月中旬到8月上旬，逐候分布也呈双峰型，分别在7月第6候和8月第2候。6月份高温天气较多，但闷热天气很少。8月份高温日数非常稀少，但闷热天气日数还有一定数量。每年至少出现一次持续2天的高温天气，另外还非常有可能出现一次持续3天或3天以上的高温天气(0．84次／年)以及一次2天及2天以上的持续闷热天气(0．88次／年)。高温天气和闷热天气的平均持续日数均约为3天。8月中、下旬，高温天气和闷热天气出现的概率都非常小，是最适宜举办夏季奥运会的时期。     

2004年7月北京和上海两次重大气象事件的异同及其科学问题

00 4年 7月 10日北京市出现的局地强降水导致城区交通严重拥堵 ,12日强对流伴随的飑线造成上海市重大的人员伤亡。这两次突发性气象事件都引起了社会公众和政府部门的高度关注。文中给出的观测分析和理论估算初步表明 ,这两次重大气象事件都是由中尺度对流系统 (MCS)引起的。但是在卫星云图上 ,造成北京强降水的对流云团外形不规则、云顶温度较高、云体边缘不光滑并且没有密集的亮温梯度 ,与大多数MCS有很大的不同。此外 ,这两个事件都发生在季风极度北涌 ,同时冷空气又强烈南下的经向环流背景下 ,但两者发生的位置差别很大。文章认为对于这种非典型性MCS的结构和发生条件以及 2 0 0 4年夏东亚季风极度北涌是否与全球环流异常有关等科学问题值得引起重视。     

一次北京暴雨的环流成因分析

对2001年8月19日发生在北京的暴雨通过诊断分析解释了其环流成因，结果表明，这是一次典型的由中纬度斜压系统引起的大尺度暴雨过程，它的发生机制可以用准地转运动理论得到很好的解释。     

登陆台风Winnie(1997)的数值模拟研究Ⅰ:结果检验和云系的模拟

用非静力平衡的中尺度模式MM5 (V2 )对 1997年 11号台风Winnie在登陆后演变为温带气旋的过程进行了48h模拟。结果表明 :MM 5不仅比较好地模拟出台风在陆地上的移动路径及其产生的降水 ,而且成功地模拟出了台风登陆后次中心的产生。利用模拟大气中的水物质 (云水、雨水、冰晶、雪水和霰 )模拟了台风云图 ,很好地展示了在卫星实际观测的红外云图上 ,Winnie台风在登陆后其云系的结构从热带气旋的螺旋结构到温带气旋的锋面云系结构的转变过程。因此对Winnie台风的数值模拟可以作为深入研究台风登陆后从热带气旋演变为温带气旋的变性过程的基础。     

INVESTIGATION OF LAGGED CORRELATION BETWEEN THE TEMPERATURE OF CHINA AND THE GLOBAL OUTGOING LONGWAVE RADIATION IN 1974-1985

1-12 month lagged correlations between winter temperatures at 22 stations in China and the global dis-tribution of the Outgoing Longwave Radiation(OLR)are investigated.The basic results are:(1)Themonthly averaged temperatures of Dec.,Jan.and Feb.of China are correlated to the global distribution ofOLR of Oct.,Nov.and Dec.,respectively.It is consistent with the response period(about 50 days)of 500hPa geopotential height field in extratropical latitudes to the thermal forcing in tropical latitudes,and also consis-tent with the Walker cell of a 40-60 day oscillation.(2)There is a significant positive correlation betweenthe winter temperature of the most part of China and the OLR in the Gulf of Mexico.It shows that whenthe thermal forcing of the Gulf of Mexico is stronger,the excited barotropic instability of westerlies in northernAtlantic could influence the East Asian circulation and cause the temperature of China to be below normal.(3)The temperature around the Tibetan(Xizang)Plateau is negatively correlated to the OLR in western equa-torial Pacific,showing that when the Walker cell is stronger,the local Hadley cell in Southeast Asia isstronger and it causes the temperature around the Tibetan Plateau to be higher than normal.     

冬季500hPa候平均高度场的遥相关

早在本世纪初,人们就已发现大气环流存在遥相关现象。Wallace等从北半球冬季500hPa月平均高度场总结出5种遥相关型。理论研究和数值模拟表明遥相关型是正压不稳定及Rossby波在球面上频散的反映。由于Rossby波频散是定性估计大型环流中期变化趋势的基本思路及500hPa候平均图是中期预报的基本工具,因此,分析500kPa候平均高度场的遥相关是有意义的。     

北京对流性天气的高空气候背景分析

对流性天气的气候背景分析是临近预报的基础,是做好北京2008年奥运气象服务必不可少的准备工作。对北京地区暖季(5—9月)发生雷暴、冰雹、暴雨和大风4种对流天气当日08时高空探测资料(2002—2005年)的压、温、湿、风等气象参数进行气候统计和分析,并与气候平均值进行比较,以揭示发生对流天气的环境条件及规律,为预报业务提供参考。结果表明:4种对流天气日所在各月高空要素均表现出比较典型的特征;500 hPa急流和对流产生有一定的对应关系:急流存在时,容易产生对流性天气,且雷暴、大风、暴雨甚至冰雹同时发生的概率增大;对流性天气过程与风向垂直切变有很好的对应关系,强雷暴、冰雹、暴雨和大风4种对流日500 hPa以下出现顺转平均发生率为84.2%。风向较强的逆转常常发生混合性对流天气,且逆转高度越高、对流越强。整层顺转容易发生多站暴雨,但雷暴发生较少。     

Distribution Characteristics of the Intensity and Extreme Intensity of Tropical Cyclones Influencing China

To address the deficiency of climatological research on tropical cyclones(TCs) influencing China, we analyze the distributions of TCs with different intensities in the region, based on the best-track TC data for1949–2011 provided by the Shanghai Typhoon Institute. We also present the distributions of 50- and 100-yr return-period TCs with different intensities using the Gumbel probability distribution. The results show that TCs with different intensities exert distinctive effects on various regions of China and its surrounding waters. The extreme intensity distributions of TCs over these different regions also differ. Super and severe typhoons mainly influence Taiwan Island and coastal areas of Fujian and Zhejiang provinces, while typhoons and TCs with lower intensities influence South China most frequently. The probable maximum TC intensity(PMTI) with 50- and 100-yr return periods influencing Taiwan Island is below 890 hPa; the PMTI with a50-yr return period influencing the coastal areas of Fujian and Zhejiang provinces is less than 910 hPa, and that with a 100-yr return period is less than 900 hPa; the PMTI with a 50-yr return period influencing the coastal areas of Hainan, Guangdong, and the northern part of the South China Sea is lower than 930 hPa,and that with a 100-yr return period is less than 920 hPa. The results provide a useful reference for the estimation of extreme TC intensities over different regions of China.