2003年 8月 21-22日辐合气流暴雨天气过程总结

本文综合应用天气图、静止卫星云图、物理量诊断场,分析了 2003年 8月 21～ 22日黑龙江省大范围强降水过程.分析了乌拉尔山阻高、副热带高压和冷暖空气在暴雨天气过程中的作用.得出有预报指示意义的特征.并对日本传真图的降水预报能力进行了检验分析.在暴雨预报中也具有一定的预报意义.     

2001年全球重大气候事件概述

全球气候仍持续偏暖。亚洲大部出现异常冷冬，许多地区遇到数十年未见的风雪严寒；美国冬季也连续遭受暴风雪袭击。东亚、南亚、中亚有西亚发生了大范围的持久干旱，南亚、东南亚夏季暴雨频繁，造成严重洪涝灾害。欧洲、非洲及南美洲的许多国家和地区降水异常偏多，导致不同程度的洪水，俄罗斯西伯利亚地区发生百年不遇的大洪水。北大西洋飓风较常年显著偏多，西北太平洋台风也给沿海地区带来严重灾害。     

影响华东地区热带气旋年频数与热带对流场的关系

利用由美国NOAA系列卫星观测的OLR资料研究了影响华东地区热带气旋年频数（记为ATC）与热带对流场的关系，结果表明两者存在密切的联系：（1）当华东地区热带气旋年频数ATC为异常偏多（少）时，ITCZ位置累积距平为正（负）值，即ITCZ位置异常偏北（南）；（2）利用OLR设计了Walker综合指数WI，该指数的强弱可以反映ATC的异常情况，即当ATC为异常偏多（少）时，walker环流圈异常强（弱）；（3）OLR距平累积量场能较好的表征ATC异常年份所对应的低纬度及中高纬地区大气环流的配置，其可以作为预测影响华东地区热带气旋年频数的强信号。     

2001年春季中国北方沙尘暴的环流动力结构分析

通过对2001年春季中国北方5次沙尘暴的高度场，涡度场，散度场和风场的分析，研究了沙尘暴强盛期的环流动力结构。结果表明，在5次沙尘暴强盛期有相似的环流动力结构特征。在沙尘暴强盛期的高度场上，蒙古国有深厚的低值系统，乌拉尔高压发展，其间的强气压梯度是沙尘暴的动力源；低值系统有正涡度中心支持，外围是负涡度区，其间有强涡度梯度带；低值中心伴随有低层辐合高层辐散的垂直结构，易于发生近地面大风和上升气流，有利于地面起沙上扬，形成沙尘暴，大风区与强涡度梯度带一致，强风带切变形成的涡度输送有利于加强低值系统，进而增强风场。     

平凉地区对流风暴地闪活动与环境层结因子相关性分析

利用1997年和1998年6－8月间在甘肃平凉地区的3站闪电定位系统所取得的地闪资料与当天早晨探空资料进行了初步的统计分析。分析结果，对流风暴中地闪活动与环境层结因子之间有较好的相关性，不稳定度、余额不稳定度5℃处的环境温度、温度层结中（中层）平均相对湿度是影响对流风暴中地闪活动的重要因子，对流风暴的地闪活动可通过这些因子进行预报。     

北太平洋阻塞的年际年代际变化及其与SST、遥相关及风暴路径的关系

利用NCEP／NCAR再分析资料，对1948／1949－1999／2000共52个冬季的北太平洋上空中纬度阻塞异常的气修特征进行了统计分析，小波分析和功率谱分析结果表明该区域阻塞发生的频数具有很明显的3－7年的年际振荡和年代际变化特征。同时2－7年带通平均的小波方差谱分析结果表明阻塞的这种年际变化的振幅存在着缓慢下降的趋势，且气候突变在20世纪70年代，这进一步证明了北太平洋上空的阻塞活动具有年代际变化特征。对强阻塞异常的冬季和弱阻塞异常的冬季分别进行合成分析，结果表明，对于阻塞异常强的冬季，北太平洋西向东北方向加强并分裂成两个中心，而SST异常在中纬度太平洋则对应着典型的PDO型，在赤道地区则为类La Nina型的海温分布。而对于阻塞异常弱的冬季则对应截然不同甚至相反的分布特征，即500hPa高度异常场表现为符号相反的PNA型，风暴路径中心在日界线附近呈纬向型分布。同时SST异常在赤道地区则为典型的El Nino型的海温分布。以上结果揭示出北太平洋阻塞活动的年际变化可能主要与热带海温的遥响应相联系，而年代际变化则主要与中纬度局地的PDO型海温及其通过斜压瞬变波的海－气相互作用有关。     

中国沙尘暴天气的新特征及成因分析

2000～2002年,中国北方地区频频发生沙尘暴天气,给当地和广大下游地区工农业生产、交通运输、空气质量和人民的日常生活都带来了极大危害。沙尘暴天气呈现频次高、发生时间提前、发生期时间长、强度大、影响范围广等新特征。对气候变化和地理环境背景的分析研究表明,近年来中国北方沙尘暴频繁爆发的原因主要是:1)近两年处于反厄尔尼诺(拉尼娜)事件的高峰期,使东亚冬季风频繁,导致大风天气频繁发生;2)在沙尘暴发生季节,中国北方降水明显减少,气温回升迅速且温度偏高于往年,使解冻的地表土层疏松,为沙尘暴的发生提供了丰富的沙源;3)近年来中国北方干旱加剧、土地荒漠化严重,使原本广阔的戈壁沙漠面积更加扩大,有利于沙尘暴天气的发生,这与不合理的土地利用状况有关。     

Simultaneous radio and optical observations of the mid-latitude atmospheric response to a major geomagnetic storm of 6–8 April 2000

Basic properties of the mid-latitude traveling ionospheric disturbances (TIDs) during the maximum phase of a major magnetic storm of 6–8 April 2000 are shown. Total electron content (TEC) variations were studied by using data from GPS receivers located in Russia and Central Asia. The nightglow response to this storm at mesopause and termospheric altitudes was also measured by optical instruments FENIX located at the observatory of the Institute of Solar-Terrestrial Physics (51.9°N,103.0°E), and MORTI located at the observatory of the Institute of Ionosphere (43.2°N, 77.0°E). Observations of the O (557.7 and 630.0 nm) emissions originating from atmospheric layers centered at altitudes of 90 and 250 km were carried out at Irkutsk and of the O₂(b¹∑_g⁺−X³∑_g⁻) (0-1) emission originating from an atmospheric layer centered at altitude of 94 km was carried out at Almaty. Our radio and optical measurement network observed a storm-induced solitary large-scale wave with duration of 1 h and a wave front width of no less than 5000 km, while it traveled equatorward with a velocity of 200 m/s from 62°N to 38°N geographic latitude. The TEC disturbance, basically displaying an electron content depression in the maximum of the F2 region, reveals a good correlation with growing nightglow emission, the temporal shift between the TEC and emission variation maxima being different for different altitudes. A comparison of the auroral oval parameters with dynamic spectra of TEC variations and optical 630 nm emissions in the frequency range 0.4–4 mHz (250–2500 s periods) showed that as the auroral oval expands into mid-latitudes, also does the region with a developed medium-sale and small-scale TEC structure.     

南向行星际磁场事件与磁暴关系的研究

利用172-182年IMP-8飞船的太阳风观测资料和相应地磁活动性指数Dst和AE,研究了43个南向行星际磁场事件期间太阳风和磁层的耦合问题. 与这43个事件对应的地磁暴是中等的和强的磁暴(Dst＜-50nT). 结果表明:(1) 在43个事件中有11个(约占25.6髎)紧随激波之后,18个处于激波下游流场中(占42髎),其余14个(占33髎)和激波没有关连. 绝大多数事件都伴有太阳风动压和总磁场强度的增加;(2) 当行星际晨昏向电场强度EI＞-4mV/m时,只引起磁亚暴,对Dst指数没有明显影响. 仅当EI＜-5mV/m时,磁亚暴和磁暴才会同时出现;(3) 太阳风动压的增加会增强能量向环电流的输入,但不是密度和速度单独起作用,而是以PK=ρV2的组合形式影响能量的输入;(4) 虽然行星际磁场(IMF)南向分量BZ对太阳风和磁层的耦合起着关键作用,但IMF的BX和BY分量相对于BZ的大小对太阳风向磁层的能量传输也有一定影响. 当BX、BY相对BZ较大时能量耦合加强.     

On the oceanic impact of a data-assimilation method in a coupled ocean-land-atmosphere model

 Based on the Kalman filter theory, a new data-assimilation method has been used to improve the 3-D oceanic temperature field of the Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies (COLA) coupled general circulation model. This method is applied to assimilate surface and subsurface temperature of in situ measurements from the Pilot Research Moored Array in the Tropical Atlantic project (PIRATA). The assimilation of the PIRATA data produces an improved representation of the thermal state of the ocean and allows a better estimation of other oceanographic quantities, like meridional heat fluxes and zonal currents. The present paper focuses on the tropical Atlantic and, in particular, it contains new reconstructed temperature profiles. One-month forecast experiments during 1999 were performed and the impact of the assimilation is discussed. Received: 24 April 2001 / Accepted: 8 March 2002