2018年盛夏副热带高压极端偏北的原因分析

2018年盛夏辽宁的阶段性高温与副热带高压(简称"副高")的极端偏北有关,利用1981—2018年NCEP/NCAR再分析资料、ECMWF再分析资料和中国地面气候资料日值数据集(V3.0),主要以候的时间尺度,从大气环流异常的形成及其原因进行分析,解释了2018年盛夏副高极端偏北的原因及影响机制。结果表明:影响副高位置偏北的因素主要有三方面。一是来自欧洲上空的高压脊发展并东移,与副高断裂开的一支结合,使得副高北移;二是南半球冷空气活动,导致向北的越赤道气流加强,从而造成赤道辐合带(intertropical convergence zone,ITCZ)北移,进一步引起副高北移;三是由于青藏高原东部感热增强,其上升气流经由一候到两候的时间在辽宁和渤海地区下沉。三方面因素的共同影响造成了副高位置的极端偏北。     

春季南海北部上混合层的数值模拟与数值实验

根据 1 998年南海季风实验 (SCSMEX)北部“实验 3号”调查船的观测资料 ,采用一维湍动能模式 (TKE模式 ) ,对春季南海北部的SST及混合层随时间变化特征进行了数值模拟和数值试验。结果表明 ,TKE模式能够很好地模拟南海北部的海表面温度SST和上混合层深度随时间变化基本特征。在南海 5— 6月 ,SST的日振荡主要依赖于短波辐射的日变化 ,短波辐射是SST的主要维持机制 ;短波辐射会使SST升高 1— 4℃ ;风的垂直混合作用主要是抑制了SST的日周期振荡。春季南海海面潜热通量和感热通量与短波辐射和风应力相比较 ,是一个对SST影响较小的量。南海北部 5月份混合层深度的变化趋势和振荡特征受风应力和短波辐射共同控制 ,风应力使混合层深度加深 5— 1 0m ,短波辐射使混合层深度平均变浅 5— 1 0m。而 6月份南海北部 ,在夏季风爆发后短波辐射较小 ,短波辐射的作用只能使混合层深度变浅1— 2m ,潜热通量和感热通量对混合层的作用会使混合层的深度加深 1— 2m ,混合层深度主要受风应力控制。     

不同空间尺度海气相互作用对海表面温度异常的影响

本文通过简单的线性化方程组讨论了低纬度有限海区表面温度异常(SSTA)发展的影响因子。根据海气界面上的耦合条件,讨论了对于海气耦合系统中满足动力与热力作用要求的水平运动尺度关系,从波动的观点出发,提出一个线性海气耦合系统在时间尺度相同时,水平运动尺度与波数之间的关系,最后在一个简单的两层斜压耦合模式中,对于给定的大气水平运动尺度考察了不同水平尺度海洋拢动的增长与衰减,得到了一些有意义的结果。     

春季南海南部上混合层数值模拟与数值实验

采用一维湍动能模式对南海南部的 SST及混合层进行数值模拟和数值试验。结果表明 :TKE模式能够模拟南海南部的海表面温度 SST以及除南海南部 5月中旬以外的上混合层深度随时间变化基本特征。在 5～ 6月 ,SST的日振荡主要依赖于短波辐射的日变化 ,风的混合作用抑制了 SST的日周期振荡。春季夏季风爆发期间 ,南海海面潜热通量和感热通量与短波辐射和风应力相比较 ,是一个对 SST和混合层影响较小的量。在春季南海南部 ,短波辐射作用能使 SST升高的最大值约为 4℃ ;潜热和感热通量能使 SST的下降的最大值为 3℃。风应力对南海混合层深度随时间变化趋势起着决定的作用 ,并能使其深度加深 2 0～ 30 m,而短波辐射则使混合层的深度变浅2～ 3m,潜热和感热通量会使混合层的深度加深 1～ 2 m。在春季南海南部 ,热通量对混合层深度的影响与风应力相比要小得多     

基于三维分解的大尺度垂直环流变化特征分析

通过探讨大尺度大气环流表示方法的数学变换，提出了三维分解方案，在全球范围内统一处理热带和中高纬度的环流，并依此对垂直环流进行方差分析。结果表明，垂直环流以季节变化为主，亚洲季风区是全球垂直环流季节变化的强信号区，年际变化的强信号区位于热带中太平洋。     

青岛混合层高度变化特征及与空气污染的关系

选取青岛2000—2015年逐日地面观测资料和环境监测中心站2011—2015年逐日主要大气污染物浓度资料,分析了青岛大气混合层高度和大气稳定度的变化特征,对青岛日最大混合层高度与空气污染物浓度进行相关分析。结果表明：近16a来,青岛大气混合层高度年际变化呈逐渐减小的趋势,日变化呈现单峰结构;大气稳定度以D类的出现频率最高,深秋到初冬大气较为稳定,4—8月A,B,C类稳定度较其他月份升高;清晨和傍晚大气以中性层结为主,中午弱不稳定发展,夜间稳定层结明显增强。空气污染物质量浓度与日最大混合层高度有明显的负相关关系,污染物质量浓度越大,日最大混合层高度越小;反之,污染物质量浓度越小,日最大混合层高度越大。     

1998年夏季风爆发前后南海上混合层的特征及成因

利用1998年“南海季风实验（SCSMEX）”南北部两个点的资料,采用J.Launianen和T.Vihma提出的方法,计算了潜热通量、感热通量和风应力,分析了南海上混合层动力、热力特征及其与南海夏季风爆发之间的关系。发现在西南季风爆发前后,南海北部、南部的两个观测点的海洋上混合层温度和深度随时间的变化具有不同的特点：北部混合层温度经历由高到低再变高,混合层深度经历由浅变深再变浅的3个时段;南部混合层温度经历由低到高再变低,混合层深度经历由深变浅再变深的3个时段。这与南海南、北部海面的风和海面热通量具备不同的特征有关。在5～6月南海上混合层动力、热力特征基本受局地风与短波辐射控制,海面潜热和感热的作用较小。在5月份,南海南部观测点海面附近存在浅薄的高盐高密度层,在60m以上的上层海洋内存在着许多高盐高密度核。在1998年“南海季风实验”期间南海南、北部两个观测点都存在较浅薄的障碍层,在西南季风爆发期间,南海北部观测点的障碍层较厚达到20m以上。     

黄河流域降水异常与渤、黄海水温,大气环流异常变化及入海流量关系的研究

利用1948-2004年CPC/NCEP的月平均降水资料、NCEP的850hPa风场和500hPa位势高度场资料,应用EOF方法、小波分析方法、合成法及相关分析法,分析了黄河流域降水主模态的空间分布及其时间变化特征和异常环流特征.利用黄河利津站1950- 2002年月平均入海流量资料分析了入海流量和降水关系.基于NOAA的1982-2004年月平均海温资料分析了渤、黄海3月海温和黄河流域7月降水的关系.结果表明:黄河流域降水空间模态主要表现为全流域一致型、南北型、东西型分布,黄河流域降水主要周期为2～4 a.黄河利津站入海流量和黄河流域年总降水量、降水第一模态有密切联系.黄河流域降水水汽输送受孟加拉湾水汽输送和西太平洋副热带高压外围风场影响,副高偏西不利于黄河流域降水,巴尔喀什湖附近异常低槽的发展有利于黄河流域的降水.3月份渤、黄海海温可作为考察当年黄河流域降水量的指标.     

山东夏季雷暴天气发生前期信号的分析

用NCEP1°×1°再分析数据、地面观测资料和高空探测资料,对2005年-2009年山东省夏季6-9月份的强对流雷暴天气发生的时、空变化特征及物理量场进行诊断分析。结果表明：夏季山东地区雷暴天气现象发生之前有较明显的下沉运动,下沉运动发生的时间在雷暴发生时刻前12-36小时左右,下沉运动发生的位置多在中高空700-500h Pa。在上升运动中,当300h Pa位势高度层上的垂直上升运动ω小于-0.76 Pa·s-1时,一般会有雷暴天气发生。雷暴发生的区域并不一定在不稳定能量为最大值的区域,当不稳定能量积累后,在适当触发条件下就会发生雷暴,而且周围聚集的能量也会辐合汇集到首先爆发的雷暴地区,维持雷暴的发生。