全球变化背景下北半球冬季MJO传播的年代际变化

利用1979~2013年实时多要素MJO（Madden-Julian Oscillation）监测（RMM）指数,美国NOAA逐日长波辐射资料和NCEP/NCAR再分析资料等,分析了全球变化背景下北半球冬季MJO传播的年代际变化特征。从全球平均气温快速增暖期（1985~1997）到变暖趋缓期（2000~2012）,MJO 2~4位相频次减少,5~7位相频次增多,即MJO对流活跃区在热带印度洋地区停留时间缩短、传播速度加快,而在热带西太平洋停留时间加长、传播明显减缓。进一步分析发现,以上MJO的年代际变化特征与全球变化年代际波动有关。当太平洋年代际涛动（PDO）处于负位相时,全球变暖趋缓,热带东印度洋—西太平洋海温异常偏暖,使其上空对流加强,垂直上升运动加强,对流层低层辐合,大气中的水汽含量增多,该区域的湿静力能（MSE）为正异常。当MJO对流活跃区位于热带印度洋地区时,MJO异常环流对季节平均MSE的输送在强对流中心东侧为正、西侧为负,有利于东侧MSE扰动增加,使得MJO对流扰动东移加快;而当MJO对流活跃区在热带西太平洋地区,MJO异常环流对平均MSE的输送形成东负西正的形势,东侧MSE扰动减小,不利于MJO快速东传。因此,全球变化背景下PDO引起的大气中水汽含量及MSE的变化可能是MJO传播年代际变化的重要原因。     

ANALYSIS OF THE WESTWARD EXTENSION OFWESTERN PACIFIC SUBTROPICAL HIGH DURING A HEAVY RAIN PERIOD OVERSOUTHERN CHINA IN JUNE 2005

The NCEP/NCAR II daily mean reanalysis data and observed precipitation data are employed to investigate the westward extension of the western Pacific subtropical high (WPSH) during the heavy rain period over the southern China in June 2005. Results show that there may exist a relationship between the east-west shift of the WPSH and the process of a southern China heavy rain. The analysis indicates that the vertical motion in the WPSH area is mainly caused by the latent heat release of monsoon rain belts on its northern and southern sides. The vertical motion could cause the accumulation of air mass in the center and west of the WPSH, which leads to its strengthening. The appearance of the northern and southern monsoon rain belts could not only enhance the WPSH by strengthening the descending draft, but also excite the development of positive vorticity and restrict the WPSH’s movement in the north–south direction. Moreover, the Indian monsoon rainfall to the west of the WPSH may excite the development of anticyclonic vorticity on its eastern side, which leads to the westward extension of the WPSH.     

不同道路类型对澜沧江流域景观的生态影响

生境破碎化引发一系列潜在的生态效应,定量表达道路建设造成破碎化特征对于道路生态系统管理具有重要意义。针对澜沧江流域,利用GIS和FragStat软件,通过情景分析,分析了不同级别道路建设对景观的影响。结果表明:澜沧江流域一级路所影响面积最大,三级路最小,而影响的斑块数目则为一级路>二级路>三级路>高速路;生态系统影响面积为林地>草地>旱地>灌丛>水田>建设用地,斑块数目以旱地最高,其次为林地。情景分析表明,随着道路的建设和规划方案的实施,影响域内斑块平均面积减少,斑块数目、平均分维数增加,但总体上,高速路建设对生境破碎化的贡献率较小。土壤侵蚀分布结果表明,侵蚀面积为一级路>二级路>高速路>三级路。     

中国持续性暴雨特征及青藏高原热源的影响

利用气象站点逐日降水资料研究了中国1961 2011年5 10月持续性暴雨事件发生次数的空间分布、时间变化及其季节演变特征,分析了持续性暴雨事件异常的环流形势,并讨论了青藏高原大气热源的可能影响。结果表明,中国5 10月持续性暴雨事件的发生地主要集中在中国东部地区,逐年发生次数具有明显的年际波动和年代际变化,且其季节内的变化与东亚夏季风的季节演变进程联系密切。通过对比和相关分析还表明,青藏高原前期的大气热源偏弱(强),将导致东亚夏季风偏弱(强),西南水汽输送亦偏弱(强),水汽聚集在中国南(北)方地区,最终使得夏季中国的持续性暴雨事件偏多(少),初步揭示了青藏高原大气热源对中国持续性暴雨事件的可能影响。     

ENSO对中国冬半年降水影响的不对称性及机制分析

利用1979—2010年观测和再分析资料,诊断分析ENSO对中国华南冬半年降水的影响及其机制。结果表明,在El Ni?o冬半年期间,东亚沿岸上空对流层低层南风的增强导致了水汽输送明显偏多,水汽在华南辐合,使得大气可降水量和比湿增加,降水显著偏多。而在La Ni?a冬半年期间,这些大气要素并没有呈现显著的相反变化,负异常的量值很弱并在统计上不显著。通过进一步分析El Ni?o和La Ni?a冬半年期间季节内振荡的特点,给出一种华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的物理解释。El Ni?o期间,热带西太平洋到南海地区的季节内振荡不活跃,与El Ni?o相联系的西北太平洋反气旋性环流异常造成的水汽输送以及水汽辐合在华南能够稳定维持,致使华南降水明显偏多。但在La Ni?a冬半年期间,季节内振荡很活跃,与La Ni?a相联系的西北太平洋气旋性环流异常受到季节内时间尺度的扰动影响,ENSO的年际变化信号被季节内振荡破坏,使得西北太平洋和华南的年际异常信号不能得到稳定维持,导致与ENSO信号相联系的年际变化在统计上不显著。因此,热带西太平洋到南海地区的季节内振荡强度在El Ni?o和La Ni?a冬半年期间的差异,是华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的一个主要原因。      

南亚高压的南北偏移与我国夏季降水的关系

该文定义了一个能较好反映南亚高压南北偏移的指数,并发现该指数与我国夏季降水,尤其是华北和长江流域的降水,无论在年际变化上还是长期趋势上都具有十分显著的相关关系。南亚高压位置偏北时,在我国东部至日本上空存在一个显著的异常反气旋,其中心自上而下向南倾斜,在高层给华北地区带来辐散,在低层使得气流在长江流域辐散,在华北地区辐合,造成华北地区降水偏多,长江流域降水偏少。同时,南亚高压偏北对应着高层西风急流以及中层西太平洋副热带高压偏北,使得我国整个雨带偏北。此外,通过与海温的相关分析发现,南亚高压的长期偏南趋势可能受到印度洋增暖的直接影响。南北偏移指数可作为预测我国夏季区域降水的重要指标,在气候预测业务中有一定的应用价值。     

东亚与北美东部降水和环流季节演变差异及其可能机理分析

利用NCEP/ NCAR 再分析资料和CMAP、GPCP卫星反演降水资料,对比分析了东亚与北美东部地区降水和大尺度大气环流季节演变特征的差异。结果显示,东亚和北美东部地区冬季环流形势较为相似,而夏季差异则较大,这正是东亚为季风区,北美为非季风区的表现。此外,基于季风的两大特征量“风”和“雨”,分析了两地降水和低空风场季节变化的显著差异：东亚副热带地区降水季节变率大,呈“夏湿冬干”的季风降水特征,低层盛行风向随季节逆转,冬季盛行偏北风,夏季盛行偏南风,具有显著的副热带季风区特征。北美东部副热带地区全年雨量分配均匀,低层常年盛行偏西风,呈现非季风区特征。进一步的分析发现,作为季风基本推动力的海、陆热力差异在东亚和北美东部地区有着显著的区别：东亚地区的经向和纬向温度梯度随季节反转的特征显著;而北美东部地区虽有纬向温度梯度的季节反转但幅度很小,且经向海、陆热力差异随季节反转不明显。此外,与青藏高原和落基山脉相伴的纬向环流也存在显著差异。鉴于此,提出经向和纬向海、陆热力梯度反转特征的不同以及青藏高原和落基山脉地形的不同作用很可能是造成东亚副热带季风气候而北美东部非季风气候的主要原因,上述结论还有待于数值试验的进一步证实。     

基于空间分析方法和GIS的区域道路网络特征分析

以纵向岭谷区云南核心区为研究区,利用空间分析方法,研究了区域道路网络的空间分布差异;进一步统计道路影响下各县市的土地利用面积,分析了道路网络影响下区域土地利用的分维数和稳定性指数的变化;利用回归分析,研究区域道路网络与土地利用的空间联系.结果表明:纵向岭谷区道路网络与其影响下的土地利用均表现出相似值之间的空间集聚效应.回归分析发现道路网络在空间上的扩展,不仅与区域土地利用相关,而且还与其空间滞后因子有关.     

东北冷涡过程对江淮梅雨期降水的影响机制

利用1954--2003年中国740站逐日降水资料以及NCEP／NCAR再分析资料,对东北冷涡影响江淮梅雨的机制进行了研究。结果发现,东北冷涡出现以后,随着它的东移南压与西伸的副热带高压之间相互作用,使我国江淮地区南侧对流层中上层的气压梯度力加强,气压梯度力做功使得动能增大,随后动能向下输送,导致江淮以南地区的西南低空急流形成;低空急流引导的北上暖湿气流与东北冷涡引导的南下干冷空气相互作用,有利于梅雨锋的形成和维持,激发江淮地区低层对流不稳定增加,上升运动出现,从而导致江淮梅雨期降水活跃。     

亚澳"大陆桥"地区降水和对流的季节变化及其与海温的关系

使用日本气象厅提供的1980～1997年TBB资料、NCEP／NCAR40a再分析资料及(2MAP降水资料，分析了亚澳“大陆桥”地区降水和对流活动特征及其影响因子，发现苏门答腊地区降水和对流具有明显的季节变化。4月底～5月初(25候)雨区沿“大陆桥”和中南半岛西海岸迅速北移，对流也有类似特征，正是对流移动的突然加速，对随后中南半岛对流增强有直接影响。进一步研究表明，苏门答腊地区对流的强(弱)与海温异常及纬圈环流的变化相联系，由于正好位于两个热力直接环流(Walker和反Walker)耦合区的苏门答腊地区对流增强，使得垂直环流的上升支增强，导致整个环流强度发生变化，引起赤道西风增强，进而影响中南半岛对流爆发。