黑潮延伸体海洋锋强度和位置变率的对比研究

This study compares the seasonal and interannual-to-decadal variability in the strength and position of the Kuroshio Extension front(KEF) using high-resolution satellite-derived sea surface temperature(SST) and sea surface height(SSH) data. Results show that the KEF strength has an obvious seasonal variation that is similar at different longitudes, with a stronger(weaker) KEF during the cold(warm) season. However, the seasonal variation in the KEF position is relatively weak and varies with longitude. In contrast, the low-frequency variation of the KEF position is more distinct than that of the KEF strength even though they are well correlated. On both seasonal and interannual-to-decadal time scales, the western part of the KEF(142°–144°E) has the greatest variability in strength, while the eastern part of the KEF(149°–155°E) has the greatest variability in position. In addition, the relationships between wind-forced Rossby waves and the low-frequency variability in the KEF strength and position are also discussed by using the statistical analysis methods and a wind-driven hindcast model. A positive(negative) North Pacific Oscillation(NPO)-like atmospheric forcing generates positive(negative) SSH anomalies over the central North Pacific. These oceanic signals then propagate westward as Rossby waves, reaching the KE region about three years later, favoring a strengthened(weakened) and northward(southward)-moving KEF.     

THE COUPLED MODE BETWEEN THE KUROSHIO REGION MARINE HEATING ANOMALY AND THE NORTH PACIFIC ATMOSPHERIC CIRCULATION IN WINTERTIME

Using monthly reanalysis data of the National Center for Environmental Research/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) and Objectively Analyzed Air–Sea Heat Flux (OAFlux) gathered during the winter, singular vector decomposition (SVD) analysis was conducted to reveal the coupled mode between the Kuroshio marine heating anomaly and the geopotential height at 500 hPa (Z500) over the North Pacific. The first SVD mode showed that when the northern Kuroshio marine heating anomaly was positive, the Z500 in the central and western sections of the North Pacific was anomalously low. By composing the meteorological field anomalies in the positive (or negative) years, it has been revealed that while the Aleutian Low deepens (or shallows), the northwesterly wind overlying the Kuroshio strengthens (or weakens) and induces the near-surface air to be cool (or warm). Furthermore, this increases (or decreases) the upward heat flux anomaly and cools (or warms) the sea surface temperature (SST) accordingly. In the vicinity of Kuroshio and its downstream region, the vertical structure of the air temperature along the latitude is baroclinic; however, the geopotential height is equivalently barotropic, which presents a cool trough (or warm ridge) spatial structure. The divergent wind and vertical velocities are introduced to show the anomalous zonal circulation cell. These are characterized by the rising (or descending) air in the central North Pacific, which flows westward and eastward toward the upper troposphere, descends (or rises) in the Kuroshio and in the western section of North America, and then strengthens (or weakens) the mid-latitude zonal cell (MZC).     

南海夏季风爆发的动力过程研究

利用1958-1997年的NCEP/NCAR再分析资料,以南海季风爆发日为临界日期,计算了40年合成的季风爆发前月平均带状基流;在该基流上,计算了球面正压涡度方程中Rossby波的稳定性;并用谱函数展开法定义和计算了发展型波包的演变.结果显示:南海夏季风爆发前气候平均场上有球面Rossby波的正压不稳定,该不稳定主要由南半球的西风急流所激发,且不稳定扰动的最大振幅均出现在南半球西风急流以南.球面Rossby波发展型波包的最大振幅随时间会由两个半球的中高纬度向低纬扩展,虽然不能越过赤道,却激发了热带地区的积云对流,积云对流的爆发并向季风区传播,加速了大气环流的调整,其结果造成了南海夏季风的爆发.可见,南海夏季风的爆发虽是局地现象,但其爆发原因却是全球性的.     

闽南金三角地区暴雨的气候特征

基于1958～2007年闽南金三角地区的3个测站(漳州、泉州和厦门)的逐日降水资料,采用统计、线性倾向估计、小波分析等方法,分析暴雨、大暴雨日数和连续性暴雨等的气候特征。结果表明:暴雨日集中在5～9月,大暴雨日集中期是6～9月;暴雨、大暴雨日的年际变化较大,总暴雨日与年降水量高度相关;总暴雨日整体上呈增多的趋势,1983年左右发生突变增加;存在3～4、7～8、14和32年的周期振荡信号;近50年来,暴雨有强度增强、连续性增长的趋势;连续性暴雨以连续2d为主。     

增长模繁殖法在华南暴雨中期集合预报中的应用

采用增长模繁殖法和全球谱模式T106L19对2005年6月发生在华南的暴雨过程进行了中期集合预报试验。结果表明：相对于单一的确定性预报,集合预报能给出更多的预报信息;各成员的降水预报、降水概率预报等丰富的预报产品能够给暴雨预报提供更有价值的信息,减少漏报率,对低压槽线和副高脊线等关键环流系统的预报,集合预报结果更为接近实况。     

2006-2007年夏季重庆大旱、大涝的阻高时空特征分析

2006年和2007年夏季,重庆地区分别遭受大旱和大涝。利用这两年6-8月NCEP逐6 h再分析资料,对其月平均500 hPa高度场对比分析发现,这两年重庆地区附近槽脊配置、鄂霍茨克海附近环流和贝加尔湖附近环流有较大差异。利用逐日平均高度场以重庆地区为基点进行月内相关检验也发现,两年主要环流形势差别集中于中高纬度阻塞形势。为了进一步揭示重庆地区气候异常时阻高的时空分布特征,分别对这两年逐日平均高度场进行EOF分解,对其主要空间模态进行分析,并根据其时间演变信息,结合阻高、副高及青藏高压的主要指数对分析结果进行了综合分析,结果表明:贝加尔湖西侧的稳定阻高是造成2006年干旱的主要原因,而2007年的洪涝则是由不稳定的贝加尔湖阻高偏西造成的。     

基于LAF思想的一种初始扰动生成方法及集合预报试验

在时间滞后平均法(LAF)思想的基础上,提出了一种改进的LAF方法,这种方法的思路是将不同的初始扰动叠加到模式初始场上进行不同的扰动预报,形成集合预报的成员;而不同的扰动场是通过在滞后不同时次上求取不同资料分析场之差获得。这种扰动不仅体现了不同分析场的差异,而且不同的滞后时间也体现了LAF方法的思路。然后利用经典的LAF方法及改进的LAF方法和AREM模式,分别对2004年6月14~15日安徽入梅首场暴雨过程进行了集合预报试验。结果表明,无论是雨带还是雨团位置和强度的预报,改进的LAF方法都优于经典的LAF方法。进一步研究发现,对于同一个扰动,加扰预报结果比减扰结果要好,若只选择加扰预报作集合平均,其预报结果更接近实况。     

2006年夏季重庆高温伏旱环流特征分析

利用NCEP逐日再分析资料、OLR资料和SST资料对2006年夏季重庆地区持续高温干旱过程的天气特征、环流背景及形成机理进行了初步分析,结果表明：造成重庆持续异常高温伏旱的主要原因是西太平洋副热带高压的异常,而它与南亚高压位置和强度的异常、极涡和副热带急流的变化、西太平洋暖池偏暖等因子都有较大关系。     

初始场对暴雨数值预报的影响及集合预报试验

以2003年7月3日至4日发生在淮河流域的暴雨过程为例,利用AREM模式,分析了初始场对暴雨预报的影响,提出了暴雨预报中初始场不确定性包含的两层含义,一是被常规观测遗漏的中小尺度信息误差;另一个则是随着环流变化造成的信息误差的不确定性。并针对着初始场的不确定性,设计了一种初值集合预报的方法,它包含了经典的集合预报方法MCF、LAF、BGM的思想。用这种方法进行了集合预报试验,结果表明:集合平均预报的预报技巧高于24 h控制预报,集合预报还可给出降水概率预报、离散度等产品为暴雨可预报性的评估提供参考。     

不同海温强迫的月动力延伸集合预报试验

利用全球谱模式T106L19和增长模繁殖法（BGM）建立了月动力延伸集合预报系统,基于气候海表面温度（SST）和预测海表面温度,设计了三组集合预报试验,一组为气候SST作为模式下边界条件的集合预报试验（CSST试验）,另一组为预测SST作为模式的下边界条件的集合预报试验（FSST试验）,第三组为前两组试验的集合预报结果之和（AVE30试验）,对两种海温强迫分别进行了48个月的试验,并对预报结果进行了检验和分析。结果表明：相对于单一的控制预报,不管是CSST试验还是FSST试验,利用BGM方法制作的初值集合预报能显著提高月平均环流的预报技巧,集合预报对PNA区域的预报技巧改进显著,特别是预测SST强迫有正的贡献;同时考虑初值和边值不确定性影响的集合预报试验（AVE30试验）,其全球预报技巧不仅高于控制预报,也分别高于FSST试验和CSST试验,这说明要提高月延伸预报技巧,必须同时考虑初值和边值的影响;大气对SST强迫的响应在模式积分10天开始显著,SST对第二旬和第三旬的作用直接影响月平均环流的预报效果,而SST对第二旬和第三旬预报的影响不仅与SST本身变化有关,还与初值有关,不同的初值其作用不同;集合预报对我国夏季月平均温度分布具有较强预报能力,采用预报海温强迫的预报结果,总体上优于气候海温强迫的结果。