大气瞬变强迫对冬季西太平洋遥相关型影响

用NCEP/NCAR1948—2005年逐月和逐日资料,分别从天气尺度瞬变热力异常强迫和瞬变动力异常强迫两方面的作用着手,就大气瞬变异常强迫对冬季西太平洋遥相关(WP)型形成的影响进行了初步分析。通过分析表明,在对流层低层,天气尺度瞬变热力异常强迫对冬季WP型的形成主要起削弱作用,而瞬变动力异常强迫对WP型的形成没有明显的加强或削弱作用;在对流层中高层,瞬变热力和动力异常强迫都有助于WP型的形成和维持,而且瞬变动力异常强迫对WP型的形成和维持作用还存在南北非对称性的特点,即瞬变动力异常强迫对WP型的南北偶极子型中北区异常的形成和维持作用显著,而对WP型中的南区异常的形成作用不明显。研究还表明,天气尺度瞬变异常强迫对WP型形成的作用时间是次月尺度的。     

北半球冬半年遥相关型强度指数的年际变化特征及其与厄尔尼诺的遥响应

计算了1951—1990年冬半年逐月以及冬季的PNA、WA、WP、EA、EU型的遥相关强度指数。在此基础上,研究了它们的气候变化特征以及这5个遥相关型强度指数与厄尔尼诺的关系。指出,厄尔尼诺发展的盛期(冬季),以北半球西太平洋型(WP)明显偏弱为主要特征,其次才是太平洋北美型(PNA)偏强。1991年发生的一次厄尔尼诺,在盛期是弱PNA型,弱WP型。此外,还研究了遥相关强度指数用于天气预报的问题。     

THE RESPONSE OF SUMMER DRYNESS/WETNESS PROBABILITY IN NORTH CHINA TO GLOBAL WARMING

Using the data of summer(June—August)precipitation during the period of 1951—1990 in 14 stations over NorthChina,the wetness probability(WP)series based on gamma distribution has been built.Main temporal and spatial char-acteristics for the series of WP in the stations are extracted by using empirical orthogonal functions(EOFs).The spatialpatterns show that the dryness/wetness variations in the stations in the area are consistent with each other and its maincharacteristics can be represented by the WP series in Beijing.Having analysed the WP series of 120 years(1870—1989)in Beijing,the results show that the dry tendency has a re-sponse to the global warming.The variation of the dryness/wetness in the stations is associated with the temperaturevariation in the Northern Hemisphere.Their relation is negative.The degree of the reliance is associated with the centuryvariation of the temperature.     

Influence of Intraseasonal Oscillation on the Asymmetric Decays of El Ni?o and La Ni?a

Warm and cold phases of El Nino–Southern Oscillation (ENSO) exhibit a significant asymmetry in their decay speed. To explore the physical mechanism responsible for this asymmetric decay speed, the asymmetric features of anomalous sea surface temperature (SST) and atmospheric circulation over the tropical Western Pacific (WP) in El Nino and La Nina mature-to-decay phases are analyzed. It is found that the interannual standard deviations of outgoing longwave radiation and 850 hPa zonal wind anomalies over the equatorial WP during El Nino (La Nina) mature-to-decay phases are much stronger (weaker) than the intraseasonal standard deviations. It seems that the weakened (enhanced) intraseasonal oscillation during El Nino (La Nina) tends to favor a stronger (weaker) interannual variation of the atmospheric wind, resulting in asymmetric equatorial WP zonal wind anomalies in El Nino and La Nina decay phases. Numerical experiments demonstrate that such asymmetric zonal wind stress anomalies during El Nino and La Nina decay phases can lead to an asymmetric decay speed of SST anomalies in the central-eastern equatorial Pacific through stimulating di erent equatorial Kelvin waves. The largest negative anomaly over the Nino3 region caused by the zonal wind stress anomalies during El Nino can be threefold greater than the positive Nino3 SSTA anomalies during La Nina, indicating that the stronger zonal wind stress anomalies over the equatorial WP play an important role in the faster decay speed during El Nino.     

VARIATIONS IN THE TELECONNECTION INTENSITY INDICES AND THEIR REMOTE RESPONSE TO THE EL NINO EVENTS IN THE NORTHERN HEMISPHERE

In this study,the monthly and seasonal teleconnection intensity indices of the Pacific/North American(PNA),Western Atlantic(WA),Western Pacific(WP),Eastern Atlantic(EA)and Eurasian(EU)patterns for the periodfrom 1951 through 1990 are calculated.On this basis,their climatic variations and the relationship between the fiveteleconnection intensity indices and the El Nino events are examined.It is noted that when El Nino is at its mature stage(winter),the weak WP pattern is mainly characteristic of the circulation and the strong PNA pattern is the next.Insummer when El Nino occurs and develops,the strong EU,weak WP and weak WA patterns are the main characteris-tics without the PNA circulation anomalies.Finally,by the nonlinear mapping method a nonlinear mapping diagram isestablished for diagnosing El Nino using three summer teleeonuection intensity indices and May and August SouthernOscillation Indices(SOIs).Thus,the El Nino phenomenon occurring in 1991 is diagnosed.Besides,the winter atmos-pheric circulation of the 1991/1992 El Nino is found to be the weak WP pattern and the PNA pattern is also weak.     

Precursory atmospheric teleconnection patterns for strong Siberian High events

本文利用日本55年逐日再分析资料,发现在SH异常增强前,有三种不同的大气遥相关型前兆信号,即斯堪的纳维亚(SCA)型,西太平洋(WP)型,极地-欧亚(POL)型.据此,本文将异常增强的SH分为对应的三类事件.合成结果表明,三类事件在典型环流特征和对东亚气温的影响上存在着明显的不同.具体而言,SCA类事件主要表现为在欧亚中高纬度上自西向东的波列异常,WP类事件表现为环流异常自下游太平洋/俄罗斯远东地区向西发展的特征,POL型事件的显著信号则来源于自极区向南移动的反气旋式环流异常.在对东亚地表气温的影响上,SCA类与POL类事件类似,它们均可造成大范围的低温异常.而WP类仅在我国北方和东部地区造成强度较弱的地表气温异常,但该异常的持续性特征较明显.     

CMIP5模式对EU、WP遥相关型的模拟评估和预估

基于国际第5次耦合模式比较计划（CMIP5）历史试验输出资料和情景模拟试验结果,评估了14个耦合模式对北半球冬季影响东亚冬季气候的遥相关型——欧亚型（EU）和西太平洋型（WP）的模拟能力以及其对局地气温、降水影响的模拟效果,并预估未来EU和WP变化。结果表明:（1）模式对EU、WP信号的整体年际变率有一定模拟技巧,对空间模态特征的模拟能较好再现遥相关的异常中心,但也存在一定的位置偏差。（2）模式和多模式集合能再现EU与东亚以及西北太平洋地区表面气温的负相关性,但对我国华北以及黄淮流域降水负相关性模拟能力较差,且低估EU与东亚地区气温、降水的关系。（3）各模式对WP与东亚—西太平洋区相关性的南负北正分布均有较好模拟能力,空间相关系数为0.5~0.9;多数模式能再现WP与降水在鄂霍次克海的正相关性,但对于我国大陆至西太平洋的负相关性模拟能力较弱,且各模式对WP和东亚地区表面气温关系的模拟优于其与降水的关系。（4）对EU、WP遥相关整体模拟能力S评分可知,CSIRO-Mk3.6.0对EU整体评估能力最强,CNRM-CM5对WP综合评估能力最好;而HadCM3整体评分较低。（5）RCP4.5情景下,EU和WP在未来略趋于负位相发展;EU与东亚气温相关范围向东南移动,与降水相关不显著;WP与气温相关范围高纬西撤、低纬东移,与降水相关显著增强。     

20世纪70年代末前后北半球冬季对流层遥相关的时空演变研究

应用NOAA提供的1950～2008年月平均500 hPa高度场再分析资料、海表温度、太平洋年代际振荡(PDO)指数和大西洋三极模(ATM)指数, 研究了20世纪70年代末前后北半球冬季对流层遥相关的时空演变规律。相关分析、Mann-Kendall分析和凝聚小波分析的结果表明, 20世纪70年代末以来, 太平洋—北美(PNA)型、欧亚(EUP)型、西太平洋(WP)型和西大西洋(WA)型四种遥相关空间分布和时间演变产生较为显著的变化。空间分布的变化既体现在遥相关正、负异常中心的强度上, 也体现在正、负异常的范围上; 时间演变方面的变化则体现在PNA和WP遥相关指数具有上升趋势, EUP和WA遥相关指数具有一定下降趋势。20世纪70年代末以来, 影响北半球冬季5种遥相关型的海温关键区均有所改变。其中, 各大洋上影响EUP遥相关型的海温关键区面积显著缩小, 影响WA遥相关型的太平洋海温关键区面积显著缩小, 影响EA遥相关型海温关键区在北大西洋中南部改变明显; 在16年以上时间尺度上, PDO变化是造成北半球冬季PNA、 EUP、 WP三种遥相关型变化的主要原因; ATM变化是造成北半球冬季WA和EA两种遥相关型变化的主要原因。     

参加国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)4A工作组会议总结

1概况国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)于2019年6月26日至7月4日在瑞士日内瓦召开了4A工作组(WP 4A)会议,这是2019年世界无线电大会(WRC-19)周期的最后一次会议。此次会议对4A工作组负责议题所涉及的所有频率共用和业务兼容性研究进行了最终的补充和完善,形成了多份输出文稿。     

An Inter-hemispheric Teleconnection and a Possible Mechanism for Its Formation

Through observational analyses,an inter-hemispheric teleconnection is identified between the subtropical region of the South China Sea to the western Pacific near the Philippines(WP)and the region to the east of Australia(AE).The teleconnection is significantly correlated with sea surface temperature anomalies(SSTAs)in key sea areas(including the Indian Ocean,the South China Sea,and the area to the east of Australia).Based on the IAP T42L9 model,numerical experiments are performed to explore a possible mechanism for the formation of the teleconnection.The results show that the positive SST anomalies in the key sea areas may jointly contribute to the occurrence and maintenance of the positive geopotential height anomalies over both the WP and AE and be a critical factor in the teleconnection formation.The large-scale SST anomaly in the Indian Ocean,involving the tropics and subtropics of both hemispheres,may lead to concurrent atmospheric responses over both the WP and AE,while the effect of the local SST anomaly to the east of Australia seems to reinforce and maintain the positive height anomaly over the AE.     

近百年东亚冬季气温及其大气环流变化型态

利用最新20世纪近百年再分析气象资料,研究近百年东亚冬季气温变化型及其相关的大气环流型态.结果表明近百年内东亚冬季气温主要有两种变化型:第一是东亚西南与东北相反气温变化型,表现在40°N以南及105°E以西地区(西南地区)气温变化与40°N以北及105°E以东地区(东北地区)变化相反;第二是40°N以南气温一致变化型.与第一种气温变化型耦合的大气模态是500hPa欧亚型遥相关、西伯利亚高压及北大西洋涛动.当欧亚型遥相关负位相,北大西洋涛动正位相及西伯利亚高压减弱时,有利于蒙古和我国105° E以东的区域增温而我国西南地区和青藏高原降温,反之亦然.第二种气温变化型耦合大气模态是500hPa西太平洋型遥相关,北太平洋涛动.当西太平洋型遥相关及北太平洋涛动处于正位相时(北太平洋北负南正),东亚40°N以南地区增温,东亚40°N以北地区降温.耦合的大气模态的型态差异,影响各阶段气温的年际变化.近一百年中,欧亚型遥相关和北大西洋涛动在1984～2010期间的型态最显著,是20世纪80年代东亚显著增暖的原因之一.研究还发现20世纪中期后东亚气温的年际变化与极地环流的变化联系紧密,表现在西伯利亚高压范围东扩并与极地环流联系,也是近百年气温趋势上升的一个原因.     

北太平洋东部风暴轴的变化特征及其与大气环流和SST异常的关系

利用欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Center for Medium-range Weather Forecast)逐日再分析资料(ERA40),通过经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分解发现,冬季北太平洋东部风暴轴有着显著的年际变化特征:第一变化模态为在气候平均位置南北相反的偶极子变化型,第二变化模态为在气候平均位置处一致增强或减弱的变化型,第三变化模态为三极子的变化型。进一步的回归分析发现:当东部风暴轴南压(北抬)时,同期冬季是一种厄尔尼诺(拉尼娜)年海温异常空间分布型,中纬度北太平洋海区以及赤道中、东海区,冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低压(高压),对流层中层是太平洋—北美型(Pacific-North American Pattern,PNA)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴增强(减弱)时,同期冬季黑潮区海温偏暖(偏冷),对流层中层表现为西太平洋型(West Pacific Pattern,WP)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴呈现西北—东南+-+(-+-)相间三极子的分布时,同期冬季巴布亚新几内亚附近海温异常偏暖(冷),夏威夷附近海温异常偏冷(暖),冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低(高)压,对流层中层表现出类似PNA正(负)位相。EOF分解各模态所对应时间系数与阿留申低压(Aleutian Low,AL)指数、PNA指数、Nino3指数、WP指数、黑潮海温(Kuroshio Current,KC)指数之间存在显著的相关,这些证明了东部风暴轴与同期大气环流及SST异常之间的联系。     

冬季西太平洋遥相关型的环流结构特征及其与我国冬季气温和降水的关系

用近55 a资料研究了冬季西太平洋遥相关型(WP)异常环流特征及其与我国冬季天气气候的关系。结果表明:冬季西太平洋遥相关型与我国冬季天气气候关系密切。高指数年500 hPa高度场亚洲大陆上空中高纬为负高度异常,中纬度西风偏强,环流呈纬向型,对应海平面气压场上西伯利亚高压偏弱,东亚冬季风偏弱;低指数年情况相反。冬季西太平洋遥相关指数与我国冬季气温和降水存在显著的大范围正相关,与气温的高相关区为我国东部、南部沿海及西南地区所形成的U型区域,而与降水的高相关区则主要分布在我国东部地区。     

东亚气温前冬与后冬反相的变化特征及可能影响因子

东亚冬季气温除了季节平均外,其显著的季内起伏也对国民生活及经济活动有着深远影响。本文利用1959～2018年台站及再分析资料,使用S-EOF（Season-reliant Empirical Orthogonal Function）方法提取东亚冬季气温季内起伏的主要年际变化模态,其主要模态表现为前冬暖（冷）、后冬冷（暖）,即为前、后冬反相,其方差贡献达到31.1%。这种前后冬反相的特征并非局地现象,在北半球大尺度均存在。环流场上它表现为欧亚遥相关型波列（Eurasian teleconnection, EU）从前冬12月的负位相（正位相）向后冬2月正位相（负位相）的转变,相伴随的是低层西伯利亚高压与阿留申低压的强度在前、后冬转折,高层副热带急流的变化也与之匹配。分析发现,欧亚遥相关型的季内转向可能与北大西洋涛动（North Atlantic oscillation, NAO）在前冬12月与后冬2月的转向有关,后者通过北大西洋热通量作用进而影响下游EU波列的转向。此外,宽窄厄尔尼诺—南方涛动（El Ni?o–Southern Oscillation, ENSO）事件也有一定贡献,当厄尔尼诺（El Ni?o）发生时,经向上更宽（窄）的海温异常利于前冬气温偏高（低）向后冬气温偏低（高）的转向;而当拉尼娜（La Ni?a）事件发生时,情况与厄尔尼诺年相反。     

冬季北太平洋大气低频环流的年际和年代际变化特征及其与大气环流和海温异常的联系

利用1979—2015年ECMWF逐日再分析资料,通过EOF分解和回归分析研究了冬季北太平洋大气低频环流的年际和年代际变化特征及其与海表面温度异常(SSTA)和大气环流异常之间的联系。研究结果表明:冬季中纬度北太平洋地区850 h Pa低频尺度环流存在3个明显的变化模态:第一模态为海盆尺度的单极型异常气旋(反气旋)式环流,同期太平洋SSTA呈现El Ni1o(La Ni1a)以及PDO暖位相(冷位相)空间分布,阿留申低压强度增强(减弱),对流层中高层是正位相(负位相)的PNA型遥相关,北太平洋天气尺度风暴轴中东部南压(北抬);第二模态为在白令海峡和副热带地区呈气旋式与反气旋式环流南北向偶极型变化,同时中纬度北太平洋SSTA呈现NPGO(North Pacific Gyre Oscillation)正位相(负位相)的空间分布,黑潮区域SSTA偏暖(偏冷),北太平洋SSTA经向梯度加大(减小),对流层中高层为负位相(正位相)的WP型遥相关,北太平洋天气尺度风暴轴整体偏北(偏南),强度增强(减弱);第三模态为北太平洋中西部和北美西岸呈气旋式与反气旋式环流东西向偶极型异常,黑潮区域SSTA偏冷(偏暖)而北太平洋东部SSTA偏暖(偏冷),SSTA纬向梯度加大(减弱),同时赤道东太平洋出现类似La Ni1a(El Ni1o)的SSTA分布,北太平洋天气尺度风暴轴中东部明显减弱(加强)而西部略有加强(减弱)。     

河北省塞罕坝地区气温和降水变化的环流特征及关键因子

塞罕坝地区是我国生态文明建设的典范区,本文对塞罕坝地区多年气温和降水的大尺度环流异常进行合成分析,研究其环流特征及关键环流因子。结果表明：1962-2020年塞罕坝地区气温总体呈偏高趋势,春、秋、冬季降水呈偏多趋势,夏季降水呈偏少趋势。大尺度环流背景下,各季节影响塞罕坝地区气温和降水的主要因子不同,通过挑选最优因子分析得出：塞罕坝地区受大气环流指数影响明显,春季太平洋-北美遥相关型指数（PNA）、夏季北大西洋涛动指数（NAO）、秋季西太平洋遥相关型指数（WP）、冬季高原季风指数（PMI）与该地气温和降水有较好的关系。     

秋季南极涛动异常对冬季中国南方降水的影响

本文针对秋季南极涛动（AAO）和冬季中国南方降水的关系作了研究,发现两者之间存在显著的反向年际变化关系。AAO正（负）异常年,副热带西风急流显著增强（减弱）,欧洲西部槽、乌拉尔山高压脊和东亚沿岸大槽均偏强（偏弱）,阿留申低压、南支槽和西太平洋副高偏弱（偏强）,西南急流上的扰动不活跃（活跃）,我国大部分地区出现异常偏北风（偏南风）和OLR弱正距平,导致南方降水偏少（偏多）。两半球存在东亚—南半球高纬地区和纵贯太平洋南北的两个遥相关型,海洋性大陆对流活动可能是秋季AAO影响南方冬季降水的一个机制。因此,秋季南极涛动的异常很可能对预测我国南方冬季降水有显著指示意义。     

冬季北太平洋风暴轴的年际型态及其与大气环流的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料,运用31点带通数字滤波、线性相关和合成分析方法,研究了1961/1962—2010/2011年冬季北太平洋风暴轴西部、东部区域强度指数的年际演变特征,划分了风暴轴的典型型态,并进一步探讨了与同期北半球500 hPa位势高度场和SLP的关系。结果表明:风暴轴气候态的极大值区域位于中纬度北太平洋中西部,最大值点的频数集中区域和均方差分布的异常中心都有两个。风暴轴西部和东部区域强度指数(WI和EI)的年际演变具有独立性,典型型态可分为单、双中心型两类。WI(EI)指数与北半球500 hPa位势高度场的相关分布类似于WP(PNA)遥相关型;单中心型风暴轴偏强时,极涡南扩,平均槽加深;呈双中心型时,极涡明显偏西。WI(EI)指数与SLP的相关分布类似于NPO(NAO)遥相关型;单中心型风暴轴偏强(弱)时,SLP距平场呈AO遥相关型的正(负)异常位相。     

两类ENSO对中国北方冬季平均气温和极端低温的不同影响

利用1961-2012年观测、再分析资料以及全球大气环流模式数值试验,探讨了中国北方冬季平均气温对于不同类型（即东部型和中部型）ENSO事件的气候响应,并分析了不同类型ENSO对极端低温事件的可能影响,重点关注了北大西洋涛动（NAO）在其中的桥梁作用。结果表明,ENSO信号能通过调制北大西洋地区的大气环流改变欧亚中高纬度地区的纬向温度平流输送和西伯利亚高压的强度,进而影响中国北方冬季气温,由于不同类型ENSO事件海温分布的差异,这种影响具有明显的非线性特征。在两类厄尔尼诺和东部型拉尼娜事件冬季,北大西洋涛动均呈现负位相,不利于北大西洋的暖湿空气向欧亚大陆输送,西伯利亚高压偏强,因而中国北方地区较气候态偏冷。中部型厄尔尼诺和东部型拉尼娜事件冬季气温负异常的显著区域分别位于东北大范围地区、内蒙古河套附近;东部型厄尔尼诺事件冬季显著的冷异常信号仅局限于黑龙江北部与大兴安岭地区;而中部型拉尼娜事件冬季虽伴随北大西洋涛动正位相,但其空间结构向西偏移,对下游中国北方地区气温的直接影响并不显著,可能受局地信号干扰较大。数值试验再现了北大西洋涛动以及中国北方冬季气温对不同类型ENSO的响应,进一步佐证了上述结论。此外,两类厄尔尼诺事件冬季中国东北地区日平均气温容易偏低,极端低温事件的发生频次增多;而两类拉尼娜事件对极端低温的影响较弱。