热带辐合带与南海气候

统计分析最近11a资料，得出热带辐合带(ITCZ)各月都有，其纬度以2月最低，8月最高。850hPa的ITCZ比500hPa明显偏多，尤其在冬季，更足偏多一倍以上，ITCZ对南海气候影响显著，主要表现在南海热带气旋的纬度和个数与500hPa ITCZ的纬度和频率着着一致的逐月变化趋势；南海各站的降雨、相对湿度和温度与850hPa的ITCZ关系密切。     

澳大利亚冷空气活动对西北太平洋热带辐合带强度的影响

利用1959～2004年纬向风的NCEP/NCAR候平均再分析资料分析和中国科学院大气物理研究所研制的9层大气环流模式(IAP9L-AGCM)数值试验,考察了南半球越赤道气流和澳大利亚冷空气活动对西北太平洋ITCZ和台风的影响。研究发现:100°E～165°E向北越赤道气流与ITCZ的强度增强具有明显的关系;10～15 d前130°E～140°E与150°E～160°E越赤道气流的加强对145°E～170°E位置上ITCZ强度的增加具有指示意义。越赤道气流强度对同期110°E～140°E经度ITCZ位置的变化也有影响。数值试验表明:南半球澳大利亚冷空气的活动是造成越赤道气流加强的重要原因,澳大利亚地区受较强冷空气影响时易造成100°E～160°E经度带越赤道气流的加强,特别是140°E～165°E的越赤道气流有利于ITCZ强度增加,导致西北太平洋热带气旋的发生和加强。     

西北太平洋热带辐合带三维结构分析

本文用格点风资料分析1978年7月和10月热带辐合带(ITCZ)强盛时期的结构。发现ITCZ上散度、垂直速度的分布是不均匀的,其分布与云场紧密相关。进一步指出,在经圈平面上,ITCZ云区上空有上升运动,上升气流分别向北到达副热带下沉,向南到达赤道缓冲带下沉。在ITCZ南侧西南季风云系上空也有上升运动,而沿ITCZ方向上,在云区上空为上升运动,而无云区上空为下沉运动。 最后,给出ITCZ的三维结构模型图。     

全新世热带辐合带(ITCZ)的南移

位于委内瑞拉北部大陆架上的加利亚哥( Cariaco)盆地是一个缺氧的海盆 ,它是热带海洋古气候的高敏感性记录的载体。该盆地的地理位置有利于大量海洋和陆地物质的沉积。盆地位于大约 1 0°N,处于热带辐合带 ( ITCZ)的最北部 ,到了夏季则几乎已经超出了这个范围。在夏季 ,该区域内的降雨直接汇聚到加利亚哥盆地中或是流入奥里诺哥 ( Orinoco)河中。这些径流将陆源物质带到滨海或海洋中 ,沉积在加利亚哥盆地中和周围的大陆架上。冬季和春季时 ,热带辐合带位于赤道或更南些 ,当地河流量减少 ,西北信风向南吹 ,并在加利亚哥盆地加强。这些强风…     

1985年盛夏强和弱辐合带的热带大气环流特征

本文运用90—180°E热带地区的多种月平均资料及恢平均资料,对1985年7月弱辐合带和8月强辐合带的热带大气环流特点作了分析。得到:强辐合带时,对流层低层来自南半球的越赤道气流范围广、强度强,南亚西南季风强,辐合带位置偏北且辐合强,西北太平洋台风发生的主要地区海平面气压月距平为负值区及微弱正值区;对流层上部从北半球向南半球的越赤道气流也强,且南风分量在垂直方向上自下而上递减,200hPa上强烈辐散处的下方为低空辐合带,对流层上部槽（以下简称TUTT）的位置较常年偏北、偏西。弱辐合带时的情况则相反或有着很大不同。     

热带辐合带上台风生消的物理场分析讨论

本文以南半球7619热带风暴(以下简称7619)和北半球8111南海台风(以下简称为8111)为例从层结的温湿场,边界层的涡度场和对流层上下层平均风的垂直切变场,分析了台风生消时段的特征,虽然7619和8111为南北半球不同地区的热带风暴,但所得结论基本一致。最后通过对几个重要物理场的综合分析,指出今后预报台风的生消,可用一个台风生消指数来表达,它等于几个影响台风生消主要物理因子的代数和。     

南太平洋副热带偶极子对南太平洋辐合带的影响

为研究南太平洋副热带偶极子的局地气候效应,利用Hadley中心的海温数据集Had ISST以及NCEP-NCAR的大气再分析数据,分析了南太平洋副热带偶极子(South Pacific Subtropical Dipole,SPSD)对南太平洋辐合带(South Pacific Convergence Zone,SPCZ)的影响,并探讨了相应的物理过程。研究结果显示,南太平洋副热带偶极子事件线性独立于ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)事件,有明显的季节锁相,于12~2月达到峰值并显著影响SPCZ降水带的位置。其中,正偶极子事件(简称"正事件")期间偶极子东北极区域(暖海温)水汽辐合上升,降水增多;而在偶极子西南极区域(冷海温)水汽辐散下沉,降水减少,因此SPCZ降水带偏北。负偶极子事件(简称"负事件")则相反,东北极降水减少的同时西南极降水增多,从而SPCZ降水带偏南。本研究关于SPSD与SPCZ关系的分析,将有助于更好地理解南太平洋的年际气候变异和海气相互作用。     

北太平洋热带辐合带区上升运动的季节和年际变化特征

本文利用NCEP/NCAR再分析资料研究北太平洋热带辐合带区上升运动(ITCZω)强度和位置的垂直结构及其季节和年际变化。结果表明,气候平均态下西(东)ITCZω在高(低)层最强,低(高)层最弱,其位置随高度不变(偏北)。西ITCZω在8月最强,9月位置最北,2月最弱,位置最南;东ITCZω在8、9月最强,9月最北,2、3月最弱,位置最南,但中、高层的ω在11月也很弱。ITCZω强度最强(弱)的时间一般与位置的快速北跳(快速南撤)的时间相对应,并且有位置变化超前强度变化的表现。通过对ω气候值和异常值的经验正交函数分解,发现气候值EOF第一模态能很好的反映ITCZω的基本气候状态,具有准半年周期,第二模态反映了ITCZω的季节变化特征;异常值EOF第一模态空间场呈现东西反位相的特征,时间序列的功率谱分析最明显的周期为4.8 a。西ITCZω强度在厄尔尼诺年偏弱,拉尼娜年偏强;东ITCZω位置在厄尔尼诺年偏南,拉尼娜年位置则偏北。总体上ENSO事件对东ITCZω位置影响较大,而对西ITCZω强度影响较大。     

全球变暖背景下气候内部变率导致热带辐合带移动的不确定性

基于两套模式的大集合试验结果,评估了气候内部自然变率对热带辐合带(ITCZ, Intertropical convergence zone)未来南北移动的影响。研究发现,模式间ITCZ的移动差异源自中高纬度的外强迫模拟差异,而气候内部变率主要通过热带过程调控ITCZ的位置变化。在通用地球系统模式大集合(Community Earth System Model Large Ensemble, CESM-LE)试验中,厄尔尼诺-南方涛动(El Ni■Oscillation, ENSO)振幅变化的自然变率会通过中等和极端厄尔尼诺降水的非线性信号调制ITCZ的移动幅度,而在MPI-GE(the Max Planck Institute Great Ensemble)试验中,ITCZ的位置变化主要与大西洋海温梯度信号异常有关,相较而言ENSO振幅对ITCZ的影响很有限。总体而言,全球变暖背景下由于内部自然变率引起的ITCZ南北移动不确定性幅度能解释未来预估模式间的差异约为20%,但对ITCZ移动的模拟不确定性有贡献。     

利用纬度—时间剖面卫星云图分析西太平洋热带辐合带云系的结构和变化

一、引言热带辐合带(ITCZ)是南北半球两个副热带高压之间的气压最低气流汇合的带区,过去都是根据风场和气压场来定义的,自从卫星云图使用以来,已开始较多地根据卫星观测到的云带来定义。云是影响热带大气热源的重要因素,又可间接表示垂直运动情况,从而能够估计经向和纬向环流。但是,多云带和低压带在位置上是多少有些差异的,本文采用以热带地区东西向的多云带作为ITCZ,把南北纬30°附近的晴空和少云区作为副热带高压的位置。     

全球变暖不同阶段热带辐合带的移动及其与大气能量输送的关系

基于第五次国际间耦合模式比较计划(The phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project,CMIP5)中在4.5 W/m^2的典型浓度路径(Representative Concentration Pathway,RCP4.5)试验结果,本文通过能量框架分析方法研究了全球变暖不同阶段热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,ITCZ)的南北移动及其主要机制,发现在温室气体持续增加的海洋快响应和温室气体达到稳定后的海洋慢响应两个阶段,ITCZ的移动都和跨赤道的大气能量输送(Atmosphere Heat Transport,AHT)变化显著相关,但两者变化的原因在两个阶段中是不同的。在快响应阶段,ITCZ位置的移动以及跨赤道AHT受大气层顶(Top of the Atmosphere,TOA)的能量变化驱动,主要与南大洋云短波辐射响应、北半球中高纬度云和地表的短波辐射响应有关,气溶胶减少引起的辐射响应变化使得ITCZ在大多数模式中表现出向北移动的特征。在慢响应下辐射强迫保持稳定,ITCZ在大多数模式中表现出向南移动的特征。这一时期ITCZ的移动由大气表面能量通量变化驱动,主要与潜热通量变化的南北半球差异有关。全球变暖不同阶段ITCZ移动与大气能量输送变化的关系差异反映了海洋对于气候变化的重要调控作用。     

南太平洋辐合带(SPCZ)的特征分析

根据热带西太平洋卫星云图资料及流场特征分析,讨论了南太平洋辐合带(SPCZ)的演变特征和形成机理。提出SPCZ是反映西太暖池同东太冷舌海气耦合系统以及暖池大气同相邻陆区大气间相互作用的重要特征。主要表现为在12～2月的热带西太平洋上的NW/SE辐合带,其形成原因主要应归因于西太暖池本身,以及暖池与东太赤道冷水舌强度与相对位置改变引发的Walker环流位置与走向的变动,另外,新几内亚岛及澳洲大陆也有重要影响。     

登陆热带气旋的维持条件和涡度收支

本文统计1960—1986年登陆或登陆后移入珠江三角洲范围内的44个热带气旋陆上维持时间等气候特征,结果指出热带气旋登陆后平均维持时间为31.7h。陆上平均维持时间与热带气旋登陆时的中心强度和范围成正比,并选取了比平均维持时间长和短的两个个例作涡度收支等计算,结果表明两者涡度收支的主要差别在垂直输送项和反映积云对流作用的余项上。     

过渡季节(6—7月)澳大利亚冷高压对赤道辐合带形成的影响

应用车贝雪夫多项式分析过渡季节(6—7月)澳大利亚冷高压与赤道辐合带的关系,得出了对赤道辐合带北移的主要形势以及过程演变特征,最后用合成方法得到它的演变概念模式,为赤道辐合带的北移影响西太平洋及南海地区提供了中期预报的依据。     

过渡季节（6—7月）澳大利亚冷高压对赤道辐合带形成的影响

应用车贝雪夫多项式分析过渡季节（６－７月）澳大利亚冷高压与赤道辐合带的关系，得出了对赤道辐合带北移的主要形势以及过程演变特征，最后用合成方法得到它的演变概念模式，为赤道辐合带的北移影响西太平洋及南洋地区提供了中期预报的依据。     

孟加拉湾季风对热带气旋生成和发展的调制机制研究

孟加拉湾与其他热带海盆不同,在季风影响下,该地区热带气旋具有双气旋季的独特结构(4—5月的春季转换期和10—11月的秋季转换期)。虽然孟加拉湾气旋频数在10—11月较多,但是4—5月超强气旋(Saffir-Simpson 4,5级)的生成率却远高于10—11月。1981—2016年,春季转换期内孟加拉湾超强气旋都与第一支北传季节内振荡(First Northward-propagating Intra-Seasonal Oscillation,FNISO)相应而生,然而并不是所有伴随FNISO发生的气旋都能发展成为超强气旋。因此本研究以气旋生成指数为基础,利用气旋最佳轨道数据以及NCEP的海气参量数据,诊断指出孟加拉湾夏季风形成的强垂直风速剪切配合低层大气旋度和气旋潜在强度抵消夏季风期间水汽对气旋生成的促进作用,造成双峰分布,而中层大气相对湿度差异双峰不对称的主因。FNISO强度的不同与深对流中心与气旋中心的相对位置的差异,使得部分气旋受季节内振荡影响更大,强深对流的超越作用导致更显著的高低层大气温差,促使气旋具有且达到更大的潜在强度。在年际尺度上大气高低层温差的不同也是引起气旋潜在强度不同的主要原因。当季节内尺度和年际尺度共同作用,使得部分气旋发展成为超强气旋。     

长时间维持和迅速减弱的华南登陆热带气旋对比分析

将登陆华南影响广西的热带气旋分为长时间维持(LTC)和维持时间短(STC)两类,并应用NCEP再分析资料,对这两类热带气旋的影响系统和物理量场进行对比分析,结果表明,两类热带气旋的影响系统和物理量场存在明显的差异.影响两类热带气旋的天气系统差异显著:影响LTC的200 hPa南亚高压强度一般在1252 hPa以上,而影响STC的南亚高压强度较弱;200 hPa高空槽距离LTC有一定的距离,高空槽前的辐散气流有利于热带气旋的维持,而STC距离高空槽很近,由于垂直切变增大,热带气旋将迅速减弱;副高和LTC的位置配置使得LTC东侧的急流将海上的水汽输送到热带气旋内部,有利于其维持,而当副高太强时,STC垂直环流会受到抑制,不利于其维持;LTC期间强的西南季风槽带来热带云团输送减缓了其环流的衰减,而影响STC西南季风较弱.物理量场方面,LTC高空辐散较STC明显偏强;登陆后LTC的两个水汽通道的水汽输送较STC均明显偏强;另外,Q矢量分析表明,Q矢量辐合辐散中心的强度变化在一定程度上反映出热带气旋衰减的过程.     

9012号热带气旋维持的卫星云图和垂直结构特征分析

本文根据卫星云图的演变和常规天气分析相结合，对9012号热带气旋登陆后维持水消的成因进行了分析。指出该热带气旋经久不消的重要原因为其西南侧对流云团和东北侧高空槽前对流云带与热带气旋云系相衔接在中低层东北气流引导下卷入，热带气旋内部的两条云带的维持，以及利有的环流条件。     

热带气旋生成机制的研究进展

由于热带海洋上观测资料的稀缺和热带气旋系统本身发生发展的复杂性,热带气旋生成机制的研究领域至今仍然存在很多未解之谜。半个多世纪以来,科学工作者们利用有限的船舶、探空仪、雷达、卫星、飞机等观测资料以及数值天气模式,对热带气旋生成的气候背景场、扰动源和触发机制做了大量研究。介绍了近50年来国内外热带气旋生成机制的主要研究成果,总结了该领域的研究进展及其存在的优势和不足,指出热带气旋生成机制研究中依然存在的问题,同时展望了该领域未来的发展方向。