NCEP／NCAR再分析资料中南北半球大气质量交换的特征研究

用1948～2000年共53年的NCEP／NCAR再分析资料,分析了南北半球大气质量交换的周期变化特征和两半球大气质量交换通道的空间分布。结果表明：两半球的大气质量交换从长时间来看基本上是平衡的。两半球质量交换的季节变化表现为明显的半年周期,冬季和夏季的交换比较显著,且以夏季为主;具有显著的十年际变化;年际变化特征总体来看不显著,只在1980年代～1990年代存在较为显著的2-5年的年际振荡。NCEP资料存在较大变更的三个时段（以1968、1979年为分界）的周期变化特征确实存在一定的差异。全球平均异常向南的越赤道质量输送不存在很强的季节依赖性,主要由低空北半球太平洋．大西洋副热带高压南侧东北信风和亚洲季风区对流层高层副热带高压南侧的越赤道东北气流决定,亚洲季风区冬季南下的冷空气也起到很大的作用;而异常向北的越赤道质量净输送则主要发生在夏季,主要由亚洲季风区越赤道西南季风决定,特别是索马里越赤道急流从对流层低层到高层整层的向北输送,同时对流层低层赤道中东太平洋．大西洋信风区的东南信风也有较大的贡献。     

珠江流域4～9月降水空间分布特征和类型

利用美国CAPS的非静力高分辨率区域预报模式ARPS(先进区域预报系统)对0414号台风"云娜"进行数值模拟,模拟结果表明ARPS较好地模拟台风"云娜"的移动路径及台风大暴雨.并着重讨论新一代天气雷达资料对台风"云娜"数值模拟的影响,通过对雷达资料同化进模式与没有雷达资料同化进模式对比模拟的试验结果分析表明:雷达资料进模式,对中高层的风场调整,改进对台风细微结构特征描述,加大近台风中心南侧的西风分量和近台风中心西侧的北风分量,从而改进云娜台风登陆后西行移动路径预报;对扰动温度、雨水混合率、云水混合率及水汽混合率场等调整,改善模式初始场台风中高层成雨条件,对台风降水预报,尤其暴雨的落区、降水分布及其随时间变化的预报有较大改进.     

珠江流域4～9月降水空间分布特征和类型

采用珠江流域1954～2003年51站的月降水资料,利用主分量分析方法,研究珠江流域4～9月降水的空间分布特征。分析结果表明：珠江流域4～9月平均降水量在600～1900mm之间,最大中心在广东阳江附近,自东南向西北逐渐减小;其标准差分布基本上是从东向西减小,最大变率中心仍然在广东阳江附近。珠江流域4～9月降水存在5种主要分布型态：全区涝（旱）型、南涝（旱）北旱（涝）型、东涝（旱）西旱（涝）型、东西涝（旱）中部旱（涝）型、南和北旱（涝）中部涝（旱）。珠江流域出现全区性涝（旱）和南旱（涝）北涝（旱）的分布型态较多,占总年数的64％。珠江流域夏半年降水场在1983～1992年呈较显著的全区偏旱分布;在1967～1971年前后东涝西旱的分布较显著;在1979年前后中部涝东西旱分布较明显。在1985～1986年前后有南北部涝中部旱分布特征。南涝北旱和南旱北涝分布交错出现,没有明显的集中分布期。     

美国NCEP/NCAR全球再分析资料及其初步分析

对美国国家环境预测中心（ＮＣＥＰ）及国家大气研究中心（ＮＣＡＲ）的４０年全球再分析资料在中国应用的可信度进行了初步分析,其中包括温、压、风、湿、降雨量、地面辐射、地面感热、地面蒸发潜热及青藏高原地面热源等。除降水量再分析资料与气候资料的比较属同一时段外,其余均属非同一时段比较。两者基本特征和分布形势一致,再分析资料比较合理。     

NCEP/NCAR再分析资料中北半球夏季海平面气压的年代际变化

NCEP/NCAR再分析资料集中1948—2005年北半球夏季海平面气压（sea level pressure,SLP）场具有明显的年代际变化特征,主要在东亚和北非大陆地区以及极地地区。20世纪60年代中后期和70年代中后期夏季SLP场有两次跃变过程。对于北半球夏季SLP的这次年代际变化过程而言,20世纪60年代末首先于北欧地区出现距平变化,然后逐渐向东南方向移动,70年代早期贝加尔湖地区开始出现正距平信号,之后这种正距平信号开始往南移,70年代中期东亚大陆出现正距平中心。另外,20世纪60年代中期西北大西洋SLP距平也开始了转变,之后分别向南、北移动,于70年代早期加强了北欧的正距平强度,同时非洲北部也开始了SLP距平的转变。     

NCEP/NCAR40年再分析资料图形显示系统

针对美国国家环境预测中心（NCEP）及国家大气研究中心（NCAR）的40年（1958－1997）全球再分析资料，利用数据库开发软件Visual FoxPro结合气象图形显示和分析系统软件GrADS建立了一个图形显示处理系统，能够方便地绘制资料集中提供的各种气象要素在不同区域、不同时间和不同投影下的图形，还可导出所需要的数据供进一步研究。     

NCEP/NCAR再分析资料在青藏铁路沿线气候变化研究中的适用性

通过对青藏铁路沿线8个常规气象站的温度和降水观测资料与NCEP／NCAR再分析资料的对比,详细地考查了再分析资料用于青藏铁路沿线气候变化研究的可行性。统计对比分析表明：再分析资料可较好地反映地面气温及降水的年变化特征,可基本反映其年际变率和年际间的差异。然而,再分析的气温值系统性低于实际观测值,降水量则系统性偏大;再分析资料得出的近40年气温长期变化趋势误差较大,降水的长期趋势特别是年降水有一定的参考价值。总体而言,再分析的气温好于降水,青藏铁路沿线主体好于两端,再分析资料可用于青藏铁路沿线主体段年到年际尺度的短期气候变化研究。     

NCEP/NCAR再分析资料所揭示的全球季风降水变化

大气模式是研究气候变化的重要工具,当前的大气模式在模拟季风降水时均存在较大偏差,目前尚不清楚该偏差是来自模式环流场还是模式物理过程.再分析资料由于同化了各类观测和卫星资料,其大气环流近似可被视作是“真实”的.再分析资料中的降水场是在基本真实的环流场强迫下,由当前最先进的数值预报模式计算输出的.因此,再分析资料的降水场能...     

NCEP/NCAR再分析资料在纳木错流域湖泊/冰川区适用性分析

利用中国科学院青藏高原研究所纳木错多圈层综合观测研究站在念青唐古拉峰扎当冰川垭口(30.47°N、90.65°E,5800m)和纳木错站(30.77°N、90.99°E,4730m)的逐日平均气温、相对湿度、气压等资料,与同期NCEP/NCAR再分析资料进行了对比分析,讨论了再分析资料在纳木错流域湖泊/冰川区气候变化研究中的适用性.结果表明:扎当冰川垭口和纳木错站气压再分析资料的可信度好于气温,相对湿度稍差:扎当冰川垭口气压和相对湿度再分析值与实测值的差值在冬季偏大,夏季偏小,气温则相反.在研究期间,总体上再分析资料在冰川区的可信度好于湖泊区,再分析资料能很好地反映该地区地面气压、气温和相对湿度的日变化特征,在应用到该地区气候变化的研究时应考虑地形的影响.     

NCEP/NCAR再分析温度资料在农业气象中的应用可行性

为探讨NCEP/NCAR再分析温度网格资料在农业气象研究中的应用价值,以北京、南京、广州、昆明、郑州和三亚6个气象台站的实测地面气象资料为依据,证明了NCEP/NCAR再分析温度网格资料的可靠性。进一步用Cressman插值、双线性二次插值、抛物线二次插值以及先抛物线插值后线性插值等4种插值方法,用NCEP/NCAR再分析温度网格资料对上述6站的地面日平均气温进行了插值计算,并对不同插值方法的结果作了比较。结果表明,站点纬度较高时(30°N以北),应用双线性二次内插法插值效果较好,精度略低;站点纬度较低时(30°N以南),应用Cressman插值法插值效果好,精度也高。这可能是较高纬度缺测资料较多造成的。利用NCEP/NCAR再分析网格温度插值资料分析两系法杂交水稻在泰国的制种气候适应性证明该资料在农业气象研究中是可以应用的。     

北半球增暖对我国气侯的影响

本文在分析100多年来北半球平均气温长期变化基本特征的基础上,讨论了北半球气温变化对我国气候变化的影响。结果表明,我国大范围气温距平与北半球平均气温有显著的正相关,长江中下游和华北平原的温度距平值平均为北半球平均气温距平的1.4-1.6倍。还表明,我国降水距平分布与北半球气温变化也有一定的联系。在北半球平均气温偏高和偏低年份,欧亚地区500hPa环流特征的差异是显著的。这表明,我国大范围气候距平与北半球平均气温距平的统计相关是有一定的物理基础的。     

澳大利亚冷空气活动与西北太平洋台风频次的关系分析

利用中国气象局《台风年鉴》资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析1968—2006年北半球夏季（6—9月）澳大利亚冷空气活动与西北太平洋夏季台风频次（WNPSTYF）的关系,并研究其影响的可能机制。结果表明,夏季澳大利亚东部对流层经向风年际增量变化与WNPSTYF年际增量变化呈显著正相关;西太平洋近赤道区对流层上层纬向风年际增量与同期WNPSTYF年际增量呈显著负相关。澳大利亚冷空气活动影响WNPSTYF的可能机理是:当澳大利亚东部从对流层低层至上层的经向风年际增量有南风异常时（此时澳大利亚西侧对流层上层有年际增量的北风异常）,冷空气在向低纬移动过程中受热上升,同时因柯氏力向左偏转,并在对流层上层向中纬度辐散,导致110～160 °E区间的南半球近赤道附近对流层上层纬向风年际增量的偏北东风异常;由于赤道上空大气运动的无旋转特性及连续性,北半球也会出现同向的纬向风年际增量异常。赤道附近对流层上层纬向风年际增量的东风异常产生纬向风的经向切变,使对流层上层出现涡度年际增量的负异常;对流层上层涡度年际增量负异常的抽吸作用导致对流层低层出现涡度年际增量的正异常,利于台风生成,导致台风年际增量偏多。反之亦反。      

大气环流异常对山东雨季降水的影响

利用1958～2003年NCEP/NCAR再分析资料,对山东旱涝年500hPa高度距平、高(200hPa)低(925hPa)层散度距平、OLR距平分布以及115～123°E山东东西边界范围内的平均垂直速度进行合成分析,并与华北旱涝年大气环流的分布特征进行了对比。结果发现:(1)北半球500hPa夏季存在的东亚-太平洋遥相关型(EAP)对山东夏季降水产生重要影响,山东涝年夏季500hPa呈现出EAP型,旱年呈负EAP型。(2)山东涝年,鄂霍茨克海高压春季偏强、夏季偏弱,山东上游易维持低压槽区,副高偏北,热带地区对流活动加强,Hadley和Walker环流加强,山东上空盛行上升运动。旱年与涝年的特征基本相反,只是鄂霍茨克海高压在春季和夏季均较常年偏强。(3)不同旱年(涝年)的500hPa特征与旱年(涝年)平均情况相似,只是有时距平中心位置和强度不同。特别是涝年,冷空气强度、入侵路径以及副高的位置均有差别。(4)华北旱涝年500hPa高度距平与山东不同。华北旱年500hPa欧亚大陆中高纬度呈现出EU遥相关分布,且华北涝年夏季鄂霍茨克海和朝鲜-日本地区位势高度变化不显著。(5)影响山东夏季降水的热带强迫源区主要位于热带印度洋、南海-热带西太平洋,两者实现遥相关的可能机制是热带强迫所激发的大尺度准定常Rossby波列的传播。     

北半球大气质量的平均月际变化

本文根据1930-1939年间北半球逐月海平面平均气压图,计算逐月之间南北两半球大气质量的输送,以及北半球海洋区与大陆区之间的大气质量输送。本文获得以下几点主要的认识: (1)每年自1月至7月北半球的大气质量逐渐减少,自7月至1月则逐渐增加,半年增减的总质量约为10.3×10~(18)克,但半年增加与半年减少期中增减的速度并不一致。 (2)5—6月与10—11月两半球之间的大气质量输送最为强烈。 (3)两半球之间的质量输送一般大于北半球海陆区之间的质量输送。 (4)两半球之间的质量输送主要决定于亚欧大陆区逐月间的大气质量变化。 (5)亚洲区与太平洋区月际大气质量变化异常时,对我国月平均温度距平分布及水旱区域分布有明显的影响。     

南半球气候锋的统计特征分析

本文利用 1995 - 97年 NCEP全球 2 .5°× 2 .5°经纬网格点再分析资料对南半球的温度梯度和厚度梯度的分布特征进行了分析 ,给出了南半球副热带洋面上锋面的产生与厚度、温度梯度的关系 ,从而得出南半球气候锋活动规律、发生源地及其基本特征 ,并概括出南半球气候锋存在的依据     

CLIMATIC ABRUPT CHANGE IN THE NORTHERN HEMISPHERE FOR 1920s AND 1950s

In recent years,a large number of papers on the climatic sudden change have been presented.From the viewpoint ofclimatic sudden change,two methods of studying climatic sudden change are applied in this paper.The Northern Hemi-sphere land temperature(NHLT)during 1851—1984,China temperature(CT)during 1873—1990 and the NorthernHemisphere sea-level pressure(NHSLP)at each grid point during 1899—1987 are analyzed by the moving T-test.Theresults show that there exist two climatic sudden changes in the 1920s and the 1950s during the past 100 years,and thenfeatures of circulation for the two sudden changes are discussed by the NHSLP data.     

初秋500hPa大气环流遥相关型及其与我国温度场关系

研究了北半球初秋５００ｈＰａ高度场的６个遥相关型特征及其与冬季遥相关型的区别，和其强度与我国初秋气温场的关系。指出我国大部地区的气温场特征与其中４个环流型强度的关系密切。     

A PRINCIPAL MODE OF CIRCULATION COVARIATION BETWEEN THE NORTHERN AND SOUTHERN HEMISPHERES AND ITS ASSOCIATION WITH ENSO DURING BOREAL WINTER

By employing the singular value decomposition(SVD) analysis, we have investigated in the present paper the covariations between circulation changes in the Northern(NH) and Southern Hemispheres(SH) and their associations with ENSO by using the NCEP/NCAR reanalysis, the reconstructed monthly NOAA SST, and CMAP precipitation along with NOAA Climate Prediction Center(CPC) ENSO indices. A bi-hemispheric covariation mode(hereafter BHCM) is explored, which is well represented by the first mode of the SVD analysis of sea surface pressure anomaly(SLPA-SVD1). This SVD mode can explain 57.36% of the total covariance of SLPA. BHCM varies in time with a long-term trend and periodicities of 3—5 years. The long term trend revealed by SVD1 shows that the SLP increases in the equatorial central and eastern Pacific but decreases in the western Pacific and tropical Indian Ocean, which facilitates easterlies in the lower troposphere to be intensified and El Ni觡o events to occur with lower frequency. The spatial pattern of the BHCM looks roughly symmetric about the equator in the tropics, whereas it is characterized by zonal disturbances in the mid-latitude of NH and is highly associated with AAO in the mid-latitude of SH. On inter-annual time scales, the BHCM is highly correlated with ENSO. The atmosphere in both the NH and SH responds to sea surface temperature anomalies in the equatorial region, while the contemporaneous circulation changes in the NH and SH in turn affect the occurrence of El Ni觡o/La Ni觡a. In boreal winter, significant temperature and precipitation anomalies associated with the BHCM are found worldwide. Specifically, in the positive phase of the BHCM,temperature and precipitation are anomalously low in eastern China and some other regions of East Asia. These results are helpful for us to better understand interactions between circulations in the NH and SH and the dynamical mechanisms behind these interactions.     

ON THE KEY REGIONS OF 500 hPa GEOPOTENTIAL HEIGHTS OVER NORTHERN HEMISPHERE IN WINTER

Variance analysis, correlation analysis and regression analysis methods are applied to analyze the variation of circulation at 500 hPa. In winter, there are three regions (180°E – 150°W, 45°N – 60°N, 70°W – 100 °W，45°N – 75°N, 60°E – 100°E, 65°N – 80°N) whose variations are strong. Those regions are the key regions in which atmospheric circulation can change. Those regions are correlated to some teleconnections and can present a part of variations of 500 hPa to some degree. The linear contemporary correlation between those regions and the height at 500 hPa is significant. Those regions can account for 88 % of variations of concurrent height at 500 hPa. Those regions can present and forecast some variations to some degree in March and April. The longer the time interval, the worse the forecast effect will be. The interannual variations of Q1, Q2 and the SST are weak in the western Pacific.     

南半球对流层中部大气环流的若干特点

分析了南半球对流层５００ｈＰａ平均地转西风随纬度的分布特点,平均地转西风季节变化特点,计算分析了南半球位势高度对纬向平均的偏差,分析了超长波的分布特征。以上结果均与北半球同期计算结果作了对比比较,指出了南北半球大气环流的异同点。