应用球谐函数展开预报天气周期转换

由于天气周期的转换是大尺度,大范围大气环流演变和调整的组成部分和结果,所以本文应用球谐函数展开方法,研究了北半球500毫巴超长波振幅的时变特征和超长波的调整过程。结果发现天气周期的转换与0～4波的合成波槽脊的前期变化有着密切的关系,可以作为天气周期转换预报的信息。     

一次寒潮天气综合诊断

对 1999年 4月 2 1～ 2 6日出现在我国西北地区的一次区域性强寒潮过程 ,从天气事实、天气成因及动力诊断等方面进行了分析探讨。结果表明 ,环流经纬向型的调整是寒潮酝酿和爆发的直接原因。上游美洲大槽加深造成的下传波能为寒潮酝酿提供了能量基础 ,西风急流的南北大幅摆动使高度槽加深和高空锋区增强 ,这二者是寒潮生成的间接原因。冷气团中存在的上升运动 ,使冷空气影响的范围和强度增大。另外 ,伴随寒潮出现的强降温、大风、沙尘暴等其他天气现象与前期西北区上空大气普遍增温密切相关     

甘肃河西走廊春季强沙尘暴与低空急流

使用NCEP/NCAR全球再分析网格点资料(2.5°×2.5°纬度/经度)和我国区域性沙尘暴过程历史资料,分析了春季大气环流特征及低空急流与甘肃河西走廊春季强沙尘暴的关系。结果表明,在东亚中纬度高空维持纬向强急流锋区的情况下,极易造成甘肃河西走廊春季强沙尘暴的低空急流产生。揭示了沙尘暴形成的大尺度环流动力影响因子的事实,指出可将产生这种低空急流特征的西风带大型环流的调整过程,作为甘肃河西走廊春季强沙尘暴天气的预警信号,而低空急流的位置及强度又可作为沙尘暴强度及沙尘暴发生和影响区的预报指标。     

2008年12月2—6日寒潮天气过程分析

利用常规天气观测资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6h再分析资料,采用天气学原理和天气动力学诊断分析方法,对2008年12月2-6日寒潮天气过程进行分析和总结.结果表明:此次寒潮天气过程出现在欧洲脊强烈发展并缓慢东移、北半球中高纬环流形势由纬向型向经向型转换过程中.西脊前强偏北风带南移、横槽涡度西部大于东部、横槽前东南方的负变高和横槽后部的暖平流正变高等促使横槽转竖;南掉极涡与转竖低槽合并后,低槽明显向南加深,冷空气势力显著加强并开始向南爆发;自西脊西北部入侵小槽压迫高脊向东南方向移动并逐渐崩溃,脊前偏北气流逆转为西北气流,引导冷空气大举向南爆发,造成了此次寒潮天气过程.强盛的冷平流是造成气温骤降的主要原因.强风的形成除与冷平流侵入有关外,还与高空动量下传的增加密切相关.山东半岛降雨和强降雪的环流成因和物理量特征存在明显差异,降雨为冷暖空气交汇所致;强降雪则是冷平流、海陆分布差异和地形抬升共同影响的结果.T639、ECMWF和日本等3种数值模式均对这次亚欧中高纬大气环流的演变和调整均做出了较准确的预报,尤以ECMWF模式预报性能最好.     

安康市2017年华西秋雨天气特征及成因分析

应用常规气象资料对2017年安康市华西秋雨的天气特征和成因进行分析,结果表明:2017年安康市秋雨具有开始时间早、持续时间长、降水强度大、总降水量大等特点,为1961年以来仅次于1964年的强华西秋雨;乌拉尔山长波脊和贝加尔湖长波槽的稳定维持,西太平洋副热带高压偏强偏西,为2017年华西秋雨的典型大气环流场;安康市秋雨...     

1998年4月14～15日强沙尘暴过程分析

利用卫星云图，数值预报产品以及常规气象资料对1998年4月14－15日发生在我国西部地区的沙尘暴天气进行了分析，指出本次过程发生在大气环流形势调整过程中，是由斜压槽及冷锋触发的。也重点分析了两个强沙尘暴中心的成因，发现第一个强沙尘暴区是由加强的冷锋云带造成的，而第二个强沙尘暴区是由三条云带共同作用造成的。强沙尘暴区位于高空急流出口区右侧、500hPa正涡度中心下风方和次级反环流的上升区内，并用动力气象学原理做了初步讨论，为预报沙尘暴提供了新的依据。     

2002年和2003年春季中国沙尘暴形成和输送的对比分析

2002年春季中国华北和东北发生了数场强沙尘暴天气.而2003年春季沙尘暴发生次数较少且强度也弱.为了解这两年沙尘暴差异的原因,作者用NCEP/NCAR再分析资料对两年中3、4月份候距平进行了分析.从侯距平图可看出,2002年负距平区主要位于华北和东北,并与发生大范围沙尘暴天气的区域相吻合,这与东亚大槽的发展与演变有关.在2003年高度场的距平图中,高度场的负侯距平多位于我国西部,这是因中纬度长波槽是在西部地区发展形成的.从月平均风资料分析,2002年风速大于6 m s-1的区域也与强沙尘暴区一致.2003年两个月中,我国大部地区风速都偏小.虽然2003年4月在东北有大于6 m s-1的风区,但不在我国主要的沙漠化地区.通过对大气环流及地表参数的分析,作者认为沙尘暴的易发地区多是干旱与半干旱地区,植被的生长能力弱;在降水没有比常年显著增加并使地面植被生长有明显改善的情况下,大气动力因素相对地面参数而言是主导沙尘暴年际变化的主要因子.     

西北区春季强沙尘暴环流背景分析

按现行的强沙尘暴标准，统计出近３７年的强沙尘暴个例１５例。根据其环流特征将它们分为５型，并分别加以描述，从中找到一些产生强沙尘暴天气的环流特征量条件     

EPSONGT-10000+扫描仪一次故障排除

本文对2004年3月26日～28日发生在青海西北部、甘肃西部、内蒙古中西部等地的一次强沙尘暴天气过程从天气事实、天气学成因等方面进行了分析和诊断,指出这次沙尘暴过程发生在大气环流调整过程中,前期持续增温为沙尘暴的发生提供了有利的热力条件,斜压槽及强锋区、蒙古气旋和冷锋是触发这次沙尘暴天气过程的重要天气系统;高空急流的动量下传促进了蒙古气旋的发展;涡度对沙尘暴的落区有很好的指示性;在沙尘暴发生区域,对流层低层和近地面层为不稳定层结,从而引起了强烈的垂直上升运动,导致低层强烈辐合,在近地层形成大风和沙尘暴。     

梅汛期南亚高压活动的谱特征分析——波能密度谱

本文是应用100hPa北半球高度场格点资料,选取2003-2005年6-7月南亚高压季节性东进、北移的15个过程,其中包括这3年中在入、出梅期间500 hPa副热带高压有响应的季节性北移个例.计算了40 °N的波谱物理量-1～7波的方差比和波能密度,分析其西风带长波-超长波的调整和南亚高压的东进、北移的相关,并从波能密度的演变特征来识别何种长波波动对南亚高压的季节性变化具有最大的贡献.从而得出100hPa 40 °N的超长波的调整是南亚高压季节性东进、北移的环流背景,而西风带4～6波的长波槽波能密度的激增是诱发南亚高压季节性演变的最大贡献者.     

层结大气中非线性椭圆余弦波和孤立波的研究

在前文采用半地转近似和行波法来研究层结大气中的非线性波动的基础上,进一步探讨非线性方程及其级数近似方程的解的稳定性,波动解的存在条件和波动的一些特征。研究指出,在平衡点附近,将非线性方程用其级数近似方程代替是可行的、合理的。在初始拟能满足一定的条件下,椭圆余弦波和孤立波是存在的。文中还求得了椭圆余弦波解的周期、ｘ向波长和振幅以及孤立波的宽度和振幅。并指出,孤立波的宽度和振幅不但与波速有关,还与β因子和层结稳定度有关,而且在相同的某条件下,西行的混合Ｒｏｓｓｂｙ－重力孤立波比起东行的惯性重力孤立波来,宽度要小但振幅却大。     

On the low-frequency,planetary-scale motion in the tropical atmosphere and oceans

Scale analyses for long wave, zonal ultralong wave (with zonal scale of disturbance L1~104 km and meridional scale L2~103 km) and meridional ultralong wave (L1~103 km, L2~104 km) are carried out and a set of approximate equations suitable for the study of these waves in a dry tropical atmosphere is obtained. Under the condition of sheared basic current, frequency analyses for the equations are carried out. It is found that Rossby waves and gravity waves may be separated for n ≥ l where n is the meridional wave number, whereas for n = 0 and L1~1000 km, the mixed Rossby-gravity wave will appear. Hence it is confirmed that the above results of scale analyses are correct. The consistency be-tween frequency analysis and scale analysis is established.The effect of shear of basic current on the equatorial waves is to change their frequencies and phase velocities and hence their group velocities. It increases the velocity of westward travelling Rossby waves and inertia-gravity and mixed waves, but decelerates the eastward inertia-gravity waves and the Kelvin wave. The recently observed low-frequency equatorial ocean wave may be interpreted as an eastward Kelvin wave in a basic current with shear.     

1978年10月份寒潮前后的正压能量转换与季节过渡

以1978年10月下旬东亚寒潮为例,研究寒潮前后一段时期的波谱域正压能量转换关系的变化。发现这次寒潮前后正压能量关系发生了突变。具体表现在:(1)盛行波动由长波转变为超长波;(2)正压能量转换关系由以长波段为主转变为以超长波为主;(3)2波,从作为其他波的动能源来看,发生了根本变化。这些突变具有季节性变化的特点。     

热带风暴中波动特征的研究进展和问题

在分析热带风暴眼壁和螺旋雨带中尺度波动特征最新研究的基础上，指出这些研究所忽略的问题，其中包括重力惯性波和涡旋Rossby波波解存在的前提条件和约束、理论分析与观测研究存在的差异等。提出一种基于准平衡动力条件下，热带风暴内中尺度扰动涡散运动共存时，区别于标准模混合的不可分的混合涡旋Rossby-重力惯性波，并讨论了位涡守恒条件下这一类不可分混合波的可能成波机制。利用高分辨率的模式大气资料，采用非对称波分量的分解方法分析了Bonnie飓风中的中尺度波动特征，结果表明，热带风暴中1波型扰动既具有涡旋波性质，但也存在散度扰动的变化，而2波型扰动则体现了明显的不可分混合波的特性。     

Some studies of tropical/equatorial waves over Indian Tropical Middle Atmosphere: Results of tropical wave campaign

Summary During the last phase of the Indian Middle Atmosphere Programme everyday launchings of high altitude balloons were carried out at three locations i.e. Trivandrum (8.5°N, 77.5°E), Hyderabad (17.2°N, 78.3°E) and Bhubaneshwar (21.3°N, 85.5°E) for measuring winds and temperature between 1 and 30 km altitude in a campaign mode from 23 January 1989 to 31 March 1989. The data thus obtained have been examined to determine the characteristics of tropical/equatorial waves. Spectral analysis of the time series (68 points) of both zonal and meridional wind components using Maximum Entropy Method (MEM) reveal the presence of waves with periods between 4–30 days.Strong oscillations centered around 5 days and 18 days seem to dominate in the upper troposphere and lower stratosphere at all the three stations. While 5 day wave has an amplitude of about 2 m/s, the 18 day wave has an amplitude between 8–10 m/s in the zonal and 5–6 m/s in meridional component around tropopause. Its amplitude is maximum over Hyderabad and decreases somewhat on either side i.e. over Trivandrum and Bhubaneshwar. Weekly rocket wind data from Balasore near Bhubaneshwar show that 18–20 day wave continues to propagate vertically in the altitude range of 30–60 km. Temperature data also exhibits similar oscillations with amplitude of about 1 K for 4–5 day wave and 2–3 K for 18 day wave maximising just above tropopause ( 18 km).It is found that some of the observed wave modes, particularly the 18 day wave have characteristics matching those of forced Rossby wave rather than Kelvin wave while the 5 day and 9 day waves have characteristics matching those of mixed Rossby-gravity waves. The latter may be generated due to convective forcing in the troposphere while the former may be penetrating from the midlatitudes.With 15 Figures     

Wave dynamics of super cloud clusters over the tropical region

A wave dynamics for the super cloud clusters associated with the tropical intraseasonal oscillation is constructed. Under the present framework, the basic state of super cloud clusters is considered to be a large-scale convergence of the zonal wind. This convergence is created by a nonlinear diabatic Kelvin wave front, which moves eastward slowly without change of shape. When interacting with free equatorial waves with n=−1, 0, 1 and 2, this basic flow will suppress those waves which move eastward except for free Kelvin waves, and permit westward propagating modes such as the mixed Rossby-gravity wave, the inertio-gravity waves with n=1 and 2 to appear in the large-scale convergent region. Among these waves, only fast modes, that is, inertio-gravity waves with n=1 and 2 are regarded to be responsible for the presence of cloud clusters which move westward within a super cloud cluster, while the multiplicity of the occurrences of super cloud clusters, which move eastward within the large-scale convergent region, is due to the superposition of free Kelvin wave upon these inertio-gravity waves.     

基于FMM算法的我国寒潮路径分类及气候特征分析

利用1965—2015年冬半年寒潮过程数据和NCEP/NCAR再分析资料,通过FMM算法聚类分析,将影响我国寒潮路径确定为4类,并统计分析了不同类型路径寒潮的活动变化趋势以及环流特征。研究结果表明:各类路径寒潮的频数、强度、季节分布和年际变化存在显著差异,第一类西路转向型寒潮频数最多且逐年减少趋势最大,第三类西北型寒潮强度最大,第四类西路型寒潮在春季频发且变化趋势平缓;在寒潮爆发时刻,500 h Pa温压场配置、风场转变、高层涡度平流和冷暖平流以及地面冷高压分布与寒潮路径的选择密切相关,其中第二类北路型寒潮的低槽、负涡度区和冷平流区偏东分布,第三类则相应偏西。     

简单热带海气耦合模型中不同扰动形式间的耦合作用

在局地热平衡情况下研究了简单热带海气耦合模式中不同扰动形式间的耦合，依次讨论了由大气准定常Kelvin波与海洋R0ssby波、大气准定常Rossby波与海洋Kelvin波、大气准定常Kelvin波与海洋KelVin波、大气准定常Rossby波与海洋Rossby波组成的耦合系统的性质，并研究了存在于其中的耦合扰动的特征。     

大气动力学中三种Rossby波作用通量的特征差异和适用性比较

大气动力学诊断Rossby波的传播时,通常用波作用通量来表示。常用的三种波作用通量分别为Plumb波作用通量,T-N波作用通量和局地E-P通量。本文详细讨论了这三种方法的特征差异,并结合2016年1月的一次寒潮事件,比较了三种方法在该事件中的适用性。结果表明:1)Plumb波作用通量的纬向分量较大而经向分量较小,适用于振幅较小的纬向均匀的西风带Rossby长波的诊断。2)T-N波作用通量是对Plumb波作用通量的改进,经向分量得以增强,能更好地描述纬向非均匀气流中的较大振幅的西风带Rossby长波扰动。T-N波作用通量计算时,背景场取多年平均的当月气候场较合适,能更好地反映当前季节内的Rossby波传播异常。3)局地E-P通量可以诊断一段时间内天气尺度瞬变波对背景场(定常波)总的调控作用,但无法直接反映Rossby长波的逐时演变(T-N波或Plumb波作用通量则可以)。     

Anemobaric low-frequency waves in the Chukchi Sea

The characteristics of currents and sea level wave perturbations of synoptic scale in the Chukchi Sea are compared with well-known dispersion relations of low-frequency waves of different types. This comparison allowed identifying the currents and sea level wave perturbations as internal Kelvin waves and barotropic and baroclinic topographic waves. Assessments of statistical relations between wave perturbations of currents and different meteorological characteristics showed that the energy supply of low-frequency waves is provided sporadically by various components of anemobaric (wind-induced) forces in the local areas of the Chukchi Sea and the Bering Strait.