利用LPAC图分析北半球夏半年环流季节转换及异常

用NCEP／NCAR再分析月平均风、压场资料得到1958—1997年5—10月月际场的局地型相似系数（LPAC）。多年平均LPAC表明了对流层和平流层低层印度夏季风环流的建立、东亚夏季风环流的北进和南亚高压上高原的过程，这些区域LPAC值较同纬度非季风区明显偏低。在平流层中层，夏季型环流表现出纬向对称性和由高纬向低纬的传播特征。对东亚LPAC气候变率时空剖面及3个涝年LPAC异常的分析反映出环流型季节转变异常及其与东亚月降水异常的关系。     

季风区环流季节变化及其在El Nino年的异常

该文用EOF分析方法研究了1981～1983年5～9月印度洋、西太平洋季风区环流的季节变化及其年际异常。所得第1特征向量是季风分量。其1983年的时间系数曲线与1981、1982年的差异表明，El Nino年夏季风环流弱，且其向北半球夏季型的转变期较正常年推迟。在西太平洋地区它表现为副高北进的滞后。用IAP GCM作的一个相应的数值试验证实了上述结果的正确。     

运城市夏季降水的前期500hPa环流特征及降水预测

应用局地型相似系数(local pattem analogue coefficient，LPAC)图及较差图分析了运城市夏季(6月～8月)降水量与前期北半球500hPa位势高度场的相关性，并尝试使用LPAC图显示的关键区制作夏季降水预报，效果较好。     

西藏高原对于大气环流影响的季节变化

海陆分布对於大气环流的影响有两方面,一方面是由於热力的,冬季大陆上的气温低於海洋,夏季反之,与这种温度的分布有关系的气象上的现象,我们可以观察到很多,例如西伯利亚的冬季高压就是因为当地的低温所致,再如东亚夏季的东南季风也是因为大陆上的高温结果。Bleeker对於冷热在大气变化中的作用,特别强调。著者对於海陆温度的分布和大气环流亦会稍加讨论,本文不拟对此再多伸述。     

大气环流的季节突变诊断分析

本文利用普适的概念、理论、方法,使大气环流和其它气候场的季节突变定义建立在客观定量的基础之上。首先提出用两个场的相关系数R作为其相似性度量,也可以用规范化的两个场之差的根方值d作为差异性的度量。当存在着冬、夏季的典型场F w和F s时,取任何时刻t函数F与F*=(Fw+Fs)/2之差F′w=Fw-F*的相关系数R w(t)及标准根方差d w(t)可以作为F与其冬季典型的相似性或差异性度量。R w与d2w之间有一定关系,一般只研究R w即可;其次引出了季节突变性的度量概念、理论、方法;第三,根据2007年的数据资料给出冬夏典型场分布情况。     

南亚高压季节变化中的正斜压环流转换特征

利用１９５８～１９９７ 年的 Ｎ Ｃ Ｅ Ｐ／ Ｎ Ｃ Ａ Ｒ 再分析资料,采用将大气环流在垂直方向分解为正压和斜压环流两个分量的方法,讨论了南亚高压季节演变中的正斜压环流的转换特征。指出（１）夏季,南亚高压以斜压性为主,其斜压分量约占 ７０ ％ 的比重,冬季以正压性为主,其正压分量约占 ７０ ％ 的比重;（２）由冬季的正压性高压向夏季的斜压性高压的季节演变中,南亚高压是在其斜压分量环流的引导下移动的,即其斜压分量环流的变化超前于其自身的变化;（３）由夏季的斜压性高压向冬季的正压性高压的季节演变则相反,南亚高压是在其正压分量环流的引导下移动的。     

论大气环流的季节划分和季节突变：Ⅱ.个别年份的分析

根据本文第一部分提出的概念,理论和方法,利用ＥＣＭＷＦ客观分析的几个特定等压面上的位势高度场和东西风场资料,计算和分析了个别年份北半球大气环流的季节变化,尤其是对亚洲西太平洋地区季节突变进行了详细的研究。（１）首先给出了１９８１年大气环流各季的一些基本特征。减去年平均后,发现冬季和夏季环流型相反,而春,秋季环流型则与冬季环流型几乎正交。（２）计算了各候平均场偏差和典型的冬季偏差场ＦＷ的相似性系数Ｒ     

北半球环流季节演变机制

提出了北半球大气环流季节变化的一种反馈机制：外界（太阳、海洋、陆地等）的热力强迫加热大气,形成波状低云;而波状低云又使高中纬大气冷却,进而影响高纬冷气团冬夏变化。根据波状低云影响高纬冷气团变化这一负反馈过程,对1958－1993年进行夏季旱涝预报试验,结果每年中国东部的主雨带基本可正确预测出来。     

低纬平均经圈环流异常与海表温度异常关系的诊断分析

利用NCEP/NCAR的40年大气再分析资料中的月平均经向风速及垂直速度，计算了纬向平均经圈环流的质量流函数，分析了纬向平均的海表温度和纬向平均的经圈环流的气候态及异常态特征，结果表明，（1）南、北半球Hadley环流圈的共同上升支偏于赤道附近的夏半球一侧，与[SST↑-]极大值位置相对应；强下沉支位于冬半球一侧；（2）El Nino事件中低纬[SST]′是异常经圈环流产生的重要外强迫源，但其影响程度受基本气流和[SST↑-]及[SST]′的季节变化和年际差异的影响甚大。     

Walker环流诊断方程

导出了两个Ｗａｌｋｅｒ环流线性诊断方程,一个适用于数值模拟热带地区某一纬度的Ｗａｌｋ－ｅｒ环流;另一个适用于数值模拟经向平均的Ｗａｌｋｅｒ环流。推导所用的基本方程组中,除了经向运动方程用梯度风平衡方程取代外,其余方程都是球─p坐标系的原始方程。     

海洋环流的长期变化和预估

IPCC第六次评估报告(AR6)于2021年8月在IPCC第一工作组第14次联合大会上得到审议通过,并得到了IPCC第54届全会接受和批准.文中主要对该报告第九章"海洋、冰冻圈和海平面"中与海洋环流的相关评估内容进行解读.与以前的IPCC报告相比,AR6进一步确认人类活动对海洋环流的影响,并基于最新的数值模式给出对未来...     

关于西太平洋副热带高压的垂直环流结构和年际变动特征及其机制研究

采用１９９８年南海季风试验期间的高质量高分辨资料和ＮＣＥＰ提供的４０年再分析资料以及相关的海温和副高参数资料，研究了西太平洋副热带高压的垂直环流结构和年际变动特征及其与东亚副热带夏季风和外强迫的关系。发现在月平均图上，西太平洋副高中心（或脊线）附近看不到下沉气流，但在候平均图和日平均图上脊线附近的若干区域下沉气流明显。这表明西太平洋副高的准定常和瞬变部分的环流结构特征有显著不同。在副高北侧东亚副热带季风雨带上有暴雨发生时，其凝结海热激发的经圈环流对相应经度上的副高脊线附近的下沉气流有显著贡献。分析表明，脊线附近高（低）空的下沉气流分别来自副高北（南）侧，表明副高是中高纬和低纬度系统相互联结的纽带。相关统计指出，夏季西太平洋副高的三个参数（面积、强度和脊线纬度）与长江中下游降水存在很高的相关，降水偏多（少），副高面积偏大（小），强度偏强（弱），脊线偏南（北），这说明与降水相应的凝结潜热对副高的年际异常有重要影响。近海海温和东亚海陆热力差指数与夏季长江中下游降水和副高三参数均存在显著的相关，这表明东亚经向和纬向海陆热力差是影响副热带夏季降水和西太平洋副高年际变化的基本因子。数值试验结果指出，近海海温异常所形成的     

中国东南部冬季降水变化及其环流特征

利用1951-2011年中国160站降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,分析了中国东南部冬季降水的年际变化及与之相关的环流和水汽输送特征。结果表明:中国东南部冬季降水年际差异较明显,当降水异常偏多(少)时,蒙古高压及中国广大南方地区海平面气压异常偏低(高),而亚洲附近的洋面上则异常偏高(低);500 hPa上,巴尔喀什湖附近的高压脊和东亚大槽均偏弱(强);高层东亚西风急流异常偏弱(强),中东地区急流异常偏强(弱);中国东部20~30°N出现显著异常上升(下沉)运动,低纬度地区出现异常下沉(上升)运动。影响中国东南部冬季降水的水汽输送主要有两支:来自西风带绕高原的南支气流,经过阿拉伯海和孟加拉湾向华南的输送水汽;来自低纬西太平洋,经南海向中国西南的水汽输送。此外,东亚冬季风与中国东南部冬季降水关系密切。     

Diagnostic simulations of the summer circulation in the Canadian arctic archipelago

Abstract

Gridded fields of potential temperature and salinity, interpolated to the time of minimal ice coverage, are constructed for the Canadian Arctic Archipelago based on archived data. In order to overcome the large variations in the horizontal coverage of the observations, the gridding is performed in an iterative procedure where the horizontal correlation scales depend on the data coverage as well as on the flow field. The mean flow corresponding to the temperature and salinity fields are calculated with a diagnostic numerical ocean model. The simulations show that the relative flow through the different straits depends on the elevation difference from the Arctic Ocean to Baffin Bay, and on the density distribution and baroclinic pressure gradients. A 5‐cm increase in the Arctic‐Baffin elevation difference can double the transport. Mean values of the summer flow are a total transport of 0.9 Sv, with 34% flowing through Barrow Strait, 20% through Jones Sound, and 46% through Nares Strait.     

平流层大气环流的典型系统及变化特征综述

随着大气探测技术以及计算机性能的不断提高,近年来平流层探测数据日渐丰富,中层大气模式也得到了快速发展,平流层中一些重要的物理、化学以及动力过程得以深入研究,对平流层大气环流的认识也进一步加深。本文分析了平流层准2 a振荡（Quasi-Biennial Oscillation,QBO）、平流层残余（Brewer-Dobson,BD）环流和平流层极地环流等主要的平流层大气环流系统和信号的气候态特征、形成机制、年际变率以及长期趋势等,阐述了它们的主要影响因子和过程,讨论并展望了与平流层环流有关的一些主要科学问题。     

Interannual variation of tropical night frequency in Beijing and associated large-scale circulation background

This study examined the variability in frequency of tropical night occurrence (i.e., minimum air tem- perature >25℃) in Beijing, using a homogenized daily temperature dataset during the period 1960-2008. Our results show that tropical nights occur most frequently in late July and early August, which is consis- tent with relatively high air humidity associated with the rainy season in Beijing. In addition, year-to-year variation of tropical night occurrence indicates that the tropical nights have appeared much more frequently since 1994, which can be illustrated by the yearly days of tropical nights averaged over two periods: 9.2 days of tropical nights per year during 1994-2008 versus 3.15 days during 1960-1993. These features of tropical night variations suggest a distinction between tropical nights and extreme heat in Beijing. We further investigated the large-scale circulations associated with the year-to-year variation of tropical night occurrence in July and August, when tropical nights appear most frequently and occupy 95% of the annual sum. After comparing the results in the two reanalysis datasets (NCEP/NCAR and ERA-40) and considering the possible effects of decadal change in the frequency of tropical nights that occurred around 1993/94, we conclude that on the interannual time scale, the cyclonic anomaly with a barotropic structure centered over Beijing is responsible for less frequent tropical nights, and the anticyclonic anomaly is responsible for more frequent occurrence of tropical nights over Beijing.     

黑潮季节变化对次级海洋环流的影响

黑潮是全球大洋中和大气之间进行热量交换最多的海域之一,它所携带的热量对局地的海-气相互作用具有重要影响。20世纪50—60年代,中国学者就发现冬季黑潮流域的海表温度与中国长江流域汛期降水存在着密切联系。文中利用一个两层半海洋模式主要从动力学角度探讨黑潮流域热源的季节变化对次级海洋环流的影响。结果表明,在黑潮流域冬暖夏冷的外源强迫下,温跃层的海温异常峰值比热源的峰值滞后一个季节,春季的海温异常达到最大。混合层年平均海温异常为正,从冬季到夏季均偏高,春季最大,仅秋季为负异常,这与观测资料一致。混合层与温跃层的春季海温异常的量值大体相当,在其他季节混合层的海温异常均高于温跃层。从冬季到夏季,温跃层和混合层的次级环流呈现从气旋型环流到反气旋型环流的转变,这样的异常环流在夏季有利于向中国东部附近海域输送热量。     

近57a南疆帕米尔地区春季降水季节内差异及环流异常分析

基于1961—2017年帕米尔地区3站的日降水资料及NECP/NCAR再分析资料,利用气候诊断分析及多元统计学方法,研究了近57 a来帕米尔地区春季降水特征及季节内差异,并讨论了降水偏多年大气环流异常特征。研究表明:(1)近57 a来,帕米尔地区季节尺度上和月尺度上降水增加明显,旬尺度上有不显著的增加趋势。21世纪初帕米尔地区进入新的多雨期,降水正距平年份强度和频率均有显著增加。(2)500 hPa高度场上3月东欧沿岸脊发展、东欧—西西伯利亚槽加深,4—5月欧洲沿岸槽加深、乌拉尔山脊发展、巴尔喀什湖槽加深是帕米尔地区降水异常偏多的关键系统及指标。(3)降水异常年的高空急流较常年强度更强、位置更偏东,在旬尺度上是一个逐渐减弱西退的过程;其低层风场距平分为西南风距平辐合型、西南风和东北风距平辐合型和气旋式环流距平辐合型,均有利于低层辐合。(4)降水异常偏多年水汽输送以偏西路径为主,同时还有偏东、西南和偏南路径,水汽辐合强度较常年更强,更有利于降水的产生。     

陕西沙尘暴时空变化特征与环流背景分析

用陕西省58个气象观测站近46a（1961-2006年）历年沙尘暴日数资料和NCEP／NCAR再分析资料,分析陕西沙尘暴空间分布特征和时间变化规律及有利于中国北方沙尘暴发生的环流气候背景。结果表明：陕北沙尘暴是沙漠边缘干旱化不稳定过渡带的产物。在相同大气条件下,下垫面条件决定沙尘暴的空间分布;沙尘暴的时间变化（日、年、年际与年代际）主要与大风有关,即在确定的下垫面条件下,天气气候条件决定沙尘暴的时间变化;蒙古低槽、乌拉尔高脊的环流形势配置过程中的典型背景条件,不仅在天气尺度,在年际、年代际尺度也是如此;陕西沙尘暴的EOF分析表明,沙尘暴频数在上世纪90年代中期以后变化较平稳,本世纪初徘徊在低值附近。