青藏高原和落基山脉对ENSO影响的比较研究

本文利用耦合气候模式研究了“有/无”青藏高原和落基山脉对厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）的影响,并从温度变率方程的角度详细分析了ENSO变化的成因,结果表明:移除青藏高原或落基山脉均会造成ENSO变率增强;ENSO变率在无青藏高原试验中增强的幅度比在无落基山脉试验中更大。ENSO变率在地形敏感性试验中的变化与热带太平洋平均气候态的改变密切相关。移除青藏高原后热带太平洋信风减弱,大气对流中心东移,混合层变浅,温跃层变平,呈现出El Ni?o型海温分布,这些平均态的变化使海表风应力敏感性,Ekman抽吸敏感性以及温跃层敏感性幅度增强,最终导致ENSO振幅增大60%。然而,在移除落基山脉的情景下,热带太平洋信风变化更加复杂,大气对流中心稍有东移,混合层加深,温跃层变平,呈现出类La Ni?a型海温分布。这些变化增强了风应力敏感性和温跃层敏感性,最终导致ENSO振幅仅增大15%左右。本文研究表明,在地质时间尺度上青藏高原和落基山脉的抬升均抑制了ENSO变率。     

青藏高原地形对孟加拉湾热带气旋动力影响的模拟实验研究

本文以流体动力学模拟实验的方法,初步揭示了青藏高原地形,对移到高原南侧25°N附近的孟加拉湾热带气旋的地形效应.这种大地形的动力作用,对以不同路径靠近高原的孟加拉湾热带气旋的影响是不同的. 我们给出了三种不同路径移近高原的孟加拉湾热带气旋的上、中、下层水平流场及垂直剖面结构,并计算了它们在上述各层的风速径向分布.     

青藏高原与落基山背风气旋的对比分析(一)——天气结构

本文分别选用了一个东亚(EA)和北美(NA)的背风气旋进行对比分析.分析了两者的天气形势、动力和热力结构的差异.由于青藏高原和落基山地形对气流的不同影响,北美水汽从墨西哥湾向北输送,东亚水汽从南海向东北输送,因而,NA的对流不稳定区成南北带状分布;而EA的则成东西带状分布.EA的初生时,正压不稳定作用是主要的;在发展中,起主导作用的是斜压不稳定.     

青藏高原与落基山背风气旋的对比分析(二)——诊断分析

本文对第一部分所选的东亚和北美的背风气旋个例继续进行诊断分析。利用Q矢量诊断了两者的锋生函数和垂直运动,同时对两者进行了涡度收支、热量和水汽收支的计算,对比分析了两者物理量的分布特征。结果表明:北美的锋生与落基山地形影响有关,在落基山东侧,对流活跃;而东亚的锋生与海洋上感热和水汽蒸发有关,气旋入海后,对流作用加强。     

地面摩擦和青藏高原对东亚海岸气旋发展的影响

Bergeron定义在42.5°纬度气旋加深率达到19hPa 24h-1者为\     

青藏高原地形对孟加拉湾热带气旋影响的对比研究

本文用我们的实验室模拟、个例诊断分析的结果与综合分析方法得到的热带气旋的典型结构相对比，进一步探讨了高原地形对孟加拉湾热带气旋的影响（消亡及降水等）机制问题。     

青藏高原的热力和动力作用对亚洲季风区环流的影响

利用NCEP/NCAR再分析资料,研究了青藏高原热状况的季节变化、动力和热力作用对周围环流,特别是对亚洲热带季风环流的影响。高原对西风带的机械作用在冬季最强,春季次之。冬季的机械作用形成以高原为主,南侧气旋性、北侧反气旋性的"偶极子"偏差环流,它比传统认识的爬坡、绕流的影响范围大得多,遍及东亚的高、低纬度。随着西风带的北移和高原总加热在4月由负变正,南侧气旋性偏差环流增强并逐渐北移,6月形成气旋盘踞整个高原的夏季型。在高原南侧,高原冬季偶极型、夏季加热的作用导致孟加拉湾地区常年存在印缅槽,使得印度半岛的感热加热始终强于中南半岛,而中南半岛上空的潜热加热大于印度半岛。印缅槽的演变存在明显的半年周期,证明2月初和8月初的较强低压槽分别对应冬季高原最强的动力强迫和夏季高原最强的热力强迫。对低纬经向风场的分析还表明,季风爆发前高原的热力作用尤为重要,是导致江南春雨的形成,亚洲季风最早在孟加拉湾东部爆发,最后在印度半岛爆发的原因。     

大尺度环境场对热带气旋影响的动力分析

文中基于正压大气运动的基本方程组 ,把大气运动场分解为大尺度环境场和热带气旋环流 ,采用动力分析的方法 ,分析了有 /无大尺度环境场作用的热带气旋运动特征。结果表明 :无环境场时 ,热带气旋的运动遵循位涡守恒原理、热带气旋的定常运动满足相当地转风平衡关系 (f 平面近似 ) ,其等位涡线和等压能线均与流线重合 ;有环境场时 ,热带气旋的运动不再遵循位涡守恒原理、其定常运动的等位涡线和等压能线也均与流线不再重合 ,但热带气旋的定常运动满足准相当地转风平衡关系 (f 平面近似 )、等相当压能线与流线重合。最后还能过建立有 /无大尺度环境场作用的热带气旋强度变化及移动速度的方程式 ,定性地分析了大尺度环境场对热带气旋强度变化及移动的影响。     

大尺度环境场对热带气旋影响的动力分析

应用常规气象资料、FY-2E卫星资料、加密自动站资料和NCEP FNL再分析资料, 对2012年8月3—4日辽宁持续性暴雨的成因进行了分析。结果表明：此次暴雨过程是在热带、副热带、西风带“三带”系统共同作用下出现的。副热带高压的稳定维持,三台风的共同影响利于水汽和能量向辽宁输送,是此次暴雨过程水汽充分、暖湿空气条件好的原因;高空急流右后方辐散与低层东南急流左前方辐合叠加区域长时间在辽宁中、西部维持,动力上升作用得以发展和维持;1210号台风倒槽在辽宁长时间停留,强降水区移动缓慢。鄂霍茨克海阻塞高压使得西风带和极地冷空气共同影响辽宁。暖湿、冷干空气长时间在辽宁作用,对称不稳定维持和对流不稳定快速重建,中尺度对流云团不断发展形成持续性暴雨。

     

青藏高原动力和热力作用对热带大气环流影响的数值研究

应用在CCM3气候模式基础上发展的一个CCM3(R15L9)长期预报模式 ,进一步研究了青藏高原热力和动力作用对夏季热带地区大气环流的影响。结果表明 :在 6月初夏季节 ,青藏高原动力和热力作用在 30°N和 30°S一带有明显的增温效果 ,有利于北半球副热带西风减弱北移、热带高层东风增强北进、南半球西风带北压和赤道中低层西风形成和加强。加速了季节转换过程 ,有利于增强越赤道气流和南北半球的大气交换作用 ,还有利于在南海、菲律宾以东海面上热带气旋的形成和发展 ,以及140°E以东热带太平洋地区的东风波动的形成和发展     

DYNAMIC INFLUENCE OF QINGHAI-XIZANG PLATEAU AND ROCKY MOUNTAINS ON THE LEE CYCLONES

Using the operational model(B model)of Beijing Meteorological Center,we do some of numerical experi-ments of crossing and rounding mountains in all velocity adjustment scheme,and study dynamic effect ofQinghai-Xizang Plateau and Rocky Mountains on lee cyclones.The results show that due to air flow roundthe Qinghai-Xizang Plateau,divergence is distributed in the shape of confluence which matches cyclogenesisarea and cyclonic track in East Asia.In the downstream of the Qinghai-Xizang Plateau,convergence inthe upper troposphere restrains cyclone development in the east of China mainland.In North America,air flow primarily crosses over Rocky Mountains.Air is adiabatically cooled when it flows upward in thewest flank of Rocky Mountains,while air is warmed when it flows downward in the lee side.The fact isimportant for the lee cyclogenesis and the lee frontogenesis of Rocky Mountains.Air flow crossing over RockyMountains is also the main cause for forming dryline in the mid-west of United States.     

中尺度地形背风波的作用及其应用

文中探讨了中尺度地形背风驻波及对天气系统发生发展的影响问题,通过建立一个含类似大别山地形作用的简化数学模型并进行了数值计算,结果表明,当过山气流u取１０１ｍ／ｓ量级,层结参数Ｎ取１０(－３)ｓ(－１)量级,其比值Ｕ／Ｎ约为３×１０３～４×１０３时可出现一种相当正压的地形背风波,其波长近于Ｕ／ｆ～１０２ｋｍ（ｆ为柯氏参数）。结合上述理论结果和实际暴雨个例,分析指出在江淮梅雨期间,当有移动性的暴雨区移至大别山定常背风波的适当位置时,暴雨会得到增幅。     

论青藏高原隆起作用于大气的临界高度

在以前工作的基础上，从大气动力学、热力学及气候学的角度，进一步论证了在青茂高原隆起过程中存在一个临界高度ｈｃ（－１．５－２ｋｍ）。当高原隆起突破这一临界高度时才开始对大气产生强烈的作用，从而造成大气环流、大气热力结构、亚洲区域以及全球气候等一系列巨大转变。     

A NUMERICAL EXPERIMENT OF DYNAMIC EFFECT OF QINGHAI-XIZANG PLATEAU ON SUMMER ATMOSPHERIC LOW FREQUENCY VARIATION

In this paper a numerical experiment is presented of the plateau's dynamic effect in terms of a two-layer spectralmodel, and the focus is put on the large-scale orography-excited ALFV with the summer flow pattern as background.together with its propagation and distribution of some features. The main results are as follows: (1) With the summerflow pattern as background the Plateau can excite ALFV, which is characterized by strong regionality. (2) ALFV of thiskind has a baroclinic (equivalent barotropic) structure on the south (north) side of the topography. (3) Its propagation ismarked by dispersion of quasi-stationary Rossby waves over a spherical surface.     

热带气旋对香港地区臭氧污染影响的初步研究

利用1998—2008年所有西北太平洋海域生成的264个热带气旋资料、香港地区11个环境监测站点的地面臭氧(O3)小时浓度数据，研究热带气旋对香港地区臭氧污染的影响。分析表明当西北太平洋有热带气旋活动时，香港地区地面O3浓度均有不同程度增大，且半数以上造成香港地区O3高污染；热带气旋对香港地区O3污染的影响程度与气旋强度相关，且有显著的季节变化特征。运用SPSS软件进行轨迹聚类分析，将热带气旋分为四种类型，并对香港地区O3污染影响的进一步分析发现，西行或转向登陆型和近大陆转向不登陆型是最易引起香港地区O3高污染的两类热带气旋，二者平均影响程度大体相当；热带气旋中心位于台湾岛东北部洋面及巴士海峡附近时，香港地区O3浓度最易出现极大值。物理量场和对气团后向轨迹的条件概率场分析表明，热带气旋期间偏北到东北气流的水平输送以及下沉气流的局地积聚作用造成香港地区O3地面浓度显著增加。     

NUMERICAL STUDY ON THE DYNAMIC AND THERMODYNAMIC EFFECTS OF THE QINGHAI-XIZANG PLATEAU ON THE SEASONAL TRANSITION IN THE EARLY SUMMER IN EAST ASIA

By employing a five-layer seasonal numerical weather prediction model and utilizing the National MeteorologicalCenter (NMC) objective analysis data on May 10,1991 as the initial field,three numerical experiments——diabatic withorography,adiabatic with orography and adiabatic without orography——have been carried out to investigate the dy-namic and thermodynamic effects of the Qinghai-Xizang Plateau (hereafter the Plateau) on the seasonal transition inthe early summer in East Asia.The results show that the typical seasonal transition features such as the northward shiftof the subtropical westerly jet stream,the adjustment of the long-wave in middle and high latitudes and the changes ofthe circulation in the lower troposphere can be well simulated,if the dynamic and thermodynamic effects of the Plateauare both considered in the model as in the experiment adiabatic with orography.In other two experiments,it is failed tosimulate out the seasonal transition features.The results also show that the thermodynamic effect of the Plateau acts on the atmosphere as a gradually enhancedheating source in the early summer,which makes the air temperature in 500 hPa over the Plateau increase by nearly 10℃in a month and accelerates the northward shift of the subtropical westerly jet stream about seven latitudes more north-ward in twenty days and helps the shifted jet maintain at the northern periphery of the Plateau.It is also helpful to theformation and maintenance of the Lake Balchas trough and the northward and westward extension of the Pacificsubtropical high.On the other hand,the dynamic effect of the Plateau weakens the northward shift of the subtropicalwesterly jet stream and barricades the westward extension of the Pacific subtropical high.If only the dynamic effect ofthe Plateau is considered in the model without consideration of the thermodynamic effect of the Plateau,not only theshifted jet withdraws southward but also the simulated Lake Balchas trough is 10 longitudes more eastward than that inthe diabatic experiment,and the simulated Pacific subtropical high is more eastward and northward.However,the dy-namic effect of the Plateau strengthens the vertical movements in the west and east of the Plateau and makes thelow-level jet maintain in the southeast of the Plateau.The path of the cold air and the tunnel of the water vapor in thelower troposphere during the seasonal transition period in the early summer in East Asia are determined by the couplingof the dynamic and thermodynamic effects of the Plateau.     

基于CISK理论对环境流场影响台风发生发展的分析

本文用一基于第二类条件性不稳定机制(CISK)的简单数值模式研究了由于非热成风的存在和环境风场垂直切变的水平变化对台风低压发生发展的影响。结果表明,环境风场的涡度分布在对流层低层为气旋性涡度随高度增加,而在对流层高层为反气旋性涡度随高度增加时有利于台风低压的发生发展;非热成风存在且与热成风符号相反时有利于台风低压的发生发展。      

夏季青藏高原对于南亚平均季风环流形成与维持的热力作用

本文应用一个包括Rayleigh摩擦、Newton冷却及水平涡旋热力扩散的定常准地转34层球坐标模式来研究青藏高原对于南亚季风环流形成与维持的热力作用。计算结果表明:在北半球夏季,只考虑高原的地形强迫作用是不能形成南亚高压与南亚季风环流的,而青藏高原上空的非绝热加热对于南亚高压与南亚平均季风环流的形成与维持起了重要作用。计算结果还表明了青藏高原的非绝热加热对于形成一支横跨印度次大陆直到日本南部的强西南风带同样也起了重要的作用。      

DISSIPATION EFFECT ON THE FLOW OVER MOUNTAINS

In the paper,the turbulent dissipation is considered in the model for studying the flow overmountains.The governing equation is a first order ordinary differential equation derived from analgebraic equation without dissipation case.The solution is sensitive to the upstream condition ofdissipation.The dissipation not only reduces the strength of discontinuity but also changes theproperties of the governing equation.In the paper,the qualitative characteristic features of thegoverning equation are discussed.The numerical results with super and sub-critical cases are alsodiscussed in detail.The results show that the turbulent dissipation is an important factor and is notnegligible.