夏季亚洲地区热带环流的中期振荡

不少学者对亚洲地区夏季热带大气环流的中期振荡作过研究[1-3]。总的说来,发现了4-5天,14天左右和40-50天三种周期的振荡。     

南海夏季季风系统的中期变动

近年来,夏季季风的中期变动问题曰益引起注意,这一方面由于想通过季风中期变动的研究,来解决季风区的中期预报问题;另一方面,通过季风中期变动机制的研究,探讨夏季大气环流的中期变动机制,因而具有较火的理沦意义.到目前为止,在季风区中,主要发现两种周期的中期变动,一种是40-50天周期的变动,另一种是准双周的变动.     

夏季南亚季风系统中期变动过程中的200hPa辐散环流

本文用合成资料讨论了夏季南亚季风系统中期变动过程中200hPa辐散环流的变化,揭示了一些有意义的新事实:(1)南亚季风区到太平洋信风区存在两个主要的辐散中心,它们分别位于菲律宾以东海面和西太平洋的加罗林群岛.前者存在明显的东西振荡过程,它和南亚季风环流的中期变动有密切的联系,后者位置稳定少变,但强度变化明显.(2)对澳大利亚高压起着主要作用的是源自加罗林群岛辐散中心的南支辐散气流,而不是源自南海的辐散流;在源自上述两个辐散中心的南支辐散气流的共同作用下,在澳大利亚以西海面上还维持一个独立的辐合下沉实体,其强弱变化有明显的准双周振荡过程.(3)在黄淮地区存在一个与东亚大陆季风雨带相对应的次级辐散中心,其向南的辐散气流与源自南海到西太平洋向北的辐散气流在东亚大陆的副热带地区汇合下沉,引导西太平洋副高伸入大陆;一旦这一次级中心消失,副高随即退出大陆.(4)当菲律宾以东海面的辐散中心移到中南半岛,则与加罗林群岛辐散中心之间的辐散气流在南海地区辐合下沉,这时该地区赤道反气旋活跃,表明其动力性质明显.     

夏季南亚季风系统中期变动过程中的200hPa辐散环流

本文用合成资料讨论了夏季南亚季风系统中期变动过程中200hPa辐散环流的变化,揭示了一些有意义的新事实:(1)南亚季风区到太平洋信风区存在两个主要的辐散中心,它们分别位于菲律宾以东海面和西太平洋的加罗林群岛。前者存在明显的东西振荡过程,它和南亚季风环流的中期变动有密切的联系,后者位置稳定少变,但强度变化明显。(2)对澳大利亚高压起着主要作用的是源自加罗林群岛辐散中心的南支辐散气流,而不是源自南海的辐散流;在源自上述两个辐散中心的南支辐散气流的共同作用下,在澳大利亚以西海面上还维持一个独立的辐合下沉实体,其强弱变化有明显的准双周振荡过程。(3)在黄淮地区存在一个与东亚大陆季风雨带相对应的次级辐散中心,其向南的辐散气流与源自南海到西太平洋向北的辐散气流在东亚大陆的副热带地区汇合下沉,引导西太平洋副高伸入大陆;一旦这一次级中心消失,副高随即退出大陆。(4)当菲律宾以东海面的辐散中心移到中南半岛,则与加罗林群岛辐散中心之间的辐散气流在南海地区辐合下沉,这时该地区赤道反气旋活跃,表明其动力性质明显。     

1998年夏季季风爆发前后南海上层环流的诊断分析

基于1998年南海季风试验（SCSMEX，South China Sea Monsoon Experiment)期间2个强化观测航次（4－5月及6－7）所获温盐深（CTD）资料，利用一个改进逆模式研究了夏季季风爆发前后南海环流的演变特征。诊断计算表明，在此期间南海环流主要表现为两脊两槽型，即越南以东和菲律宾以西呈反气旋式环流，南海北部和南海中部呈气旋式环流。但对局部区域而言，可以发现在季风爆发前后其环流结构有明显的差异。上述计算结果亦与等压面上海水密度分布的定性分析结果及同期观测的ADCP资料进行了比较，结果表明模式计算所得到的南海上层环流主要特征与定性分析结果及实测资料大体一致，诊断结果可作为南海上层季风环流演变机制研究的依据。     

东亚季风环流系统的结构及其中期变动

本文从平均结构和夏季风的中期变动,讨论了东亚季风系统的主要成员,它们的相互作用,发现东亚季风环流无论从结构上还是其主要活动成员上均可能与印度季风环流系统不同且相互独立,还发现东亚季风系统与印度季风系统大致以东经100°为界。     

1998年夏季季风爆发前后南海环流的多涡特征

利用南海季风实验（SCSMEX－IOP1、IOP2）期间（1998年4月底－7月初）所获得的温盐深（CTD）、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）资料及TOPEX／POSEIDON卫星高度计遥感资料，分析了南海表层、1．0MPa层和3．0MPa层得力势异常场的分布格局，探讨了夏季季风爆发前后南海的环流特征。结果表明：在夏季季风爆发前（IOP1期间）南海北部以气旋试流动为主，并在此气旋式环流的东部镶嵌着一个较小的反气旋型涡；南海中部和南部以反气旋式流动为主，其中越南以东海域存在着两个南北对峙分布的反气旋型涡，在它们的东侧伴随一气旋型涡。季风爆发后（IPO2期间），南海北部仍然以气旋式流动为主，黑潮水越过巴士海峡南北中线，一部分可能入侵南海北部，另一部分向东北折回黑潮主干；南海中部和南部仍以反气旋式流动为主，越南以东海域北部的反气旋型涡消失，但南西的反气旋型涡加强，与IOP1类似，仍伴随着一个气旋型涡。总体而方，强流区出现在巴士海峡西北侧和南海西部（尤其是越东南东沿岸），南海东部和东南部为弱流区。     

1983年夏季西北太平洋上台风活动期的热带环流特征

台风发生数存在着年际变化.章基嘉和Chan研究了台风发生数与大气环流之间的联系,这是台风发生数长期预报的物理基础.台风发生数除年际变化外还存在着季节内的变化.台风主要发生在夏季,随大气环流的季节变化,西北太平洋进入台风季节.但台风季节内某一段时期有台风的连续发生和活动,我们称这一段时期为台风活动期;另一段时期无台风发生和活动,我们称它为无台风活动期.因为台风的发生是受环流制约的,故台风活动期与无台风活动期之间应有不同的环流.这种影响季节内台风活动的环流特征至今还不十分清楚.本文研究1983年夏季台风活动期的环流特征,为进一步研究并探讨台风中期预报提供一定的物理基础.     

西太平洋季风环流的特征

我国是季风气候国家,关于我国季风气候的特征已经有人进行过一些研究,但对近海和相邻海域的季风研究却很少。 随着我国海洋事业的蓬勃发展,海上石油开采和远洋运输等的需要,对海上气候状况的了解已经感到非常迫切。因此,本文利用1958—1967年,0—46°N,90—155°E范围内,每日四次的船舶气象观测资料,在我国近海用2×2度的经纬网格,在大洋上用5×5     

埃尔—尼诺年与反埃尔—尼诺年夏季热带平均环流的特征

本文计算和对比分析了1987年埃尔-尼诺年和1988年反埃尔-尼诺年夏季（7～9月）热带地区对流层高、低层平均经向风距平和纬向风距平场、经向风垂直剖面和经向环流圈,揭示了它们与多年平均情况以及它们之间在越赤道气流强弱、赤道东风和西风的位置以及Hadley环流位置移动等方面的重要差别。     

大气热源及其中期振荡对季风环流影响的一个数值试验

关于东亚季风的形成机制,一般认为主要是海陆分布的热力差异造成的^[1],而海陆热力差异要通过大气本身的热力差异来影响环流。因此,大气热源如何影响季风环流过程,季风环流又是如何响应大气热源振荡的,是季风研究中很重要的问题^[2,3]。为了研究大气热源对季风环流的影响,我们设计了一个两维五层原始方程模式^[4],用以试验在各种不同大气热源分布和作周期振荡时季风环流的响应。     

利用经验正交函数分析东南亚夏季季风期气压场云场中期变化特征

本文利用经验正交函数分析了1981、1982年夏季,30°N—30°S、70°—150°E范围内气压场、云场中期变化特征。结果指出,东南亚夏季季风期内,气压场存在6—9天、2周、4—6周三种主要中期振荡。与此对应,地面气压场表现为三种典型的特征向量场分布形势,其中第一特征向量场代表季风环流形成,维持基本气压配置形势;第二、第三特征向量则是叠加在基本场上的扰动气压场,这是导致季风爆发、中断的气压场配置形势。上述三种类型可以反应出原场的60%以上的总信息量。云场分析表明,季风期内云量场也存在三种主要形式,其一为东北—西南部云量变化符号相反;其二为东、西部之间及南、北部之间云量的相反变化趋势,这些变化特征是季风强,弱及在东西或南北之间进退的反应。天气分析证实,上述变化往往从南部开始。因此,这一结果对我国夏季热带天气预报及降水中期预报有参考意义。     

太平洋赤道两侧扰动同步加强时热带环流特征的初步分析

引言 随着低纬度地区资料状况的改进,南北半球夏季台风的发生、发展机制,已有不少的研究成果。早在30年代初期,李宪之教授就提出了南半球寒潮暴发对北半球台风生成的激发作用。近年来的研究表明,北半球冷空气的暴发对南半球台风的生成也有类似的贡献。 在分析1973～1982年间热带天气图、卫星云图等资料的基础上,着重研究了两半球夏季之间的过渡季节中,赤道两侧扰动近于同时加强为台风的热带环流特征。结果指出两个半球上,随着赤道西风的加强和向东推进,往往在南北半球低纬洋面上,几乎同时有扰动加强,并可达到台风强度。本文分析了1973～1979年间南北半球“同时”生成台风的11对个例,从中得到这一时期内的低纬环流特征。这一结果可作为在秋、冬季的台风生成预报中参考。     

1997年夏季西北太平洋环流模拟

采用1997年7月中日副热带环流合作调查资料,即“向阳红14”号、“东方红”两调查船CTD观测资料、日本TK和IK断面资料以及GTSPP同步资料,应用开边界情形的MOM2模式计算了西北太平洋21.875°～35.125°N,120.875°～137.125°E范围的环流,主要结果如下:在此期间,(1)黑潮在台湾以东并不存在东分支流向琉球群岛以东海域;(2)东海黑潮的流量约为30×106m3/s,日本以南黑潮流量最大约为70×106m3/s;(3)在21.875°～25°N之间大约有15×106m3/s的流量向西流去.速度分布与流函数分布均表明这一支向西的海流大约在冲绳岛西南分为3支,主要分支转向东北沿冲绳岛以东海域向东北流去;(4)琉球海流主要来自上述西向海流.     

1998年夏季南海环流的三维结构

利用1998年6月12日至7月6日南海的调查资料,采用三维海流诊断模式,计算了夏季南海三维海流,结合卫星海表面高度距平资料,得到结果如下:(1)南海北部,在吕宋岛以西海域和东沙群岛附近海域,分别存在一个反气旋式涡和东沙群岛西南的气旋式涡.(2)南海中部,越南以东海域出现由暖涡W3和冷涡C3组成的一个准偶极子.在冷涡C3和暖涡W3以北分别存在一个暖涡W2和冷涡C2.(3)在越南近岸存在较强的、北向的西边界射流,此北向射流在14°N附近离岸转为东,并流入两涡W3和C3之间.(4)南海南部,在巴拉望岛的西南海域,100m以浅水层存在反气旋式涡,而在其较深水层,此处变为气旋式涡.(5)南海环流的动力机制有两个:最重要的动力因子为斜压场与地形相互作用项,其次为风应力与地形相互作用项.(6)讨论了夏季南海环流垂向速度w分布,例如在30m层,Ekman抽吸对垂向速度w分布起着重要作用.(7)与2000年夏季南海环流的比较,1998年夏季计算海域涡旋W3,C3,C2等的位置变化并不大.     

黄海夏季近岸海区环流的初步分析及其与风速的关系

2008年夏季,青岛近海海域浒苔大规模暴发,引起人们对黄海夏季近海环流的特别关注。该文通过分析江苏外海一个观测站点上的近26 d的夏季海流观测资料,发现这里存在一支流向比较稳定的北向流,垂向平均流速约3.4 cm/s,最大流速8 cm/s。研究表明,该北向流的变化主要受局地风场控制,南北向的流动与南北向风速的大小关系密切。     

1979-2012年北极海冰运动学特征初步分析

利用美国冰雪数据中心(NSIDC)发布的海冰速度和范围数据,本文分析了1979—2012年间北极海冰的运动学特征,以及北极海冰运动与分布范围演变之间的关系。结合欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布的2007和2012年高分辨率的气压场、风场数据,探讨了北极风场和气压场与海冰运动、辐散辐合和海冰面积的关系。结果表明,在1979-2012年间北极海冰平均运动速度呈显著增强的趋势,冬季海冰平均运动速度增加趋势明显强于夏季;北极、波弗特-楚科奇海域和弗拉姆海峡的冬、夏季海冰平均运动速度的增加率分别为2.1%/a和1.7%/a、2.0%/a和1.6%/a以及4.9%/a和2.2%/a。1979-2012年北极海冰平均运动速度和范围的相关性为-0.77,二者存在显著的负相关关系。北极冬季和夏季风场的长期变化趋势与海冰平均运动速度的变化趋势一致,冬季和夏季的相关系数分别为0.50和0.48。风场和气压场对海冰的运动、辐散及重新分布发挥着重要作用。2007年夏季,第234~273天波弗特海域一直被高压系统控制,波弗特涡旋加强,使得波弗特海域海冰聚集在北极中央区;顺时针的风场促使海冰向格陵兰岛和加拿大北极群岛以北聚合。2012年,白令海峡和楚科奇海域处于低压和高压系统的交界处,盛行偏北风,海冰从北极东部往西部输运,加拿大海盆的多年海冰因离岸运动而辐散,向楚科奇海域的海冰输运增加,受太平洋入流暖水影响,移入此区域的海冰加速融化,从而加剧海冰的减少。     

夏季季风爆发的数值预报

当低层强的西风开始和印度南部降水开始时,我们通常定为亚洲夏季季风的爆发。在这篇文章的研究中,我们试图从另一个观点去考虑定义夏季季风的爆发。因为根据季风是全球尺度的现象,在季风爆发期间,全球大气环流在某种程废上的变化可以预报出来。例如。我们考察了1979年的情况,发现在200hPa图上沿20°N纬圈上纬向波数为1时的动能的加强与夏季风的爆发是同时的。我们使用ECMWF和我们自己的1979～1985年间分析的热带风资料研究了全球夏季风爆发的七种情况。在夏季风爆发的阶段,在200hPa上,南亚上空的偏东风和中太平洋上空的偏西风都增强,这是全球尺度的变化,我们正在针对预报问题进行研究。     

2022年夏季中国高温的环流异常特征

基于美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)全球范围扩展重建海面温度资料第5版本(Extended Reconstructed Sea Surface Temperature version 5,ERSSTv5),以及美国国家环境预报中心和国家大气研究中心NCEP(National Centers for Environmental Prediction)/NCAR(National Center for Atmospheric Research)逐月全球再分析资料,采用相关、回归、合成及物理量诊断等方法,对2022年夏季中国大范围高温相关环流异常的可能成因进行了分析。结果表明:(1)2022年夏季南亚高压偏强并分别向东、西方向扩展,西太平洋副热带高压(以下简称“副高”)异常偏强西伸。2022夏季为拉尼娜(La Niña)年,但热带大西洋垂直上升环流相对西太平洋更强,且热带印度洋到西太平洋热带垂直上升环流异常也偏强。(2)2022年热带大西洋、印度洋到西太平洋上空垂直环流异常和La Niña共同作用,使得夏季南亚高压和西太平洋副高极端异常。La Niña和印度洋到西太平洋垂直环流异常有利于南亚高压和西太平洋副高的偏强西伸;热带大西洋环流异常则既有利于南亚高压的加强及东扩,也有利于西太平洋副高偏强西伸。(3)印度洋到西太平洋垂直环流主要通过局地经向哈得来(Hadley)环流影响青藏高原到中国东部的环流异常,表现为青藏高原到中国东部中低层为显著的辐散异常;热带大西洋则通过引起纬向风异常(急流异常),激发遥相关波列并向下游传播,进而影响青藏高原到中国东部地区的环流异常。     

东北季风与南海海洋环流的相互作用

针对冬、春季南海区风场，表层海流、海温场的季节变化，选用了２＾１／３层海洋模式和简单一层大气边界层模式，研究了冬、春季我作用下南海上层海洋环流的基本形态及其对ＳＳＴ的影响，估算了这种影响对海南风场的反馈效应。研究结果表明，冬、春季东北 与南海五流的相互作用对吕宋岛西部海域的气旋式冷涡的形成和维持有利。冬季（１月）强东北风作用使南海上层为一气旋式环流，上层环流对季风的反馈作用可使南海西北部东北风减弱