1982—83年厄尼诺现象与西北太平洋夏季(6—8月)低纬环流特征的初步分析

1982—83年的厄尼诺和南方涛动是本世纪最强的一次ENSO(El-Nino/Southern Oscill-ation)事件。本文分析对比了El-Ni(?)o当年(1982)夏季(6—8月)和El-Nino次年(1983)夏季的西北太平洋低纬度环流特征发现有明显的差异,在1982年夏季,西北太平洋副热带高压明显偏弱;850hPa低纬度西风较强;200hPa上低纬度东风较强,在赤道海洋上已建立了沃克反环流,根据1982年和1983年夏季向外的长波辐射差异图可发现菲律宾以东洋面上ITCZ活跃。而在1983年夏季的低纬度环流几乎与1982年夏季的相反。这两年上述的差异是与赤道太平洋中部或东部的海温异常增暖有关的。      

2015/2016年超强厄尔尼诺事件气候监测及诊断分析

文章基于国家气候中心现行厄尔尼诺监测和诊断业务规范,分析了2015/2016年厄尔尼诺事件的现状及其演变过程,并将之与1982/1983年以及1997/1998年厄尔尼诺事件做对比。监测结果表明,2015/2016年厄尔尼诺事件是自1951年以来继1982/1983年和1997/1998年厄尔尼诺事件之后的第三次超强厄尔尼诺事件,并且在持续时间、峰值强度、累计海温距平和海温距平连续超过2.0℃的时间等指标上均强于前两次超强厄尔尼诺事件。赤道中西太平洋的多次西风爆发过程驱动次表层异常暖海温东传,使得厄尔尼诺事件发展。与前两次超强厄尔尼诺事件对比发现,2015/2016年厄尔尼诺事件盛期暖海温中心强度和范围较前两次事件偏小,南方涛动强度较前两次偏弱,西风爆发过程中西风异常强度也小于前两次事件。     

2015/2016厄尔尼诺事件的衰减位相及其对应的西北太平洋环流异常

利用季节平均Had ISST海温、CMAP降水及NCEP风场数据,分析了2015/2016超级厄尔尼诺衰减期的特征及其对应的西北太平洋大气环流异常。结果表明:2015/2016厄尔尼诺事件除了成熟位相冬季强度大以外,还具有在随后春季衰减快,到夏季就消亡的特征。伴随着厄尔尼诺的迅速衰减,西北太平洋有较强的反气旋环流异常维持。厄尔尼诺衰减位相与西太反气旋异常存在相互作用。一方面,由于此次厄尔尼诺事件强度强,衰减期热带印度洋有显著的暖海温异常从冬季一直维持到夏季,有利于西太反气旋的增强和维持。另一方面,西太反气旋环流异常的维持及其南侧东风异常的发展使得中东太平洋正海温异常减弱,令厄尔尼诺事件快速衰退。此外,通过与1982/1983和1997/1998年比较发现,这三次超强厄尔尼诺事件虽强度相当,但衰减位相及与之相联系的西太反气旋异常都不尽相同。1982/1983事件衰减慢,维持时间长,对应的西太反气旋强度弱。而1997/1998事件衰减快,维持时间短,对应的西太反气旋强度在春季和夏季都强盛维持。2015/2016事件的衰减速度明显快于1982/1983事件,对应的西太反气旋也强于1982/1983事件,由于2015/2016事件增暖中心偏向于中东太平洋,而这里是厄尔尼诺衰减过程中负海温异常最先出现的区域,因此尽管2015/2016事件中西太反气旋异常的强度弱于1997/1998事件,但衰减速度及衰减位相维持时间与1997/1998相当。本文研究结果表明厄尔尼诺衰减与西太反气旋异常之间的关系较为复杂,需进一步研究。     

利用热带测雨卫星的测雨雷达资料对1997/1998年El Ni?o后期热带太平洋降水结构的研究

利用热带测雨卫星的测雨雷达(TRMM PR)的探测结果,对1997/1998年 El Ni(n)o后期热带太平洋的降水结构进行了研究,并对比了非El Ni(n)o的1999年和2000年的同期降水情况,取得如下结果:(1)1997/1998 El Ni(n)o后期与非El Ni(n)o期间相比,1997/1998 El Ni(n)o后期,热带东、中太平洋层云降水和对流云降水的比例明显增大、平均降水率也增大,并且层云强降水的比例增多,而层云弱降水比例减少.(2)在非El Ni(n)o期间,热带东、中太平洋对流云降水系统较为浅薄,冻结层高度比西太平洋低约0.5 km;而在1997/1998 El Ni(n)o后期,这种差异明显减小,热带东、中太平洋对流云降水和层云降水都变得深厚;对流云降水和层云降水的降水率随高度的变化也发生了变化.(3)对大气环流的分析表明,对应于降水结构的变化,热带太平洋地区的高空辐合辐散分布也发生了改变,导致Walker环流在1997/1998 El Ni(n)o后期减弱.     

南海夏季风爆发过程合成分析

在与1982／1983年强ENSO过程比较的基础上，揭示了1997／1998年ENSO暖事件发展迅速、强度极大、结束突然等关键性特点，进一步分析了这次暖事件爆发过程中热带印度洋和西太平洋大气季节内振荡的变化特点。并对1997／1998年ENSO过程中海洋和大气演变特征进行深入的诊断分析，对于认识ENSO机制，提高ENSO预报水平具有十分重要的科学意义。     

向日葵籽粒增重规律及其与气象条件的关系

本着为向日葵生产发展提供一定气象依据的目的,白城地区农业气象试验站1982—1984年共进行了三年分期播种试验。1982年播种期是10/5,20/5,30/5,10/6,23/6五期;1983年增加了20/4,30/4两期,去掉了23/6那一期,共六期;1984年又去掉20/4那一期,仍为五期。1983和1984年为2个重复。     

术语解释

厄尔尼诺：厄尔尼诺为西班牙语"EINino"的音译。在南美厄瓜多尔和鲁沿岸;海水第年都会出现季节性增暧现象,因为这种现象发生在圣诞节前后,则被当地渔民称为厄尔尼诺,是"圣婴"（上帝之子）的意思。现在厄尔尼诺一词已被气象和海洋学家用来专门指那些发生在赤道太平洋东部和中部海水的大范围持续异常增暧现象。这种现象一般2～7年发生一次,持续时间为半年到一年半。80年代以来,厄尔尼诺发生频数明显增加,强度明显加强,1982/1983年和1997/1998年的事件则是本世纪最强的两次事件。术语解释     

A DIAGNOSTIC ANALYSIS OF 1997/1998 ENSO EPISODE AND ROLE OF INTRA-SEASONAL OSCILLATION IN TROPICAL ATMOSPHERE

On the basis of comparison of 1982/1983 strong ENSO processes, key characteristics such as rapid development, immense intensity and abrupt retreat are revealed with regard to the warm episode in 1997/1998, features governing the intraseasonal oscillation for the tropical Indian Ocean and the western Pacific during its onset and evolution of the ocean and atmosphere for the process are diagnostically studied in detail.     

区域海气耦合模式对1997/1998年我国夏季气候异常的数值模拟

利用区域海气耦合模式(RegCM3-POM)设计不同的耦合时步,对我国1997/1998年夏季气候异常进行数值模拟,研究不同耦合时步对模拟结果的影响,并将耦合试验结果与单独的大气模式(RegCM3)的模拟结果进行对比分析,以验证RegCM3-POM对东亚地区气候异常的再现能力。模拟结果表明,耦合模式不同的耦合时步试验都较好地模拟出1997/1998年夏季海温的分布,对于1997/1998年海温的差异模拟结果也较为可信。以6小时作为耦合时步的耦合试验,能更好地模拟出1997年华北夏季干旱及1998年我国东部异常洪涝的特征。耦合模式对1997年华北干旱的模拟效果最为理想,而对1998年降水模拟性能较单独的大气模式结果也有一定程度的提高。在对夏季中低层(500 hPa及以下)环流场的模拟中,耦合试验表现出较好的模拟能力。从水汽输送的分析中可以看出,耦合模式能更好地模拟出1997/1998年夏季来自海洋上的水汽输送,与1997年相比,从海洋上输送到我国东部地区的水汽偏多,耦合试验较好地模拟出1997/1998年的水汽输送特征及二者之间的差异,单独的大气模式的模拟结果较差。     

热带大西洋暖海温促使拉尼娜事件发生的可能性研究

首先,通过对多年冬、春季节热带大西洋海温、夏季大气季节内振荡(MJO)异常活动特征和冬季太平洋ENSO之间的分析研究,发现三者之间存在显著的相关关系。其次,1951年以来最强的两次厄尔尼诺年(1982和1997年)后都跟随着拉尼娜年。因此对1983、1998和2016年大西洋春季海温及MJO信号进行的分析和比较表明,2016年初大西洋关键区海温异常偏暖,与1998年情况较为类似。2016年夏季,MJO可能出现在印度洋异常活跃的情况,并可能导致热带太平洋秋、冬季节出现中等强度的拉尼娜事件。     

2015/2016年超强El Nio局地海气特征及其特殊性

利用NOAA海表温度和NCEP/NCAR大气环流等全球再分析资料,讨论了2015/2016年超强El Nio事件局地海气过程的演变特征,并与1982/1983和1997/1998年两次强El Nio事件做了对比分析。结果表明,2015/2016年El Nio在峰值强度、持续时间、累计海温距平等指标上都略强于前两次El Nio,可视为有完整气象观测纪录以来的最强事件;与前两次事件相比,2015/2016年El Nio海温异常中心位置明显偏西,热带东太平洋海温相对较冷而中太平洋更暖,由于热带对流对海温的非线性响应,赤道东太平洋降水相对较弱,中太平洋则显著偏多,这在El Nio当年12月至次年4月尤为明显;此外,在前两次El Nio的成熟期至衰减期,中太平洋大气响应都存在明显的南移特征,西风异常和对流中心都从赤道南移到了5°S以南。而2015/2016年中太平洋大气响应一直位于赤道附近,南移特征相对较弱,ENSO和年循环相互作用的组合模态相比前两次较弱,西北太平洋反气旋的强度也弱于前两次。这主要是由于2015年冬季至2016年春季,热带太平洋暖海温异常位置偏西,中太平洋海温异常明显强于前两次,叠加气候平均态海温之后,赤道南北两侧海温都高于对流阈值,对流旺盛,这大大削弱了大气响应的经向移动和ENSO组合模态的强度。     

Sea Surface Temperature Extremes of Different Intensity in the China Seas During the Global Warming Acceleration and Hiatus Periods

Based on the daily OISST V2 with 0.25o horizontal resolutions, we study the variations of sea surface temperature (SST) extremes in the China Seas for different segments of the period 1982-2013. The two segments include the warming acceleration period from 1982 to 1997 and hiatus period from 1998 to 2013 when the global surface mean temperature (GSMT) was not significantly warming as expected during the past decades, or even cooling in some areas. First, we construct the regional average time series over the entire China Seas (15o–45oN, 105o–130oE) for these SST extremes. During the hiatus period, the regionally averaged 10th, 1th and 0.1th percentile of SSTs in each year decreased significantly by 0.40°C, 0.56°C and 0.58°C per decade, respectively. The regionally averaged 90th, 99th and 99.9th percentile of SSTs in each year decreased slightly or insignificantly. Our work confirmed that the regional hiatus was primarily reflected by wintertime cold extremes. Spatially, the trends of cold extremes in different intensity were non-uniformly distributed. Cold extremes in the near-shore areas are much more sensitivity to the global warming hiatus. Hot extremes trends exhibited non-significant tendency in the China Seas during the hiatus period. In word, the variations of the SST extremes in the two periods were non-uniform spatially and asymmetric seasonally. It is unexpected that the hot and cold extremes of each year in 1998–2013 were still higher than those extremes in 1982–1997. It is obvious that relative to the warming acceleration period, hot extremes are far more likely to occur in the recent hiatus as a result of a 0.3°C warmer shift in the mean temperature distribution. Moreover, hot extremes in the China Seas will be sustained or amplified with the end of warming hiatus and the continuous anthropogenic warming.     

珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线观测研究

根据2004年10月珠江三角洲3个代表性观测点大气边界层观测资料, 分析了珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线特征。结果表明:珠江三角洲秋季气温递减率较低, 逆温出现频率较高, 强度较弱, 海风使珠江口贴地逆温的出现时间推迟、低空逆温的出现频率增加。珠江三角洲秋季受多种局地环流影响, 边界层内风廓线比较复杂, 晚上城市群与非城市群地区风向有明显差别; 城市群和珠江口多次分别观测到城市热岛环流和海风环流。     

中国业务动力季节预报的进展

利用动力模式开展季节到年际的短期气候预测 ,是目前国际上气候预测的发展方向。自 1996年以来 ,经过 8a多的研制和发展 ,国家气候中心已建立起第 1代动力气候模式预测业务系统 ,其中包括 1个全球大气 海洋耦合模式 (CGCM )、1个高分辨率东亚区域气候模式 (RegCM_NCC)和 5个简化的ENSO预测模式 (SAOMS) ,可用于季节—年际时间尺度的全球气候预测 ;全球海气耦合模式与区域气候模式嵌套 ,可以提供高分辨率的东亚区域气候模式制做季节预测。CGCM对 1982～ 2 0 0 0年夏季的历史回报试验表明 ,该模式对热带太平洋海表面温度和东亚区域的季节预测具有较好的预测能力。RegCM NCC的 5a模拟基本上能再现东亚地区主要雨带的季节进展。利用嵌套的区域气候模式RegCM NCC对 1991～ 2 0 0 0年的夏季回报表明 ,在预报主要季节雨带方面有一定技巧。 2 0 0 1～ 2 0 0 3年 ,CGCM和RegCM NCC的实时季节预报与观测相比基本合理。特别是 ,模式成功地预报了 2 0 0 3年梅雨季节长江和黄河之间比常年偏多的降水。SAOMS模式系统的回报试验表明 ,该系统对热带太平洋海表面温度距平有一定的预报能力 ,模式超前 6～ 12个月的回报与观测的相关系数明显高于持续预报。 1997～ 2 0 0 3年 ,SAOMS多模式集合实时预报与观测的相关系数达到     

冬季西、北江径流量异常的前期海-气背景场特征

1990年以来珠江口出现7次强咸潮,主要原因是珠江流域秋、冬季少雨,西、北江径流减少。根据实测资料,分析西、北江流域近50年来冬季径流量变化特点,从大尺度海-气相互作用出发,分析冬季径流量减少的前期海-气特征,得出E l N ino与La N ina发生次年冬季,西、北江径流量出现负距平的机率分别为10/14和10/11,与副高强弱有关。这在冬季径流量预报及珠江口咸潮超前预警上有重要参考价值。并据此预测2005/2006冬季径流量为负距平,极可能再次出现强咸潮。     

两次超强厄尔尼诺事件海温异常与次年中国东部夏季降水特征对比

利用NOAA逐月海表温度(SST)资料,NCEP/NCAR风场、高度场和比湿再分析资料和国家信息中心提供的753站逐日降水资料,对比分析了1997/1998年和2015/2016年两次强厄尔尼诺事件的海温异常分布特征、次年中国东部夏季降水以及环流异常特征,结果表明:1)2015/2016的厄尔尼诺事件是自1950年以来持续时间最长,强度最强的一次事件,日界线附近的海温较1997/1998年的偏高。2)1997/1998年厄尔尼诺事件次年华南西部、江南北部到长江流域、黄淮北部到华北南部以及我国东北地区降水较常年偏多。而2015/2016年厄尔尼诺事件次年降水范围和强度相对较小,强雨带主要分布在长江流域一带、黄淮地区和华北一带及河套北部。3)1997/1998年事件次年夏季西北太平洋副热带高压强盛,位置偏西,脊线偏南,向上垂直质量输送异常偏强、高低层水平风场配合以及水汽通量异常辐合偏强均有利于长江流域一带以及我国东北地区降水产生,而2015/2016年事件次年的副高相对偏弱,且脊线位置偏北、偏东,水平、垂直异常环流和水汽偏弱,因此降水范围和程度较1997/1998年的偏弱。从海温分布型和次年对我国东部夏季降水造成的影响上看,2015/2016年的超强厄尔尼诺事件有别于传统东部型事件。     

1976／1977年与1982／1983年ElNino事件的大气海洋特征

根据ＮＭＣ客观分析资料进行诊断分析,揭示了１９７６／１９７７年及１９８２／１９８３年两次ＥｌＮｉｎｏ事件发生,发展的显著差异。１９７６／１９７７年事件前期东亚为弱冬季风,而１９８２／１９８３年事件前期东亚为强冬季风。     

1997/1998年ENSO过程与热带大气季节内振荡

根据珠江口气象站风速与潮汐站潮位资料,对1955～1998年12次El Nino过程的珠江口季风强度与海平面变化特点进行合成分析,结果表明,El Nino发生前一年冬季,珠江口冬季平均风速较常年值大0.4 m/s,El Nino发生当年,月平均风速也普遍大于常年,而月平均海平面则普遍较常年偏低,其中10与11月份负距平为6 cm左右。东亚地区的季风异常对珠江口海平面异常有着重大的影响。