北太平洋中纬度地区冬半年海温变化特征分析

本文用相关分析的方法,讨论了引起北太平洋中纬度地区冬半年月平均海温变化的两类过程。第一类过程是通过海洋向大气的潜热、感热输送,引起海洋混合层中热贮存量的变化。第二类过程发生在海洋内部。分析表明,这两类过程对海温变化都有比较重要的作用。      

热带太平洋和印度洋海温年际变化的均方差分析

运用1951～1997年热带（20°N～20°S,50°E～80°W）海温（SST）资料求出其各月的均方差,结果表明:太平洋海温变化相对印度洋海温变化要明显,特别是赤道中东太平洋附近 （165～90°W,6°N～6°S）的海温变化比较显著,其海温的变化范围在2～4°C左右,3～4月份海温年际变化小,11～12月海温年际变化大;“暖池”附近洋面海温年际变化也小。而印度洋海域的海温变化范围在1～2°C左右,在印度洋南半球洋面海温变化比北半球洋面海温变化相对较大。同时,根据上述海温变化特征确定了几个海温年际变化最大的关键区。     

西太平洋副热带高压异常进退的对比分析

对1980年7月29日—8月16日西太平洋副高位置持续偏南和1983年7月16日—8月12日西太平洋副高位置持续偏北的两次季节内副高中期进退过程的环流特征和加热差异作了对比分析,讨论了东亚季风与对流活动、副高进退之间的关系.      

MEAN SQUARE DEVIATION ANALYSIS OF INTERANNUAL SST VARIABILITY IN TROPICAL PACIFIC AND INDIAN OCEAN

Using the SST data series in tropical ocean(20°N-20°S,50°E-80°W)during 1951-1997 to calculate its monthly mean square deviation,the work obtains results showing that interannual SST variability of the Pacific is more significant than that of the Indian Ocean.Especially near the central and eastern equatorial Pacific(165°W-90°W,6°N-6°S）。where it ranges from 2℃ to 4℃.The interannual SST variability is obvious in November and December but small in March and April.The interannual variabiltiy of “warm pool“SST is not so obvious as that of the eastern equatorial Pacific,Howerver,interannual SST variability of the Indian Ocean ranges from 1℃to 2℃ or so,being smaller than that of the Pacific,In the Indian ocean.Interannual SST variability of the Southern Hemisphere is more obvious than that of the Northern Hemisphere,According to above characterstics of interannual SST variability,the key sectors are determined.     

华南一次非中气旋海面龙卷的大气条件和雷达特征分析

利用S波段双偏振雷达、风廓线雷达、L波段探空雷达、区域自动站等观测资料和ERA5再分析资料, 对2019年5月26日发生在华南地区一次季风暴雨中海上龙卷过程的大气条件和雷达特征进行了详细分析。(1)低层辐合、高层辐散、中层短波槽东移的环流特征为龙卷的对流风暴提供了有利的大尺度动力抬升条件, 与大多数陆龙卷的形成机制相似。(2)该龙卷形成的环境条件也与一般非中气旋陆龙卷近似, 具有中等大小的对流有效位能, 对流抑制能量接近0, 为该对流风暴发生发展提供了热力条件, 具有发生龙卷的潜势; 强0~1 km低层风垂直切变和0~6 km深层风垂直切变为该对流风暴发展提供了动力条件, 其中低层风垂直切变远高于过去对陆龙卷低层风垂直切变统计的下限。(3)雷达发现: 龙卷出现前后, TVS(Tornadic Vortex Signature)雷达产品多次定位提醒, 但中气旋产品并未有提醒, 有一定示警作用; 径向速度产品揭示了龙卷正负速度对的发展变化; 龙卷低层旋转速度大值区多位于带状回波前沿, 对应的差分反射率Z_DR减小, 相关系数CC较低, 有利于确定龙卷的持续时间和影响范围。      

2016年厦门机场一次爆发性浓雾的天气条件分析

浓雾不仅严重威胁着航空运行安全,而且导致的航班延误和取消亦给航空公司和社会经济效益带来巨大损失,因此开展机场爆发性浓雾的研究具有重要的科学意义和应用价值。利用常规气象观测资料、ECMWF细网格精细化数值预报产品(简称EC)和NCEP全球再分析资料,对2016年4月16日21:03—17日8:13(北京时)发生在厦门机场的一次爆发性浓雾天气过程进行分析,结果表明:海风和地面长波辐射为本次浓雾爆发性形成提供主要热力冷却条件。雾前10 min海风风速的突增使空气过饱和度增大,促使了雾的生成和爆发性增长。潮湿土壤的蒸发提供了充足水汽,也是雾第二次爆发性增长的直接原因。850 hPa以下显著增温增湿和700 hPa下沉运动维持了贴地强逆温,为雾爆发性形成提供了极稳定的层结条件。EC对此次浓雾形成的重要因子预报能力差异较大,虽然能准确预报海风的形成和机场入夜后云量的骤减,但对于海风预报的稳定性有待提高。     

CHARACTERIZATION AND CAUSAL ANALYSIS OF TEMPORAL AND SPATIAL VARIATION IN DRY-WET CONDITIONS IN AUTUMN IN SOUTHWEST CHINA

Based on the daily precipitation and temperature data of 97 stations in Southwest China(SW China) from1960 to 2009, a dry-wet index is calculated. The spatiotemporal variation characteristics of dry-wet conditions,precipitation and temperature are studied. Then the abnormal atmospheric circulation characteristics are discussed using reanalysis data. The results show that SW China has exhibited an overall trend of autumnal drought since the late1980 s, and this drought trend became more significant early in the 2000 s, especially in the eastern SW China. Autumnal dry-wet variation in southwestern China showed two major modes: consistent change across the entire region and opposing changes in the eastern and western regions. The spatial distribution of dry-wet anomalies was more significantly affected by precipitation, while temporal variation in dry-wet conditions was more strongly influenced by temperature. The former mode is affected by the anomalies of the precedent SST near the Western Pacific Warm Pool,the Western Pacific Subtropical High, the East Asian Trough and the South Trough. The latter mode is related to the wind anomalies in the eastern SW China and the vertical movement in the western and eastern SW China. These are the main influencing factors for the autumn dry-wet variation in SW China, which are of great significance to the prediction of drought.     

2011年第26届世界大学生运动会海上基地选址的气象条件分析

在分析深圳50多年来8月高影响天气的基础上,利用自动气象站网和海上实时观测资料,用数理统计和数值模拟的方法,对海上基地三个选址方案:桔钓沙、沙鱼涌和官湖海域的风环境场进行对比,重点分析首选方案桔钓沙海区域的8月风场变化情况,为2011年世界大学生运动会海上基地选址提供科学依据。结果表明:桔钓沙海域风速比陆地大,平均风速3 m/s,极大风速20 m/s的概率90%,风向摆角符合赛事要求的概率80%,说明桔钓沙海域风环境能够满足海上赛事的要求;通过对典型形势场数值模拟,桔钓沙海域的风速比沙鱼涌和官湖海域大,且风向稳定,风向摆动小,在三个待选方案中为最佳方案。另外,分析还发现桔钓沙海域海陆风效应明显,比赛安排在10—17时更适宜。     

对1972年厄尼诺过程中印度洋和太平洋赤道地区风场变化的分析

1972-1973年发生了一次强厄尼诺过程。已有不少人[1-4]对这次厄尼诺过程中海洋要素和气象要素的变化进行了分析。这些讨论均将范围局限于太平洋地区。本文利用了COADS资料,对印度洋、太平洋赤道地区风场和海温场的变化作了综合分析,井对它们的变化与厄尼诺的关系进行了讨论。     

风能输入参数对珠江口波浪模拟的影响

珠江口是粤港澳大湾区的核心区域,台风、风暴潮和巨浪等海洋灾害频发,对沿岸人民的生命财产安全构成严重威胁。准确的高分辨率波浪模拟/预报对区域经济建设和防灾减灾具有重要意义。波浪预报/模拟的质量很大程度上取决于风能输入的误差。本研究基于WAVEWATCH III(WW3)的南海-珠江口双重嵌套精细化海浪模式,探讨不同的风场产品与风能输入参数方案组合对珠江口波浪动力过程模拟的影响,确定最优的风场和参数方案组合。ERA5风场更适合珠江口海域的风浪模拟,其模式结果略优于采用CFSR风场的模式结果。ERA5风场+T500方案的组合对珠江口波高变化过程的模拟效果最好,ERA5风场+T471方案的组合次之,ERA5风场+ST6方案再次之。CFSR风场与T471f参数方案最为适配,其结果稍差于ERA5风场+ST6参数方案。T500方案调整高风速下的风能输入和涌浪对风能输入的反馈作用,并考虑水深引起的波浪破碎效应,更适合水深限制的珠江口浅水区域。另外,WW3模式开关ST4的参数方案的表现优于开关ST6的参数方案。     

大尺度瞬变涡旋经向热量和水沟通量在纬向平均气流形成中的效应

在一个纬向平均模式中加入大尺度瞬变涡旋经向热量和水汽通量参数化方案。模拟出涡动通量的空间分布和时间变化。实验表明，涡动通量在中高、纬地区大气能量输送过程中起重要作用。应用上述参数化方案提高了模式的模拟能力。     

冬春季切变类冰雹发生条件的对比分析

本文以 1996年 12月 31日和 1981年 5月 1日为例 ,对冬、春季节发生在江苏的较大范围的切变类冰雹天气过程作了对比分析。结果指出 ,无论冬季或春季当高原东部有深槽东移 ,冷暖空气在江淮地区交汇 ,地面抬升系统为暖切 ,并有大气层结不稳定 (Δθse( 50 0 - 850 ) <0℃ =中心和较强的风向和风速垂直切变、85 0hPa西南急流轴、85 0hPa最大水汽通量轴线、5 0 0和 85 0hPa正涡度中心等相配置时 ,就可能导致江苏地区较大范围强对流天气的发生。     

广州市大气污染与气象条件关系的统计分析

利用地面天气图、高空天气图（850hPa、500hPa）以及气象要素资料,统计分析了2002-2004年广州市10个典型的空气污染过程与各种天气系统以及气象要素间的联系,得出了秋冬季、春季和夏季广州市大气污染与各种天气类型的一些关系,并对地面各种气象要素与污染过程的关系进行了半定量分析,得出了广州市大气污染过程的一些天气概念模型及气象要素指标。     

华南地区秋季无降水日的变化特征及其与海温的联系

选用中国气象局提供的华南地区(共48个站)1960—2011年共52年的逐日降水资料,通过EOF分解、回归分析等方法分析了华南地区秋季无降水日的变化特征及其与海温的联系。研究结果表明,在华南各个区域的无降水日数年均分布基本保持一致,但秋季的发生频次最多,且线性上升趋势最强。因此,侧重分析华南地区秋季无降水日数特征,EOF分解的主要模态在空间上表现为无降水日数呈现全区域一致变化,时间序列上包含年际和年代际变率。进一步寻找前期典型海区的影响,表明显著影响的海域为前期(7—8月)西北太平洋。该地区的海温将通过影响整层水汽通量散度和局地的下沉运动,不利于秋季降水的发生。     

海洋垂直混合对中尺度海气浪耦合模式预报效果的敏感性试验

为了比较两个不同的海洋垂直混合参数化方案在中尺度海气浪耦合模式数值预报中的效果,采用军队T₇₉₉全球预报系统和西北太平洋海洋预报系统的预报场资料驱动区域中尺度海气浪耦合模式,针对西北太平洋在2014年9月7—10日和17—20日的大气和海洋要素场进行数值回报试验,并将同期台风观测资料、NCEP再分析资料以及NOAA海表面温度数据各自与模式结果进行比较。结果表明,在无台风天气下使用GLS-ε方案对大气要素的预报效果更好,而MY2.5方案在台风天气影响下表现更好,同时其在连续8天的预报中无溢出现象,较GLS-ε方案稳定性更好;台风影响区域的海表面温度对MY2.5方案更敏感;台风天气过程中,MY2.5方案引起的海洋上层温度混合更强烈。      

黑龙江初夏降水的主模态特征及其前兆海洋信号分析

基于NCEP/NCAR再分析资料, 采用EOF分解、滑动t检验、相关系数等方法对黑龙江省初夏降水及其前兆信号进行了诊断分析。结果表明, 黑龙江全省初夏降水距平的空间分布以总体一致型为主, 此外, 还呈现东西反向型。总体一致型模态时间系数在1993年前后有明显的突变点。分析突变点前后降水主成分与500hPa位势高度、200 hPa纬向风、850 hPa矢量风以及前期海温的关系, 发现在突变前后影响初夏降水的同期主要系统均为东北冷涡和高空西风急流轴, 但冬季(北半球, 下同)澳大利亚周边海温对初夏降水的影响在突变前后存在明显变化。突变前在澳洲西北部, 暖海温造成东亚南高北低环流, 东北冷涡强, 高空急流偏北; 突变后在澳洲东北部, 冷海温导致东亚“+, -, +”波列, 东北冷涡弱, 高空急流偏南。      

两类ENSO事件前期的热带太平洋海温距平场

分析了１９５６年以来两类ＥＮＳＯ事件热带太平洋海温距平场的特征。结果指出,东部型ＥｌＮｉｎｏ事件前期为ＬａＮｉｎａ事件年,热带中东太平洋为强的海温负距平,东部型ＬａＮｉｎａ事件前期为ＥｌＮｉｎｏ事件年,热带中不太平洋为强的海温正距平,中部型ＥｌＮｉｎｏ事件前期热带中西太平洋多为明显的海温正距平,中部型ＬａＮｉｎａ事件前期热带东太平洋多为明显的海渐负距平。两类ＥＮＳＯ事件前期海温距平场特殊基本相反。     

南亚地区季风与邻近海域海温相互影响的初步研究

文中利用简化的海 气耦合模式及低谱方法和多平衡态理论 ,讨论了南亚地区冬夏季风与邻近海域海温季节变化之间的相互影响。结果表明 :(1)冬季风较强时 ,冬季海温较低 ,翌年夏季海温也较低 ;反之亦然。夏季风较强时 ,夏季海温较高 ;反之亦然。夏季风强弱对冬季海温的影响不明显。 (2 )海 气相互作用使南亚冬季风和夏季风都加强。海温经向梯度使冬季风加强 ,而夏季风减弱。     

EFFECTS OF SPATIAL VARIABILITY ON THE SCALING OF LAND SURFACE PARAMETERIZATIONS

Understanding and modelling physical and dynamical processes over heterogeneous land surfaces have becomea central focus of many recent studies. There is aconsiderable debate, however, over how to representthe effects of spatial heterogeneity in mesoscale andglobal scale models. Here, a computationally efficientanalytical approach is presented to evaluate scalingproperties of land surface representations. It isshown that the effects of spatial variability may not benegligible for commonly encountered land surfaces andassociated parameterizations. Second-order correction termsinvolving variances of the parameters and covariancesof each pair of land surface parameters are developedto account for the effects ofheterogeneity. Using this analytical approach, weshow that the detail of spatial heterogeneity may not beimportant for the infrared radiation and reflectedsolar radiation from the surface, while sensible andlatent heat fluxes are shown to be sensitive toheterogeneity. Assumptions related todifferent parameterizations for the same physicalprocess could potentially lead to different inferencesregarding the influence of spatial heterogeneity. Theproposed approach, however, is capable of identifying therole of different parameterizations in estimating theinfluence of spatial heterogeneity. These analyticalresults are consistent with the results of severalrecent numerical and field experiments that deal withthe effects of small-scale heterogeneity in landsurface characteristics.     

一种台风海面非对称风场的构造方法

针对台风数值预报中由于采用对称模型而导致预报误差的现实,通过引入非对称分布的台风最大风速、最大风速半径等因子,在得到台风报告中7级风和10级风的半径的基础上,利用最佳权系数方案来得到非对称的台风外围风速分布因子,从而对Chan and Williams 1987年提出的切向风廓线方案进行改造,进而得到了台风海面非对称风场的计算式。检验表明,该方法能够描述台风海面风场的非对称分布,具有较好的应用前景。