南海夏季风暴发过程的低频特征

应用1979～1996年共18a的NOAA卫星OLR资料及NCEP/NCAR再分析850hPa风场资料,分析了夏季南海地区及南海季风暴发过程的某些低频特征。认为北半球夏季南海地区的低频活动较活跃,并且具有明显的年际变化,这种年际变化同南海季风的暴发时间有联系。南海地区的低频振荡在南海季风暴发后增强。通过对18a 及K*的时段叠加合成图的分析,发现南海夏季风的暴发同赤道印度洋低频振荡的东传及西太平洋低频扰动西传有密切联系,南海夏季风暴发期间南海地区将印度洋与西太平洋之间的低频活动联系在一起。     

The relationship between sea surface temperature anomalies in the North Atlantic and summer monsoon in South Asia

Having been calculated and analysed, it is found in this research paper that there exist a close lag relationship between sea surface temperature (SST) change in the north of the North Atlantic and height change at 500 hPa level in South Asia. In this paper, it is focused on the analysis of physical processes of the relation between SST and height and their effect on summer monsoon in South Asia.     

南海夏季风爆发与南海热含量异常特征的相关分析

通过利用1958—2007年SODA月平均海温资料、1958—2008年NCEP/NCAR再分析资料以及1974—2008年NOAA卫星月平均OLR资料,分析了南海季风与南海上层海洋热含量之间的可能关系,发现南海夏季风爆发早晚与前冬南海上层海洋热含量存在显著的负相关,即当冬季南海上层海洋热含量偏高(低)时,次年南海夏季风爆发早(晚)。进一步对南海夏季风爆发异常年前期及前冬南海东部热含量异常年的相关大气环流特征分析后发现,南海夏季风爆发偏早和偏晚年前期的OLR特征、对流层环流特征及位势高度场分别与前冬南海东部热含量异常偏高和偏低年相一致。得出冬季南海东部热含量偏高(低)时,OLR在赤道东印度洋至我国南海及菲律宾以东为负(正)距平,南海地区对流加强(减弱);在纬向方向上,大气环流特征表现为正(负)的Walker距平环流,低纬Walker环流发展(减弱);在经向方向上,南海地区南北向局地Hadley环流加强(减弱);次年初春(3—4月)500hPa位势高度场在西太平洋副热带高压区总体为负(正)距平,副热带高压偏弱(强)。因此有(不)利于南海夏季风的早爆发。南海和西太平洋暖池区热含量异常都通过对流作用影响其上空大尺度...     

亚洲南部地区海陆分布对亚洲冬季风影响的数值试验

利用美国国家大气研究中心研制的第三代公共气候模式CCM3/NCAR,设计了一系列数值试验,研究非洲大陆、印度半岛、中南半岛与其周围的阿拉伯海、印度洋和孟加拉湾及南海海陆交叉分布对亚洲冬季风环流形成的重要作用.试验结果表明:亚洲南部地区的阿拉伯海、孟加拉湾和南海冬季风及其越赤道气流的存在与非洲大陆-阿拉伯海-印度半岛-孟加拉湾-中南半岛-南海的海陆热力差异有关;并且冬季热带地区北风分量的产生也与次行星尺度海陆热力差有关,同时这些次行星尺度海陆热力差也对副热带和高纬度冬季风形成有明显作用.试验结果也表明中南半岛不仅对临近的冬季风有局地的影响,对冬季风的传播也有重要的作用,中南半岛的存在减弱了流向孟加拉湾和印度的冬季偏东风气流,使部分气流在南海转向,形成了南海冬季风;另外,非洲陆地、印度半岛和中南半岛的存在都能对其高空的副热带急流产生重要的影响,尤其是印度半岛和中南半岛的存在对高原南支副热带急流的维持有重要的作用;另外也讨论了这些陆地与海洋间的热力差对冬季地面气温和降水的影响.     

东亚季风过渡带降水变化特征及物理机制研究进展

东亚季风过渡带地处东亚夏季风北边缘附近,是典型的生态脆弱区与气候敏感带。东亚季风过渡带降水变化同时与东亚夏季风和中高纬西风带环流系统的变化密切关联,变异机理与典型季风区和干旱区降水有较大差别。目前专门针对东亚季风过渡带降水变异机理的研究还比较少。 此文从东亚季风过渡带夏季降水的年际、年代际变化特征和物理机制出发,分别回顾热带关键区的海温异常和中高纬环流系统等对东亚季风过渡带夏季降水年际变化的影响,以及太平洋年代际振荡、大西洋多年代际振荡与气候系统外强迫对东亚季风过渡带降水年代际变化的贡献。最后, 在进展回顾的基础上,展望定量区分外强迫和内部变率对东亚季风过渡带降水年代际变化的相对贡献等未来需进一步开展的研究方向。     

The effects of different sea surface temperature distributions over the western Pacific on the summer monsoon properties

A modified and improved primitive equation numerical model with p-sigma incorporated vertical coordinates is used to simulate the effects of different sea surface temperature distributions over the western Pacific on the summer monsoon properties. The different sea surface temperature (SST) distributions are automatically generated in the time integrations by using two different SST models, one of which is called the deep ocean model (DOM) and the other the shallow ocean model (SOM). The SST generated by the DOM has the distribution pattern of the initial SST which is similar to the pattern in the cold water years over the western Pacific, while the SST generated by the SOM has the pattern similar to that in the warm water years. The differences between the experimental results by using DOM and SOM are analyzed in detail. The analyses indicate that the most basic and important characteristics of the summer monsoon climate can be simulated successfully in both experiments, that means the climatic propert     

1998年季风爆发期南海大气边界层的日变化

在南海尚未有关于海洋大气边界层结构日变化方面的研究.研究海洋大气边界层,有利于我们更好地研究海洋表层结构变化影响机制,对发生在海洋大气边界层上的过程进行预测预报.因此了解南海海洋大气边界层的结构特征,对于我们进一步了解南海天气尺度海气相互作用有非常重要的意义.通过对1998年在南海南部(6°15′N,110°E)和南海北部(20°29′39″N,116°57′48″E)的南海季风试验中定点科考船释放一天四次的探空观测资料分析得出,季风爆发前海洋大气边界层存在规则的日变化,在中午达到深厚.季风爆发后南海北部大气边界层日变化消失,南海南部依然明显.分析表明对其日变化起重要影响的是短波辐射;潜热输送对大气边界层高度日变化影响不大.与大气边界层厚度日变化相对应,南海南部边界层内水汽日变化明显,而南海北部较不明显.     

北美洲冬季冷空气对南美洲夏季降水异常影响的研究

利用1981—2017年NCEP/NCAR再分析资料和ECMWF再分析资料,研究了北美洲冬季高纬度冷空气对南美洲夏季降水异常的影响。结果表明,北美洲冬季高纬度冷空气通过影响向南越赤道气流的强弱,影响南美洲热带辐合带(intertropical convergence zone,ITCZ)位置和强度的变化,进一步引起南美洲天气的变化。北美洲冬季冷空气的南下过程能够引起80°～70°W的向南越赤道气流明显加强,导致2011年南美洲热带辐合带的位置异常偏南,强度异常偏强,是造成降水异常偏多的重要成因。通过相关分析发现北美洲冬季冷空气对南美洲ITCZ位置的影响更明显。     

The strong winter monsoon in East Asia and El Nino

- The relationship between meridional wind in mid - latitudes of East Asia and SST in the Equatorial Eastern Pacific is analysed in this paper. It is pointed out that there exist close relations between the seasonal changes of the meridional wind in mid - latitudes of East Asia and SST in the Equatorial Eastern Pacific. The intensification of north winds over East Asia also plays an important role in the rise of SST in Equatorial Eastern Pacific one year later. The strong winter monsoon usually occurs in previous winter of El Nino and it causes low temperature to a great extent in China . The low temperature in China can be regarded as a precursor of El Nino.     

印度洋-太平洋海温的年际、年代际异常及其对亚洲季风的影响

运用EOF分析方法,对近50a的印度洋-太平洋SST的年际、年代际变化特征进行了分析,并在此基础上进行了数值试验.研究表明:在近50a中,SST的第一气候模态与年代际尺度变化相对应,并经历了两次气候突变,分别在1956年和1976年前后.第二气候模态与ENSO事件相对应,其空间分布反映了厄尔尼诺发生时SST的异常分布.中国东部降水以及亚洲季风异常不仅与ENSO事件有关,而且受到年代际气候背景场的影响.诊断和模拟结果具有较好的一致性.     

The atmospheric hinder for intraseasonal sea-air interaction over the Bay of Bengal during Indian summer monsoon in CMIP6

The surroundings of the Bay of Bengal (BoB) suffer a lot from the extreme rainfall events during Indian summer monsoon (ISM). Previous studies have proved that the sea-air interaction is an important factor for the monsoonal precipitation. Using the 6th Coupled Modol Inter-comparison Project (CMIP6) models, this study examined the biases of surface heat flux, which is the main connection between atmosphere and ocean. Results show that although CMIP6 have a better simulation of intraseasonal sea surface temperature (SST) anomalies over BoB than the previous ones, the “atmospheric blockage” still delays the response of latent heat flux to the oceanic forcing. Specifically, during the increment of positive latent heat flux in CMIP6, the negative contribution from wind effects covers most of the positive contribution from humidity effects, due to the underestimate of humidity effects. Further diagnostic analysis denote that the surface air humidity has a quarter of a phase ahead of warm SST in observation, but gets wet along with the warm SST accordingly in most CMIP6 models. As a result, the simulated transfer of intraseasonal moisture flux is hindered between ocean and atmosphere. Therefore, as a bridge between both sides, the atmospheric boundary layer is essential for a better sea-air coupled simulation, especially when the atmospheric and the oceanic variabilities involved in a climate model becomes increasingly sophisticated. The surface air humidity and boundary layer processes require more attention as well as better simulations.     

亚洲夏季风与福建汛期降水的关系分析

采用EOF（Emprical Orthogonal Function）、小波分析和交叉小波分析等方法研究了福建省汛期降水的不同空间分布型在不同的时间尺度下与西北太平洋夏季风、印度洋夏季风的关系.结果表明：福建汛期降水空间分布以全省一致型和东南—西北反相型两种模态为主;西北太平洋夏季风主要影响福建整个汛期降水总量的多寡,当西太平洋夏季风较强（弱）时,福建整个汛期全省降水偏多（少）;而印度洋夏季风则主要影响福建汛期降水量东南-西北向差异,即ISM强（弱）,福建东南-西北部降水差异增大（减小）.     

西太平洋暖池热含量变化与东亚冬季风关系

利用 1955-2003 年 NCEP\NCAR 再分析资料和美国 Scripps 海洋研究所环境数据分析中心 ( JEDAC ) 提供的冬季热含量资料,采用小波分析、相关及合成分析等方法, 分析了西太平洋暖池热含量变化特征及其与东亚冬季风关系.结果表明,西太平洋暖池热含量与东亚冬季风有着非常密切的联系,当西太平洋暖池热含量异常偏高时,对流层低层在菲律宾及以东洋面形成一个异常的气旋性环流,中国大陆上空形成一个异常的反气旋性环流,从而使得东亚冬季风在东南区加强,西北区减弱.     

南海夏季风建立特征及模拟

利用NCEP再分析资料分析了2004、2005年南海夏季风建立的大尺度环流特征.采用GRAPES对2a南海夏季风爆发过程进行了模拟.结果表明：GRAPES成功的模拟了南海夏季风建立期间南海地区低层东风转向和副高迅速东撤的过程,通过数值模拟,揭示了南海夏季风建立过程中存在着的中低纬相互作用.     

春季Wyrtki急流异常及其与亚洲热带夏季风的关系

采用热带印度洋上层洋流的复EOF分解,对春季Wyrtki急流异常及其年际、年代际变化做了研究,并探讨了其与南海、南亚夏季风的关系。结果表明:该分解第一模态可称之为Wyrtki急流模态,其反映了每年5月份Wyrtki急流的总体强度;该强度有非常明显的8 a年际变化,这与亚洲夏季风年际变化之一相近;还有17 a和23 a的年代际变化,其中后者与热带外北太平洋主要气候模态PDO的周期相近。Wyrtki急流强度偏弱(强)年,南海、南亚夏季风建立大多偏早(迟),南海夏季风大多偏强(弱)。第二模态反映了Wyrtki急流在整个赤道印度洋东、西方向的不均匀性;其有非常明显的11 a和18~19 a的年代际变化,其中前者与热带外北太平洋次要气候模态NPGO的周期相近;此外该模态还有5 a的年际变化。     

太平洋-印度洋暖池次表层水温与南海夏季风爆发

为探索太平洋—印度洋热带海域次表层水温对南海季风的影响,用Argo剖面浮标等实测资料,分析了太平洋—印度洋暖池次表层水温异常对南海夏季风爆发的影响。结果表明：冬季,太—印暖池次表层水温偏暖（冷）时,翌年南海夏季风爆发时间偏早（晚）是主要现象。太—印暖池次表层水温偏暖,可能引起Walker环流加强,西太平洋副热带高压偏弱,中心位置偏北偏东,南海和西太平洋上空对流层下层有气旋性距平环流出现,有利于低空西到西南气流的加强,导致南海夏季风爆发偏早;太—印暖池次表层水温偏冷,可能引起Walker环流东移并减弱,西太平洋副热带高压偏强,中心位置偏南偏西,南海和西太平洋上空对流层下层有反旋性距平环流出现,不利于低空西到西南气流的加强,导致南海夏季风爆发偏晚。结论：冬季,太—印暖池次表层水温偏暖（冷）,翌年南海夏季风爆发时间偏早（晚）是主要现象。     

东亚夏季气候主要模态的年际变化及其机理

主要研究了东亚(中国和日本)夏季气候(降水和气温)主要模态的年际变化及其机理。研究发现,中国区域夏季降水和气温的大尺度年际变化间有很强的耦合:大范围多(少)雨对应大范围低(高)温。奇异值分解的第一个模态的长期变化主要反映了长江中下游地区降水逐年增加(变湿)的趋势而气温逐年降低(变冷)的趋势。在70年代中期以后,长江中下游地区降水和气温耦合变化的准两年分量明显增强。研究表明,影响长江中下游地区夏季降水和气温年际变化的大尺度环流背景异常十分相似,即主要是两个遥相关型:太平洋-日本(PJ)型和欧亚型遥相关型。与夏季东亚梅雨异常相联系的长江中下游地区降水和气温异常是中高纬度干冷空气和低纬度暖湿空气相互作用的结果。热带西太平洋海表温度异常和相关的对流活动的年际变化通过PJ型对东亚地区夏季降水和气温的年际变化产生十分显着的影响。西太平洋对流活动与北半球大气环流遥相关的相互作用有明显的季节性。PJ型不仅是夏季西太平洋对流活动与北半球夏季热带外地区500hPa高度场年际变化耦合相互作用的最重要模态,而且也是两者各自变化的一个十分重要的模态。1984年夏季北半球500hPa位势高度主振荡型分析表明存在着能量从热带西太平洋向东亚北部的PJ型的振荡传播。低纬度的影响可传播到70°N,同时也存在能量从高纬度向低纬度的传播.即从极地传播到70°N。高纬度和低纬度的影响在70°N附近汇合。     

西太平洋暖池区域热通量变化及其与南海夏季风爆发的关系

利用卫星遥感资料反演出的海洋大气参数,应用目前世界较为先进的通量算法(CORAER 3.0),计算了西太平洋区域海-气热通量(感热通量和潜热通量)。首先分析了海-气热通量的多年平均场和气候场变化的基本特征,以及年际和年代际变化特征;进而对其与南海夏季风爆发之间的关系进行了初步探讨。结果表明,西太平洋海-气热通量具有明显的时空分布特征,感热通量的最大值出现在黑潮区域,潜热通量的最大值出现在北赤道流区和黑潮区域。在气候平均场中,黑潮区域的感热通量和潜热通量最大值均出现在冬季,最小值出现在夏季;暖池区域感热通量除了春季较小外,冬、夏和秋季基本相同,而潜热通量最大值出现在秋、冬季,最小值出现在春、夏季。另外,海-气热通量还具有显著的年际变化和年代际变化,感热通量和潜热通量均存在16 a周期,与南海夏季风爆发存在相同的周期。由相关分析可知,4月份暖池区域的海-气热通量与滞后3 a的南海夏季风爆发之间存在密切相关关系,这种时滞相关性,可以用于进行南海夏季风爆发的预测,为我国汛期降水预报提供科学依据。基于以上结论,建立多元回归方程对2012年的南海夏季风爆发进行了预测,预测2012年南海夏季风爆发将偏晚1～2候左右。     

陇中盆地中新世土壤呼吸历史及其对东亚夏季风的响应

土壤呼吸作用是土壤碳循环研究的重要环节,查明呼吸作用产生的二氧化碳浓度、土壤呼吸速率及影响因素对理解土壤碳循环至关重要。目前更多的研究集中于现代土壤呼吸作用,地质历史时期的土壤呼吸报道很少。中中新世作为预测未来气候变化的相似期,其土壤呼吸的研究可以为未来高二氧化碳浓度下气候变化提供借鉴。报道了陇中盆地天水莲花剖面中新世以来碳酸盐结核的δ13CPC以及碳酸盐结核内包含的δ13Com,并重建了中新世土壤呼吸速率以及土壤呼吸释放的二氧化碳浓度。结果显示,土壤呼吸速率为150～400 gC·m−2·a−1,土壤呼吸释放的二氧化碳为700×10−6～2 400×10−6。土壤呼吸释放的二氧化碳以及土壤呼吸速率都显示在中中新世暖期增高,在早中新世及晚中新世土壤呼吸释放的二氧化碳以及土壤呼吸速率下降,这种变化与东亚夏季风降水变化趋势一致,指示暖湿气候增强了土壤呼吸作用。