东亚季风边缘活动带研究综述

由于其同时具有的生态脆弱性和气候敏感性,东亚季风边缘研究有利于加深认识季风以及生态系统在过渡带上的特性,而且它对于国家的西部大开发战略以及南水北调工程都有重要的气候学指导意义.从天气学原理角度出发,分析指出青藏高原等地形以及海陆热力差异是对东亚季风边缘影响的重要因子,ENSO和全球变暖等因子对季风边缘活动也有影响.阐述了季风的年际变化,季风边缘,季风边缘进退等概念.通过对代用资料如湖相沉积,湖面大小变化,陆相沉积以及农牧交错带演变研究的综述,对古季风的演变做了分析,指出近几千年来干旱化趋势的存在.利用现有气象观测资料所作的东亚季风边缘的年际和年代际变化很少,这是一个可以深入研究的方面,已有的气候平均态的研究可以对此做一定的指导.同时,北方干旱化和东亚冬季风边缘研究既有区别又有联系,两方面相互促进.     

春季东亚高空西风急流变异与东亚夏季副热带季风活动遥相关特征

利用1948-2006年NCAR/NCEP再分析资料,计算了200 hPa纬向风的方差场,定义了春季东亚对流层上层(200 hPa)的西风急流指数JEAS,分析了其与东亚夏季副热带季风强度指数ISMφ的相关关系.结果表明①JEAS主要反映出春季东亚高空西风急流的强度和东西方向位置的变化,并且与东亚夏季副热带季风存在显著的负相关,当西风急流发生强(弱)的异常时,预示东亚夏季副热带季风在30°N-35°N的江淮流域地区活动偏弱(强);②JEAS与南印度洋经北太平洋至东太平洋地区的夏季200 hPa速度势场呈准大圆路径" 、-、 "显著相关波列,当西风急流偏强(弱)时,一般对应着夏季北太平洋地区的加热场偏强(弱);③西风急流强(弱)的异常,与500 hPa夏季西北太平洋副热带高压在30.N以北的西太平洋地区活动减弱(增强)对应;④当西风急流强时,将强迫出滞后3个月的850 hPa风矢量场的主要分布特征是,亚洲大陆为反气旋性环流,东亚沿岸出现明显的南风负异常,东亚夏季副热带季风较常年弱,反之东亚夏季副热带季风强.     

亚洲夏季风北部边缘带变化及中高纬度行星波对其影响

本文使用1961—2016年NCEP1再分析资料和GPCC全球降水分析资料,确定了亚洲夏季风北部边缘带的空间范围,分析了季风边缘带的南北边界位置、降水、面积的相互关系和年代/际变化特征,讨论了造成季风边缘带夏季降水异常的影响因子。主要结论如下：亚洲夏季风北部边缘带平均位置位于青藏高原中部经黄土高原和中国东北地区向亚洲东岸延伸的带状区域上,根据下垫面性质、区域生态环境和气候特征,将季风北边缘带划分为青藏高原区（85°E~105°E）、黄土高原区（105°E~115°E）和中国东北区（115°E~135°E）3段,季风边缘带降水的年际变化与其南边界位置有显著的正相关,青藏高原季风边缘带面积变化与其南界位置显著负相关,黄土高原季风边缘带和东北季风边缘带面积与北边界位置显著正相关,且3段季风边缘带的位置、面积、降水均有明显的年际、年代际变化特征。季风边缘带夏季降水偏少与欧亚中高纬对流层上层自西向东传播的欧亚（EU）遥相关波列密切相关,季风边缘带夏季降水偏少时期,亚洲低纬度地区对流活动偏弱、非洲东岸近赤道地区200 hPa异常辐合可能造成索马里急流和亚洲夏季风强度整体偏弱,200 hPa亚洲急流强度弱且位置偏北,500 hPa中国北方受西风带异常高压控制,东亚夏季风降水主要集中在中国南方地区,季风边缘带夏季降水异常偏少。季风边缘带夏季降水偏多与欧亚中高纬对流层上层沿亚洲急流向东传播的丝绸之路（SRP）波列密切相关,200 hPa、500 hPa环流形势与季风边缘带夏季降水偏少时期基本相反,东亚夏季风降水空间分布呈北多南少特征,季风边缘带夏季降水异常偏多。     

东亚夏季风的变化特征及其对甘肃夏季暴雨日数的影响

采用NCEP/NCAR再分析资料,计算了1974—2013年乔云亭等定义的东亚季风指数,研究了东亚夏季风的变化特征,利用甘肃省80个站逐日降水资料,分析了东亚夏季风对夏季甘肃暴雨日数的影响。结果表明：（1）夏季,西南季风、东南季风和偏北季风存在明显的年际变化且有所差异。（2）夏季,西南季风、东南季风对甘肃省暴雨日数的影响存在很大差异：当西南季风盛行时,西太平洋副热带高压位置偏西,东亚大槽位于贝加尔湖至中国西北部,冷空气与西太平洋副热带高压输送的暖湿气流在陇东南一带交汇,贝加尔湖至张掖为西南暖湿和西北干冷气流,孟加拉湾水汽输送在陇东南地区辐合,造成河东陇南南部、天水东部、平凉、庆阳西部一带和河西张掖地区暴雨日数偏多;当东南季风盛行时,西太平洋副热带高压西伸北抬,冷暖空气主要交汇于甘肃中西部,孟加拉湾西南水汽输送在河东西南部辐合,造成甘南高原、甘肃中部、河西武威一带和酒泉地区暴雨日数偏多。     

初夏东亚季风强度指数与陕西降水异常关系

应用1979-2011年NCEP/NCAR再分析资料和陕西地面月降水资料,分析计算东亚初夏季风强度指数和陕西降水距平一致率,采用统计相关分析方法分析初夏东亚季风强度指数与陕西降水异常的统计关系,并采用合成分析方法讨论了初夏强(弱)东亚季风年陕西多雨(少雨)的大气环流特征。结果表明:初夏东亚季风偏强,陕西易多雨,且陕北、关中比较显著,而初夏东亚夏季风偏弱,陕西易少雨,偏少的程度陕北北部最明显;初夏东亚季风偏强时,欧亚中高纬度距平场自西向东呈"+-+"的波列分布,环流场中乌拉尔山长波脊偏强,贝加尔湖到巴尔喀什湖低槽偏深,西太平洋副热带高压偏强,相应的对流层低层青藏高原东侧为偏南距平风,而华北为弱偏东距平风,在西北地区东部形成了距平风的气旋性切变,有利于该区域初夏多雨;初夏东亚夏季风偏弱时,欧亚中高纬度距平场距平自西向东呈"-+-"的分布,中亚长波脊强盛,西太平洋副热带高压偏弱且位置偏东。陕西主要受中亚高脊前西北气流控制,陕西初夏多晴热天气,易少雨;但初夏东亚季风偏弱时,东亚中纬度盛行平直西风气流,西风锋区位于40°N附近,西太平洋副热带高压位置偏西偏南,青藏高原位势高度偏低,并多短波槽或低值系统活动,陕西初夏受西风带系统和高原东移的低气压系统影响,陕西大部易多雨。     

全球季风区的定义与变化及其影响因素

从全球尺度对季风进行研究,以标准化风场季节变率(δ)和季风降水指数(MPI)这2种主要的全球季风定义方法为基础,计算出1964—2013年全球季风区平均分布,讨论了这2种结果的差异,并根据2种定义计算了全球季风指数和季风区面积时间序列,分析季风强度和季风面积的变化及相互关系。同时利用Ni■o-3.4 SST(Sea Surface Temperature)指数、南方涛动指数、太阳黑子指数以及海冰数据,使用相关分析、场分析等方法,初步探讨全球季风变化的影响因素。结果表明:(1)标准化风场季节变率定义下的季风区包含了全球大部分的季风区,主要有热带季风区、副热带季风区和温寒带季风区。季风降水定义的季风区基本覆盖了典型季风区,主要分布在热带和副热带地区;(2)在全球尺度上,季风强度和季风面积具有显著年际变化特征,且在1978—2013年间,全球季风强度呈减弱趋势,全球季风面积趋势则相反;(3)全球季风强度变化与Ni■o-3.4 SST指数和太阳黑子指数以及喀拉海、巴伦支海海域的海冰密集程度存在正向变化关系,与格陵兰海、楚科奇海海域的海冰密集程度呈负向变化关系。     

东亚地区夏季风活动与对流层顶臭氧含量变化的关系探讨

利用1976～2001年东亚地区的风场、气压场和对流层顶臭氧浓度观测资料,选取并计算了3种当前使用较为广泛的东亚季风指数,分析了夏季期间上述指数与对流层顶臭氧的相关,从而对东亚地区季风活动与对流层顶臭氧含量分布的关系进行了探讨.分析表明:(1)东亚SMI夏季风指数的强弱与西太平洋副热带高压区的对流层顶臭氧之间存在着正相关,且相关性较好;(2)指数EAMI与对流层顶臭氧存在相关,具体表现为在南海热带季风区存在着负相关、在大陆--日本副热带季风区存在正相关、西太平洋副热带高压区存在较好的正相关;(3)而在副热带梅雨锋区,EASMI指数的强弱与对流层顶臭氧含量变化存在较好的正相关,在热带季风槽区,EASMI指数的强弱与对流层顶臭氧含量变化存在较好的负相关.     

西南季风对中国自然环境影响的区域变化研究

西南季风作为亚洲季风重要组成部分，对中国自然环境也有较大影响。西南季风建立以后，因青藏高原高度不足以阻止西南季风这一深厚的大气环流系统，加之西南季风厚度随着山地尤其是横断山脉的上升而不断增厚、增强。南支西风急流的气旋性质对西南季风深入有引导作用，西南季风较东南季风活动性强，影响区域范围大，影响到太行山以西中国大部分地区。中更新世时，青藏高原隆升至海拔平均约3000m的高度，同时期也出现了第四纪最大冰期与最大温暖期，高原热力和动力作用得到了进一步加强，西南季风厚度加大，西南季风对中国自然地理环境深化起到重要作用。晚更新世以来青藏高原隆升至现今的平均约4500-5000m的高度，特别是喜马拉雅山脉的隆起，足以阻挡大部分西南季风进入西藏高原和中国内陆地区，西南季风影响范围退缩到长江上游以南的西南地区局部和青藏高原东部地区。     

基于统计动力反演的东亚亚热带季风变化驱动机制研究

利用观测数据,运用非线性统计-动力学方法,反演系统各因子之间的相互关系,建立了东亚亚热带季风变化的动力方程,为研究东亚亚热带季风的驱动机制提供了量化参考。研究发现：过去2 000 a东亚亚热带季风是多因子通过反馈机制相互作用影响且具有耦合效应的复杂非线性动力系统,其驱动力主要来源于普若岗日冰芯δ¹⁸О代表的青藏高原热力作用强迫、太阳黑子活动、ENSO、温室气体单因子CO₂和CH₄浓度、北极温度和CH₄及北极温度与7月太阳辐射的耦合作用机制;反馈调节作用主要源于7月太阳辐射与太阳黑子活动、CH₄浓度、中国陆地地表温、CH₄与7月太阳辐射以及CO₂和CH₄的耦合调节作用。并通过动力反演机制推论热带西太平洋对亚热带季风有一定驱动作用,但并不是主要驱动力,即驱动亚热带季风变化的主源地并不在热带西太平洋海区,石笋δ¹⁸О指代的也主要是夏季风信息。     

我国东部地区夏季风的活动

关于我国夏季风的活动,早在三十年代竺可桢就开始研究;五十年代对东亚季风的进退活动又开展了比较系统的研究,指出我国季风有两次突进和一次速退;最近有人用六十年代后高空风资料分析了副热带西风的季节变化,发现副热带西风的突变性并不明显。本文利用最近十几年(1967—1979年)高低空气象资料,分析了夏季风活动的几种型式,由此得出一些简易的季风进退指标,在参考文献的基础上确定了三十年来夏季风盛行到达华中和华北以及开始撤退的日期。最后探讨了夏季风活动不同时段的天气气候特征。这些结果对进一步了解季风活动与早涝的关系,并对季风的长期预报有一定参考价值。