西北太平洋热带气旋活动的强度与频度分布规律初探

在结西北太平洋地区大量热带气旋观测资料的统计分析和数学似合分析的基础上,得出了热带气旋的强度一时间分布关系和频度一空间分布关系,并发现了两种分布关系具有相似的分布函数形式。     

西北太平洋热带气旋频数的变化及与海表温度的相关研究

本文根据西北太平洋近４６年（１９４９年～１９９４年）热带气旋和５°×５°经纬网格点月均海表温度系列资料,对西北太平洋热带气旋频数的时空变化及与海表温度之间可能存在的相关关系进行了系统的研究。结果表明：在西北太平洋海域,海表温度偏高对应热带气旋频数也偏多,在２０°Ｎ以北、１４０°Ｅ以西海域偏多趋势更为明显。进一步的相关计算显示,近２５年来（１９７０年～１９９４年）两者之间的各种相关以非线性（指数型）为最佳,以５年滑动平均代表的多年变化之间的相关性远远高于逐年变化,高度显著的相关出现在热带气旋频数多年变化滞后海表温度１年左右。     

西北太平洋热带气旋快速增强与环境垂直风切变统计分析

利用1990-2009年美国联合台风警报中心整编的热带气旋（TC）最佳路径资料和NCEP/NCAR再分析等压面流场资料,在分析西北太平洋TC每24 h强度变化统计特征的基础上,确定了西北太平洋TC快速增强的阈值,对比不同阈值条件下,TC快速增强初始时刻的强度,TC快速增强发生的季节变化和空间分布特征,进一步研究环境垂直风切变与TC快速增强的关系。结果表明：在西北太平洋海区,当TC强度24 h变化达到样本累积百分率的88%、90%、93%和96%的概率时,对应的强度变化值分别为25 KT、30 KT、35 KT和40 KT,定义它们为TC快速增强的阈值。该阈值越大,快速增强初始时刻的强度也越强。60%左右的TC快速增强发生在8-10月,TC快速增强的空间分布集中于125°-150°E、10°-25°N的矩形区域内。对流层不同层次的垂直风切变与TC快速增强的关系有差异,TC快速增强阈值为40 KT时对应的对流层中上层（200~500 hPa）、对流层中下层（500~850 hPa）和对流层（200~850 hPa）的垂直风切变值的概率分布显示：当垂直风切变≥12 m/s时,分别只有9.7%、1.5%、11.1%的TC可以快速增强;且其与TC快速增强时强度变化的相关系数分别为-0.15、0、-0.04,以200~500 hPa的最为显著,表明对流层中上层垂直风切变对TC强度增强的抑制作用最明显。在TC快速增强阈值为40 KT的初始时刻,将200~850 hPa垂直风切变划分为东风切变和西风切变的统计表明,57%的TC在东风切变的环境下可以快速增强。     

基于遥感数据的北极西北航道海冰变化以及通航情况研究

使用不莱梅大学AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS)和AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)日尺度海冰密集度数据,计算了2002—2018年加拿大北极群岛7—9月的平均海冰面积,研究了9月份平均海冰密集度变化特征;结合商船破冰能力确定海冰密集度阈值,选取西北航道关键区域,统计了西北航道的通航窗口,探讨了西北航道在实际商业通航方面的可能性。研究发现,在过去17年加拿大北极群岛的7—9月海冰面积整体呈下降趋势但有明显波动性, 9月份的海冰分布年际变化复杂,差异较大;在西北航道可通航的年份中,可通航的开始日期一般在8月份,结束日期在9月底至10月初,南路可通航时间最短14天,最长达到80天。总的来说,西北航道可通航年份和时间缺乏规律性。     

加拿大北极群岛区域西北航道海冰冰情长期时空变化特征研究

加拿大北极群岛西北航道区域海冰冰情对西北航道的开通及航行安全有着显著的影响.本研究将西北航道分为南部、北部以及交汇区3个区域,利用美国国家冰雪中心Bootstrap海冰密集度数据和CryoSat-2、CS2SMOS观测以及高分辨率北极海洋-海冰耦合模型(AO-FVCOM)的海冰厚度数据对1978年11月—2017年12...     

2009年春夏季北极海冰运动及其变化监测

极地海冰对全球气候变化具有指示作用,北极海冰监测对全球气候环境变化研究意义重大。利用中国第3次北极科学考察（CHINARE-2008）长期冰站获取的海冰物质平衡浮标数据和MODIS影像对北极海冰运动及其变化进行监测。结果表明MODIS影像分类得到的海冰密集度效果较好,海冰与海水之间界线清晰。4月16日至30日长期冰站在自西北向东南的漂移过程中,海冰逐渐分裂,密集度下降,速度总体上不断减小。4月30日至5月19日期间海冰密集度变化比较大,尤其是5月8日,海冰密集度突然升高。结合对漂移轨迹的分析发现,这可能是受大风、洋流等因素影响,海冰产生回旋运动导致的。5月19日至7月6日海冰密集度上升,在格陵兰岛附近海冰运动受地形影响产生聚集现象,因此在该区域海冰密集度呈现上升趋势。     

北半球夏季中高纬度大气阻塞对北极海冰变化的影响

利用NCEP/NCAR再分析逐日500 h Pa高度场资料,对北半球夏季中高纬度大气阻塞特征进行统计分析,发现大气阻塞活动频率高的地区主要集中在白令海峡区域、鄂霍次克海区域、欧亚大陆区域及格陵兰区域。而通过NSIDC提供的卫星观测资料发现近30年夏季海冰容易减少的区域正好对应阻塞活动北部的高纬度地区。分别通过对以上4个区域有阻塞发生相对没有阻塞发生时的500 h Pa位势高度场、地面温度场、850 h Pa经向瞬变热通量输送和平流输送等异常变化场进行对比分析,结果发现夏季中高纬度阻塞频率的增加对海冰的减少有显著影响,主要体现在阻塞的发生发展可通过增加高纬度地面温度、对极地的热量输送和暖平流输送来加快海冰的融化。这种阻塞引起的热力作用在鄂霍次克海和欧亚大陆区域效果更为显著。     

基于船侧图像的北极太平洋扇区夏季海冰厚度时空变化研究

基于2003—2018年中国第二次至第九次北极科考中获取的走航船基图像数据对北极夏季太平洋扇区沿航线平整冰厚度的时空变化进行了统计分析.结果显示太平洋扇区在夏季融冰期沿航线海冰厚度主要分布在10～280 cm区间,各航次存在一定差异但海冰厚度均近似呈正态分布.8月上旬和中旬沿航线平均冰厚均以-2 cm·a-1的梯度逐年...     

冬季北极涛动和北极海冰变化对东亚气候变化的影响

本文简要回顾了冬季北极涛动 (北大西洋涛动 )和北极海冰面积变化对东亚气候变化的影响、研究中存在的问题以及目前亟待解决的科学问题。     

Interdecadal change in Western Pacific Subtropical High and climatic effects

Western North Pacific Subtropical High is a very important atmospheric circulation system influencing the summer climate over eastern China. Its interdecadal change is analyzed in this study. There is a significant decadal shift in about 1979/1980. Since 1980, the Western North Pacific Subtropical High has enlarged, intensified, and shifted southwestward. This change gives rise to an anti-cyclonic circulation anomaly over the region from the South China Sea to western Pacific and thus causes wet anomalies over the Yangtze River valley. During the summers of 1980–1999, the precipitation is 63.9 mm above normal, while during 1958–1979 it is 27.3 mm below normal. The difference is significant at the 99% confidence level as at-test shown. The southwestward expanding of the Western North Pacific Subtropical High also leads to a significant warming in southern China, during 1980–1999 the summer mean temperature is 0.37°C warmer than that of the period 1958–1979. The strong warming is primarily due to the clearer skies associated with the stronger downward air motion as the Western North Pacific Subtropical High expanding to the west and controlling southern China. It is also found that the relative percentage of tropical cyclones in the regions south of 20°N is decreasing since the 1980s, but in the regions north of 20°N that is increasing at the same time. The Western North Pacific Subtropical High responds significantly to sea surface temperature of the tropical eastern Pacific with a lag of one-two seasons and simultaneously to sea surface temperature of the tropical Indian Ocean. The changes in the sea surface temperatures are mainly responsible for the interdecadal variability of the Western North Pacific Subtropical High.     

西太平洋副热带高压的年代际变化 及其气候影响

西北太平洋副热带高压是影响我国夏季气候的一个非常重要的环流系统，本文主要分析了其年代际尺度的变化。发现在１９７９／１９８０年前后，其强度和范围发生了一次明显的年代际尺度的变化。１９８０年代以来，副高明显偏强，范围向西向南显著扩展。副高的年代际变化也对我国东部地区的气候产生了显著的影响。主要表现在近２０多年来长江中下游地区夏季降水显著增加，华南地区夏季气温显著偏高，以及西太平洋２０°Ｎ以南台风活动相对偏弱而２０°Ｎ以北洋面台风活动相对增强。副高的年代际变化与冬、春季赤道太平洋海表温度及同期热带印度洋海温有密切联系。     

Links between Western Pacific Subtropical High and vegetation growth in China

There is a lack of simple ways to predict the vegetation responses to the East Asian Monsoon (EAM) variability in China due to the complexity of the monsoon system. In this study, we found the variation of the Western Pacific Subtropical High (WPSH), which is one of the major components of the EAM, has a profound influence on the vegetation growth in China. When the WPSH is located more to the west of its climate average, the eastern and northwestern parts experience increased yearly-averaged normalized difference vegetation index (NDVI) and gross primary productivity (GPP) by 0.3%–2.2%, and 0.2%–2.2%, respectively. In contrast, when the WPSH is located more to the east of its climate average, the above areas experience decreased yearly-averaged NDVI and GPP by 0.4% to 1.6%, and 1.3% to 4.5%, respectively. The WPSH serves as a major circulation index to predict the response of vegetation to monsoon.     

The spatial distribution of tornadoes and high wind impacts associated with inland-moving tropical cyclones in the southeastern United States

The southeastern United States is routinely hit by tropical cyclones (TC). As TC track inland and dissipate their inland impacts can be substantial. This study examined the spatial patterns of societal impacts associated with tornadoes and high winds with 31 inland-moving TC that made landfall from 1985 to 2008. Hourly weather information was collected from all available first-order weather stations affected by each storm, as well as tropical cyclone preliminary reports issued from the National Hurricane Center. Societal impacts were identified through selected newspapers across the region and the National Climatic Data Center’s Storm Data. Geographic Information System (GIS) software was employed to make geometric measurements of the distance and direction of the impacts relative to storm center. From these measurements, the spatial distribution of the societal and meteorological impacts was plotted relative to the track (e.g., left vs. right) and location (forward vs. rear sector) of the cyclone center. Various tropical cyclone attributes, including size, strength, and forward speed of movement were then related to the occurrence of different impacts and their location relative to the cyclone track. The majority of tropical cyclone tornado and high wind impacts occur in the right-forward sector of the tropical cyclone. However, many TC produce impacts that occur in other sectors far from the center of circulation. These abnormalities are associated in many cases with interactions between the tropical cyclone circulation, topography, peripheral dry air, and extratropical synoptic weather features.     

北极迅速变暖条件下西北航道的海冰分布变化特征

北极近年迅速变暖使西北航道的通航成为可能。本文利用AMSR-E的6.25km分辨率日平均海冰密集度卫星数据研究了2002-2008年北极西北航道的海冰密集度变化特征。通过统计分析沿西北航线冰障关键流段代表站点的融化期、轻冰期、无冰期、无冰天数和轻冰天数,以及海冰分布和变化的某些细节,加深了对西北航道海冰季节变化和年际变化以及空间分布的主要特征,特别是与通航相关的冰情信息的了解。研究指出西北航道南路比北路容易开通;各线路冰障流段存在的时间呈减小趋势,整条线路无冰/轻冰天数呈增加趋势;冰间湖和冰间水道的产生和发展在很大程度上可能会影响到整个航路的融冰开始时间。     

西北太平洋台风风场模型中Holland B系数区域特征研究

Holland B系数是台风风场关键的形状参数,间接表征台风影响范围及强度。基于JTWC最佳路径数据集以及台风中心探测记录数据,构建了最大风速半径以及飞行层最大风速的统计模型;利用典型台风期间地面气象站点观测数据,采用误差分析方法,比较了7种Holland B系数计算方法对于风场模拟结果的影响,确定了最优Holland B参数模型;以“卡努”台风为例对Holland B系数进行敏感性分析,结果表明Holland B系数越大,极值风速越大,台风风场风速高值区范围越集中;利用CMA-STI热带气旋最佳路径数据集,计算了西北太平洋海域历史台风中心的Holland B系数,并对其空间分布特征进行统计分析,结果表明：1）西北太平洋海域低纬度地区比高纬度地区更易出现高Holland B值的台风;2）我国登陆台风中心Holland B系数从南到北逐渐减小,高值省份依次为海南省、广东省、广西壮族自治区、福建省以及浙江省。     

基于CryoSat-2测高数据的北极格陵兰海海冰干舷高提取研究

北极是全球气候和环境变化的驱动器之一,获取北极海冰的时空特征和变化规律对研究北极以及全球气候变化意义重大。格陵兰海是北极海冰剧烈变化的区域之一,采用CryoSat-2的雷达测高数据,获取了格陵兰海的海冰干舷高分布,并利用波弗特环流计划(BGEP)仰视声呐(ULS)数据进行了验证。研究结果表明,格陵兰海海冰干舷高和分布范围存在明显的季节性变化特征,具体体现在格陵兰海海冰从10月份进入冻结期开始,海冰分布范围不断扩张,海冰干舷高也逐渐增大,2月份平均干舷高达到最大(0.2 m),之后格陵兰海海冰开始消融,覆盖范围不断内缩,9月海冰干舷高降至最小(0.13 m)。