多年月平均500毫巴图上60°N和30°N纬圈的波谱分析

本文对北半球多年月平均500毫巴图上60°N和30°N纬圈的高度和纬圈平均的经向运动动能进行了波谱分析,探讨了前3个波幅和位相角的季节变化,以及在高低纬度之间的差异。主要结果如下: 1 位势场的高度主要贡献,集中在准静止长波范围内,并具有明显的季节变化。 2 波数为1的波在高低纬度性质有显著的不同,其分界线大约在50°—60°N之间。此外,准静止的长波愈向低纬度去逐渐有向西偏移的现象。例如,在30°N上准静止的长波比60°N上要偏西(1/4)—(1/2)波长。 3 60°N纬圈平均的经向运动动能主要部分亦集中在准静止长波范围内。虽然峰值有明显的季节变化,但最大的极值都出现在波数n=2—4之间。30°N纬圈平均的经向运动动能谱有着明显的季节变化,大致可分成如下3个类型: (1)冬季型:纬圈平均的经向运动动能谱存在着两个极值,最大的极值稳定于准静止长波范围内(n=3附近),次极植位于移动性行星波范围内(n=5—8)。 (2)夏季型:纬圈平均的经向运动动能谱只有一个极值,稳定于波数为6—7的波内。 (3)过渡型:纬圈平均的经向运动动能谱分布较平坦,没有稳定的极值存在。     

多年月平均100毫巴图上副热带及西风带地区波谱的季节变化

本文研究了多年月平均100毫巴图上波谱的季节变化。分析表明,西风带及副热带地区等压面高度的振幅位相谱都有着鲜明的季节变化,但它们差异甚大,这种超长波的不连续带约在40°N附近。 扰动动能谱逐月情况的分析表明,副热带地区纬向扰动动能谱及其前12个波分量之和的季节变化较为清楚。 文中还分析了角动量、感热南北输送谱及动俄转换率谱。发现它们的前12个波分量之和的季节变化,在副热带地区相对要较西风带清楚。并且,在副热带地区这些输送谱或转换率谱中,起主要作用的是一波,三、二波次之;而在西风带中,起主要作用的是二波,一、三波次之。     

500毫巴图上相对涡度零线与地面锋面和降水的关系

涡度是流体力学中一个主要的概念。它在说明大气运动的性质方面,曾被发现了很多有用的事实。通常,在研究大范围大气运动的涡度时,我们所关心的是绝对涡度。倘若我们在绝对涡度中把局地科氏参数略去,这样可以得到相对涡度场。这对在处理对流层中部接近无辐散层的流场时,可以发现不少使我们感兴趣的,而且在实用和理论上都有价值的特征。就作者多年实践的结论是:对流层中部移动性气旋前进方向的半圆内,500毫巴图上相对涡度零线可作为最大上升运动和降水区域的指标(自然降水的发生尚有赖于空气中可提供的有用水汽量)。对     

北半球500毫巴候平均图的波谱分析和预报

本文应用谐波分析和功率谱分析方法,计算分析了1951-1970年北半球500毫巴多年候平均图和1975-1980年40°N、60°N 500毫巴逐候的候平均高度值.发现逐候的各谐波系数序列,除具有气候季节变化趋势外,还具有“指数循环”时间尺度及多种韵律活动准周期性振荡的特征.利用这一特征,设计了一个用周期外延叠加的预报方案.每次接连预报未来8个候的北半球500毫巴候平均高度.对1976-1980年60个月40°N和60°N两纬圈进行预报试验.效果检验表明,本预报方案有一定预报价值.它对纬圈偏差符号的预报准确率平均达ρ=0.22,对气候距平符号的预报准确率平均为ρ=0.08.     

东经140°剖面上的风场与温度场

本文作出了一月,四月,七月,十月,沿东经140°平均剖面.讨论了平均风场平均温度场和平均对流层顶,并和西经80°的结果相比较.     

北半球50hPa多年月平均经向剖面上的季节变化

我们根据1965年1月—1984年12月共20年平均的50hPa高度场资料作出的沿各经度的纬度-高度时间剖面图和逐月纬间高度梯度值表,分析得到如下结论: 1、50hPa上从冬到夏的季变,北带(60—90°N)和南带(10—30°N)中最早的时间都在3—4月,这比中带(30—60°N)各经度上和北、南带其余各地区完成季变都要早一个月。 2、50hPa上从夏到冬的季变,北带最早,大多出现在7—月,少数出现在8—9月;中带全在8—9月完成季变,南带更晚些。显然北带早于中带,中带又早于南带。 3、北半球平流层50hPa的季变,从冬到夏是来自极地和赤道两个方向共同发动的,而自夏到冬,其发动方向仅来自极地。     

用卫星云图分析平均经圈环流和纬圈环流的一个尝试

本文使用太平洋地区1965—1973年月平均卫星云图资料,分析了这一地区冬、夏平均经圈和纬圈环流。将其与用气象站测风所计算的结果相比较,发现它们的基本形势是一致的。但是在台站网相当稀疏的海洋上,由卫星云图分析的结果比实测风计算的结果,能更细致更正确地反映实际大气的运动状况。     

盛夏7月500hPa月平均环流场的EOF分析

使用1951—1992年共42年资料,利用自然正交函数(EOF)展开方法,对7月亚欧地区500hPa 高度场进行了分析,根据前3个特征向量及时间系数将7月月平均环流共划分为5种环流型,并研究了亚欧地区7月环流场的时空变化特征及其与我国降水的相关关系     

中纬度平均经圈和纬圈环流维持的物理过程(二)

大尺度扰动的感热和动量输送是紧密联系的.在准地转运动中,大尺度涡动输送可分解为平衡输送和不平衡输送.在北半球冬季纬向风系和副热带高压带维持的过程中,中纬度不平衡涡动输送,以及与之相联系的平均经圈环流所造成的垂直输送,起着十分重要的作用.这时水平输送和垂直输送本身就处在内在联系之中.并且这种输送过程是和温度槽落后于流场槽的斜压扰动相联系的. 当把大气运动分解成垂直平均的正压动能和垂直切变的斜压动能时,可以更细致地了解中纬度大气环流能量转化的规律.我们进一步讨论和计算了中纬度北半球冬季能量转换的过程.     

中纬度平均经圈和纬圈环流维持的物理过程(一)

本文主要从分解计算的角度,讨论中纬度平均经圈环流和纬圈环流的维持,并把动量和感热的涡动输送联系起来,说明它们之间的内在联系和统一的物理机理. 大尺度涡动输送、加强和摩擦等强迫作用不断造成纬向平均环流的热成风不平衡,而热成风调整过程又不断使不平衡向平衡调整.平均经圈环流就是在这种强迫变化和调整过程的相互作用中产生的.我们引进了一个由强迫变化决定的温度场、流场的时间变率向量M.时间变率向量M的旋度在x方向的投影等于强迫作用所造成的非热成风产生率,它也等于平均经圈环流向量的旋度在x方向的投影. 当连续方程采用B     

集合样本数影响月平均500 hPa高度场预测技巧分析

气候系统模式输出结果是当前开展气候预测业务的重要参考依据之一,如何提高气候系统模式输出结果的可信度是改进气候业务预测能力的关键之一。利用1999—2010年NCEP CFSv2模式每日四次预测未来45天的回算数据,分析了集合样本数对模式预测能力的影响。分析结果表明,模式对月平均500 hPa位势高度的预测技巧在热带地区较高,而中高纬度地区较低;模式对500 hPa位势高度时间异常的预测能力优于空间异常。无论是空间异常还是时间异常,随着模式超前时间的增加,预测技巧均逐渐降低,但是在不同区域和不同月份,模式预测技巧随超前时间的变化存在差异。此外,模式预测技巧存在非常大的年际变率。增加集合样本数,对不同月份和不同起报时间预测技巧的稳定度和预测技巧值均有明显正效果,特别是对亚洲中纬度地区改善度较大。增加集合样本数也可以在一定程度上降低模式预测技巧年际变率。集合样本数增加对于500hPa位势高度空间异常的改进优于时间异常。     

ANALYSIS OF SPHERICAL FUNCTION SPECTRAL STRUCTURE OF THE NORTHERN HEMISPHERE 500 HPA MONTHLY MEAN HEIGHT

Study is undertaken of spherical function spectral structures of long-term mean and anomaly patterns of theNorthern Hemisphere 500 hPa monthly mean geopotential height together with the seasonal and interannual variationsinvestigated.Results show that they are marked by low dimensions and low orders,and the mean and anomaly fields canbe described in terms of 20 and 50 spherical function components,respectively.     

500hPa月平均高度距平场统一的时空结构研究

大气环流异常的空间分布结构、年内演变和年际演变规律与长期天气和短期气候变化有密切的关系。国内外对它们的基本特征、演变规律以及形成和变化的物理原因作了许多研究;这些研究是长期天气预报和短期气候变化研究很有成就的一个方面。但是上述的多数工作主要是对环流异常的空间分布特征和时间分布规律分别进行研究,以揭示时空各自独立的分布规律,如大气中有空间上的遥相关     

南方涛动指数的多元统计分析及其与北半球500hPa月平均环流的关系

本文对美国的CAC南方涛动指数进行了相关分析、因子分析、模糊聚类、主成份分析.指出,月指数可分为二组:1-4月,5-12月,它们的持续性和相关性不相同.还指出,强弱南方涛动可以用涛动指数的第一主成份来定义.此外,用1951-1984年的月资料讨论了南方涛动指数与当年1月到来年12月的500hPa位势高度场、月平均纬圈高度、月平均纬际高度差、大气活动中心以及大气环流特征量的相互关系.分析表明,在涛动低值年的前期4月份75°N以北的500hPa位势高度明显偏低,5月份偏高;低值年4月第一谐波槽位于东半球并且方差贡献小,5月份一波槽方差贡献大,高值年相反.500hPa位势高度在4-5月的这种变化是涛动在高纬度的一个早期讯号.最后,我们建立了一个涛动指数的统计预报模式.利用这个模式可成功地预报出1986年的弱涛动并发生El Nino现象.     

冬季乌拉尔山月平均阻塞形势的统计分析和数值试验

根据冬季（１２，１，２月）乌拉尔山地区月平均阻塞形势集中出现的范围和强度定义了一个阻塞指数。相关分析表明：乌拉尔山月平均阻塞与中国月平均气温有较大的负相关关系；它和全球海表温度之间存在三个明显的高相关海区；北太平洋热带东部海区，北大西洋热带和中纬度海区以及阿留申群岛西南方的海区。应用两层原始方程谱模式，在以上３个海区上空加入理想的非绝热孤立热源强迫分别做数值试验。结果表明：３个海区上空的非绝热孤立     

亚洲500毫巴候平均环流与我国候平均气温之关系的时空结构

本文从分析亚洲500毫巴候平均环流得到的前五项自然正交函数的时间系数出发,利用互谱分析方法,研究了候平均环流演变与我国大范围候平均温度的关系在频率域上的特征,得到了凝聚函数显著的主要频带;初步探讨了这种关系的时空结构。这对于深入认识长期天气过程和以环流演变为因子的候平均温度的预报提供了依据和途径。