一次南亚高压中期活动过程的数值研究

本文利用1965—1984年6—9月逐日08时850hPa历史天气图上分析的ITCZ,统计出ITCZ频数分布图,研究了南海—西太平洋地区ITCZ的气候特性和季节性进退,揭示了ITCZ具有与副热带高压同步北跳现象和频数突增现象。发现:西太平洋上的ITCZ容易在12°N和20°N附近形成和维持,使ITCZ频数图上出现南、北两个多频带.这一分支现象与热带低层赤道西风和高层热带东风的分支现象密切相关。由于ITCZ存在着活跃与间歇的低频振荡,加上海陆、地形和热带气旋活动的影响,以及ITCE的结构特点,因而月平均多云带和最小OLR轴位置比流场ITCZ显著偏南,而且在南海地区出现偏离季风槽而沿地形槽的走向.对比分析表明,用OLR标准差与平均值之比值X来表征ITCZ的位置可能比直接用最小OLR轴更合理.     

南海ITCZ异常变化及其对非移入性南海热带气旋(TC)活动的可能影响

利用美国NOAA提供的向外长波辐射（OLR）资料、NCEP/NCAR再分析资料以及上海台风所提供的热带气旋（TC）资料等,通过定义一个描写南海范围内（5°N~20°N,105°E~120°E）的热带辐合带（Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ）强度指数,研究了南海ITCZ年际和年代际异常变化特征及其对非移入性南海TC[South China Sea-generated tropical cyclone（SCS-G TC）]活动的可能影响,并从异常强、弱南海ITCZ年份的大气环流背景和海表温度等变化特征来尝试揭示南海TC的活动规律。结果表明:在年际和年代际时间尺度上,南海ITCZ强度指数与南海TC的生成频数存在显著的负相关关系,长期趋势变化间的关系存在不同。南海ITCZ的强、弱显著地影响到南海TC的生成频数。强南海ITCZ年,南海TC频数偏多;弱南海ITCZ年,南海ITCZ频数偏少。强、弱南海ITCZ年对于南海TC的生成源地、TC的维持时间以及路径和强度的影响不显著。进一步分析表明,动力和环境条件方面,强、弱南海ITCZ年可能差异较大。异常偏强年,对流层低层出现气旋性环流,上层出现反气旋性环流;季风槽在南海区域偏强、位置偏南。与OLR表示的深对流区相配合,存在暖的海表温度和低层强烈的正涡度和强辐合,在高层存在相应的强的气流辐散,形成了极有利于南海TC发生发展的条件。弱南海ITCZ年则相反。另外,ITCZ强年,太平洋异常SST（Sea Surface Temperature）出现为La Ni?a特征,南海ITCZ区对流活跃,强度偏强。反之,ITCZ弱年则表现为El Ni?o特征,南海ITCZ关键区的对流强度偏弱。这些结果可为深刻认识南海TC的生成规律以及对南海TC的预报提供线索。     

西北太平洋TC高频源地与GMS-SST暖水区及ITCZ的匹配关系

利用GMS高精度遥感海表温度(SST)反演资料、外逸长波辐射(OLR)反演资料和西北太平洋热带气旋(TC)源地及频数数据,分析了GMS-SST、赤道辐合带(ITCZ)、TC源地及频数的时空分布特征。研究发现:TC源地、发生频数以及强度的时空分布和变化均具有趋暖性。GMS-SST大于等于28℃的阈值条件为西北太平洋TC发生和维持的必要条件。并且存在10°N高频收缩轴,其与由GMS-SST大于等于28℃所定义的西北太平洋暖水区,GMS-OLR小于等于240 W.m-2定义的ITCZ的时空分布及变化有很好的相关性,即存在TC高频源地—GMS-SST暖水区—ITCZ三者间的匹配相关。     

影响华东地区热带气旋年频数与热带对流场的关系

利用由美国NOAA系列卫星观测的OLR资料研究了影响华东地区热带气旋年频数（记为ATC）与热带对流场的关系，结果表明两者存在密切的联系：（1）当华东地区热带气旋年频数ATC为异常偏多（少）时，ITCZ位置累积距平为正（负）值，即ITCZ位置异常偏北（南）；（2）利用OLR设计了Walker综合指数WI，该指数的强弱可以反映ATC的异常情况，即当ATC为异常偏多（少）时，walker环流圈异常强（弱）；（3）OLR距平累积量场能较好的表征ATC异常年份所对应的低纬度及中高纬地区大气环流的配置，其可以作为预测影响华东地区热带气旋年频数的强信号。     

近50年南海热带气旋时空分布特征及其海洋影响因子

用中国气象局组织整编的《台风年鉴》资料和全球近表层简易海洋数据同化(SODA)资料,研究了近50年南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的时空分布特征及其海洋影响因子。结果表明,6～10月的热带气旋位置点频数表现出明显的地理分布集聚性特征,主要分布在南海15～22°N海域,并有明显的年代际变化特征。在1975年以前,海洋因子对南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的影响主要以La Nia和类La Nia事件为主,1975年之后以El Nio和类El Nio事件为主。     

打转台风的一些统计特点

本文用1949—1976年7—9月份西北太平洋台风资料(缺1971、1974—1976年打转低压资料)对122—145°E间15°N以北范围内的太平洋上打转台风进行了统计(①指其路径轨迹已呈一圆形,②包括打转热带低压,但不包括在南海生成东移至本区域打转的台风或热带低压,下同)。统计结果表明,打转台风路径虽是台风路径的一种特殊现象,但还是有一定规律的。现分述如下:     

第二讲 OLR资料应用于热带大气环流系统的分析

引言 如上一讲所述,OLR能很好地反映热带大气中的大规模上升与下沉区。而热带大气中最主要的两大环流系统——热带辐合带(ITCZ)和副热带高压,分别对应于大规模的上升和下沉运动区。故OLR对这两个热带大气环流系统的分析很有用。本讲介绍如何用OLR分析ITCZ及副热带高压,以及用OLR     

2003年夏季OLR特征及与中国异常天气的关系

利用NOAA卫星观测的多年平均OLR及2003年的OLR资料,分析了2003年夏季OLR场的异常特征及其与2003年中国夏季异常天气的关系。结果表明,2003年夏季在60～150°E范围内热带辐合带(ITCZ)主要分布在赤道以北的阿拉伯海、孟加拉湾到南海地区,其中孟加拉湾、阿拉伯海地区的对流较常年偏强,而南海地区的对流较常年的偏弱;菲律宾以东洋面的OLR场数值异常偏高,对流活动异常不活跃,这是2003年台风异常偏少的主要原因;OLR大于250W·m-2的区域所表征的西太平洋副热带高压与常年相比,表现为南北活动相对稳定、东西出现振荡、强度偏强的特征,这是2003年南方持续高温酷暑天气的主要原因之一。     

孟加拉湾西南季风与南海热带季风季节内振荡特征的比较

采用美国国家环境预报中心的向外长波辐射和风场资料及日本气象厅的降水资料,用30-60d滤波后的夏季风指数在孟加拉湾和南海的区域平均值分别代表孟加拉湾西南季风和南海热带季风季节内振荡,对两支季风的季节内振荡特征进行比较分析,发现孟加拉湾西南季风的季节内振荡和南海热带季风的季节内振荡在夏季风期间(5-10月)都有约3次半的波动.夏季风期间,在阿拉伯海-西太平洋纬带上,夏季风的季节内振荡有4次从阿拉伯海的东传和3次从西太平洋的西传,其中7月后东传可直达西太平洋.孟加拉湾和南海在夏季风期间都有4次季节内振荡的经向传播,但孟加拉湾在约15°N以南为季节内振荡从热带东印度洋的北传,在约15°N以北则为副热带季风季节内振荡的南传;而在南海则是4次季节内振荡从热带的北传.在以孟加拉湾西南季风季节内振荡和南海热带季风季节内振荡分别划分的6个位相中,都存在1-3位相和4-6位相中低频对流、环流形势相反的特征,这是由热带东印度洋季节内振荡的东传和北传所致.热带印度洋季节内振荡沿西南-东北向经过约14d传到孟加拉湾,激发了孟加拉湾西南季风季节内振荡的东传,经过约6d到达南海,激发了南海热带季风季节内振荡的北传,经过约25d到达华南,形成热带印度洋季节内振荡向华南的经纬向接力传播(45d).孟加拉湾西南季风季节内振荡所影响的降水主要是在20°N以南的热带雨带随低频对流的东移而东移;而南海热带季风季节内振荡所影响的降水除了这种热带雨带随低频对流的东移外,还有在20°N以北的东亚副热带地区存在雨带随南海低频对流的北移而北移.     

2—4月北极涛动对中西太平洋ITCZ活动的可能影响

利用1979—2008年逐日向外长波辐射(OLR)资料以及北极涛动(AO)指数,从日尺度上分析了中西太平洋上赤道辐合带(ITCZ)的类型及活跃程度,并研究其与AO的关系。结果表明:在日尺度上ITCZ存在不同的强对流中心,依据中心位置可以划分为北、南、赤道、双、全和弱等六种型态,其中北、南和弱型ITCZ在日尺度上频次最高,分别占总天数的30.98%、31.11%和24.05%,而赤道、双和全型ITCZ出现频次较少。AO与西北太平洋ITCZ活动的相关分析表明,2—4月AO指数与北型ITCZ频次存在显著正相关,相关系数达到0.49,而与弱型ITCZ频次存在显著负相关,相关系数为-0.42。当AO处于正(负)位相时,从同期至8—10月北型ITCZ活跃程度偏强(弱),而弱型ITCZ偏弱(强),在滞后1～2个月时相关达到最高。此外低层环流场以及SST也存在显著变化。当AO为正位相时,中西太平洋上赤道至15 °N范围内存在异常西风气流,SST异常偏暖。这也加大了南北向SST梯度,导致赤道以北辐合加强,对流活跃,北型ITCZ频次增多。这表明AO可能是通过风场和SST来影响北型ITCZ的活动,这种海气相互作用产生的影响具有较长的持续性。      

亚洲夏季风各子系统主要变率相互关系初析

使用NCEP/NCAR再分析资料和CMAP月平均降水资料分析了亚洲夏季风各个子系统的相互关系。结果表明亚洲夏季风子系统之间存在显著相关。从同期强度变化可知,当东亚季风偏强时,大尺度亚洲季风、东南亚季风、南亚季风均偏弱,相关区域降水偏少;而同时大尺度亚洲季风偏强时,东南亚和南亚季风偏强,相关区域降水偏多;东南亚季风偏强时,南亚季风偏弱,南亚地区降水偏少;反之亦然。从不同周期强度变化可知各个子系统相关仍然显著。      

北半球大气臭氧和气温的关系

本文根据北半球21个臭氧站1979年7月1—31日逐日日平均臭氧总量与日平均10—200hPa气温资料,分析了逐日臭氧变化与气温变化的相互联系和影响。结果发现,臭氧总量变化落后于50—200hPa层气温变化,超前于5—50hPa层气温变化。     

THE ANALYSIS OF THE RELATIONSHIP BETWEEN THE SUBSYSTEMS OF THE ASIAN SUMMER MONSOON

In this study, the relationship between the subsystems of Asian summer monsoon is analyzed using U.S. National Centers for Environmental Protection/National Center for Atmospheric Research reanalysis and Climate Prediction Center Merged Analysis of Precipitation monthly mean precipitation data. The results showed that there is significant correlation between the subsystems of Asian summer monsoon. The changes of intensity over the same period show that weak large-scale Asian monsoon, Southeast Asia monsoon and South Asian monsoon are associated with strong East Asian monsoon and decreasing rainfall in related areas. And when the large-scale Asian monsoon is strong, Southeast Asia and South Asia monsoons will be strong and precipitation will increase. While the Southeast Asia monsoon is strong, the South Asia monsoon is weak and the rainfall of South Asia is decreasing, and vice versa. The various subsystems are significantly correlated for all periods of intensity changes.     

热带东、西风界面附近的扰动流场

在正压无辐散的条件下,讨论了东、西风不连续面上的正压不稳定性,得出:在这种情形下,东、西风界面上的扰动总是不稳定的。文中用小参数的方法,对界面附近扰动发展的非线性问题进行了计算,算到二级近似。结果表明,非线性过程引进短波长的谐波。界面的变形和扰动随时间增长较快,经过0.5天,界面有很小的变形,附近只有很弱的闭合环流;到1.5天,界面变形显著,环流范围增长达300公里,而且短波占主要部分,界面北侧东风气流中的气旋式环流进一步发展,风速也显著增强。     

中国西部干旱地区太阳直接辐射通量密度与大气质量的关系

本文根据中国西部干旱地区大气物理状态(大气可降水量和大气浑浊度)的变化范围,利用太阳直接辐射通量密度的理论计算公式,计算了各种大气透明系数状况下的太阳直接辐射通量密度。计算结果表明,大气质量m=2时的透明系数P_2和m相同时,由于水汽和气溶胶的含量配置不同而引起太阳直接辐射通量密度的差异,在辐射日变程的主要时段(m=1-3)内并不大。于是得到各种透明系数P_2状况下太阳直接辐射通量密度随大气质量变化的平均关系。不同海拔高度比较,当透明系数P_2相同时,各自的大气物理状态虽然不同,但m相同时的太阳直接辐射通量密度基本相同。现有的表征太阳直接辐射通量密度值和大气质量联系的关系式都不能很好地描述计算结果。根据太阳直接辐射通量密度随大气质量变化的特性,我们提出了新的关系式。最后,整理了不同拔海高度和不同地理景观的四个日射站(西藏那曲、青海格尔木、甘肃敦煌和民勤)的多年观测资料。经验计算结果与观测值比较,一致性良好。     

1986年夏季西藏东部近地层湍流输送特征的分析

本文以1986年夏季西藏高原气象实验(TIPMEX-86)期间获得的资料为基础,运用廓线方法,计算了实验期间感热、潜热和动量湍流通量并分析了与通量输送有关因子的变化。分析结果表明,各种湍流通量都有明显的日变化、日际变化和旬变化。7月份感热通量比6月份大约减少了2/3以上。计算得出那曲6月13—28日拖曳系联C_d的平均值为0.0052,同期感热通量的整体输送系数C_h为0.0075;而拉萨6月11日—7月20日C_d的平均值为0.0056,同期C_h的平均值为0.0085。根据整体输送系数和各种有关因子的关系分析表明,C_d,C_h不可能用一个常数代表,它们不仅仅是风速的函数,而且其变化还包含了稳定度、风速梯度、温度梯度的综合效应。     

从大氣環流變化論東亞过渡季節的來臨

自然季節的劃分無論是在氣候学工作上和天氣預告,特别是中、長期預告工作上都是一個很重要的問題。 我國勞動人民从很古的時候就把天文現象和产業生产的实踐結合起來劃分季節。近代从氣象观測的科学工作建立以後,人們更科学地依據大量的氣候資料按照     

球面定常行星波射线的变化与波列的分支

为了解释大气低频波列的结构特征,本文把慢变介质中波传播的理论应用于行星波。采用射线追踪方法,借助于几何直观,在波射线与纬线平行的纬度附近,讨论了波数k_s的分布对波射线变化与波列分支的作用。并讨论了沿波射线路径波幅的变化。提出,在波数k_s为极值的纬度附近,定常行星波列存在着明显的分支现象。在传播期间,波幅在分支纬度附近为极大值。这些结论与双测和模拟的结果是相当一致的。此外,本文还讨论了“大圆路径理论”的局限性。