南海海温与我国夏季降水相关关系的研究

近20年来,气象工作者一直把赤道东太平洋海温对我国汛期降水的影响作为海-气相互作用中的重要研究课题。陈烈庭(1977)研究了赤道东太平洋地区海温异常变化对我国汛期降水的影响;黄嘉佑(1989)利用相关矩方法分析了赤道东太平洋海温与我国夏季雨日之间的关系;魏风英等(1992)研究了赤道东太平洋海温等因子与长江流域夏季旱、涝之间的关系及各因子在旱、涝形成中的贡献。研究结果表明,赤道东太平洋海温对我国降水有显著影响。 南海地处赤道西太平洋边缘,是低纬热带海域,它位于季风气流上游,是我国夏季降水的水汽和各种能量的重要源地之一,因此该海域海表面温度(简称海温)的变化与季风环流的相互作用可直接影响我国东部低纬地区的降水。罗绍华等(1985)曾作过南海海温与长江中、下游夏季降水的相关分析,分析结果认为,南海前期海温变化与长江中、下游夏季降水有密切关系,即前期海温偏暖时,长江中、下游夏季降水往往偏多,反之,前期海温变冷时,降水少。但是,由于上述研究是利用1951-1972年的资料,而且仅限于长江中、下游地区与南海海温的相关分析,因而还不尽如人意。随着南海海温资料和我国降水资料的不断累积,为进一步深入研究南海海温变异与我国降水的关系提供更好的条件,本文试图通过分析南海前期各季海温与长江中、下游和东南沿海地区的降水关系,找出在海温影响下的降水分布特征及旱、涝出现规律,为长江中、下游和东南部地区旱、涝的长期预测提供依据。     

印度洋海温异常对西北太平洋台风的影响及机制研究

基于近40 a NCEP/NCAR再分析月平均高度场、风场、涡度场、垂直速度场以及NOAA重构的海面温度(sea surface temperature,SST)资料和美国联合台风预警中心(Joint Typhoon Warning Center,JTWC)热带气旋最佳路径资料,利用合成分析方法,研究了前期春季及同期夏季印度洋海面温度同夏季西北太平洋台风活动的关系。结果表明:1)前期春季印度洋海温异常(sea surface temperature anomaly,SSTA)尤其是关键区位于赤道偏北印度洋和西南印度洋地区对西北太平洋台风活动具有显著的影响,春季印度洋海温异常偏暖年,后期夏季,110°～180°E的经向垂直环流表现为异常下沉气流,对应风场的低层低频风辐散、高层辐合的形势,这种环流形势使得低层水汽无法向上输送,对流层中层水汽异常偏少,纬向风垂直切变偏大,从而夏季西北太平洋台风频数偏少、强度偏弱,而异常偏冷年份则正好相反。2)春季印度洋异常暖年,西北太平洋副热带高压加强、西伸;而春季印度洋异常冷年,后期夏季西北太平洋副热带高压减弱、东退,这可能是引起夏季西北太平洋台风变化的另一原因。     

THE RELATIONSHIPS BETWEEN THE FLOOD AND DROUGHT OF THE CHANGJIANG AND HUAIHE RIVER VALLEYS AND THE PACIFIC SST ANOMALIES

tn order to find the relationships between the flood and drought of the Changjiang and Huaihe River valleys and Pacific SST anomalies, the synoptic analysis Has been made. Two types of opposite distribution of SST departure for flood and drought years have been found. These states have set up basically preceding winter and have strengthened and persisted in summer.The time of the effect of anomalous SST on the flood and drought are different for different areas over the Pacific, the north Pacific is the earliest and the west and southeast Pacific are later. The evolution of SST anomalies with different types in every part of the Pacific has been shown. Finally, the formation of SST anomalies in Pacific has been elucidated by virtue of the surface wind anomalies which drive the ocean current anomaly.     

福建省后汛期旱涝与大气环流和海温的关系研究

利用NCAR/NCEP再分析资料和福建省47个站的降水资料,分析福建后汛期典型旱涝年份的大气环流和海温场特征,探讨福建后汛期降水异常的可能机理。结果表明：福建典型旱涝年份大气环流和北太平洋海温距平场存在明显差异;福建夏季降水的丰欠,主要取决于西太平洋副高的强度、分布以及南侧热带辐合带活动情况;赤道附近海温距平差异以及邻近海域黑潮区的海温距平差异,也是造成福建后汛期降水异常的原因。     

2011年春、夏季黄海、东海营养盐分布特征研究

利用2011年4月和8月的调查资料,分析讨论了春、夏季黄海、东海营养盐分布特征及影响因素。结果表明,在调查海域,春季的硅酸盐、硝酸盐的浓度较高;夏季磷酸盐、氨氮的浓度较高。受长江冲淡水影响,长江口-浙闽近海表层营养盐浓度较高,且夏季高值区向外海扩展;外海受黑潮表层水的影响营养盐浓度较低。南黄海营养盐主要受长江冲淡水、黄海冷水团、黄海暖流的共同影响,夏季形成强烈的温跃层,在底层维持着一个稳定的高盐、富营养盐的冷水团。     

北太平洋副热带海洋环流强度异常对长江中下游夏季降水的影响

利用SODA资料和ECCO资料计算得到的北太平洋副热带海洋环流强度,和国家气候中心整编的中国160站逐月降水资料,结合NCEP/NCAR再分析资料和Hadley中心海表面温度资料,分析了1970－2007年海洋环流强度异常同期的大尺度大气环流异常特征及对中国东部夏季降水的影响。结果表明:海洋环流强度变化与长江中下游地区降水存在密切的反相关。环流强度异常可以通过影响西太平洋副热带高压的南北位置异常进而影响长江中下游降水。海洋环流偏弱时,副高位置偏南,长江中下游地区受气旋性环流异常影响,来自副高西北侧的强西南水汽输送至此,在该地区形成强水汽辐合中心,同时伴随上升运动加强和对流的加强,进一步导致该地区降水偏多;当海洋环流偏强时,西太平洋副高位置偏北,长江中下游地区受反气旋性环流异常影响,伴随辐散下沉及水汽辐散,导致该地区降水偏少;海洋环流强度异常导致的中纬度海区海表面温度异常,可能是导致副高南北位置异常的主要原因。     

冬季中纬度海气相互作用与长江中下游汛期旱涝预测

中纬度海洋的热力状况对大气环流的维持和变化起着重要的作用,尤其在冬季。汛期的研究表明,冬季黑潮海域海表面水温(SST)与长江中下游和华北平原汛期降水有密切的关系(中国科学院大气物理研究所长期预报组,1978),夏季阿留申海域的SST异常与北太平洋上空大气环流场和后期秋季美国的气温和降水亦存在有意义的关系(Namias,1976)。赵永平(1986a;赵永平, McBean,1996)和Zhao and McBean(1989)曾用北太平洋海洋对大气加热场资料详细地分析了其时空分布特征,揭露了黑潮及邻近海域海洋异常加热对同期和后期半年至一年北半球大气环流的影响事实,并提出用海洋异常加热对同期和后期大气环流作用的反相性假说来进行解释。以上研究表明,冬季中纬度海洋异常加热与大气环流的异常和我国汛期旱涝之间存在一定的联系。 冬季黑潮和湾流海域是中纬度海洋的两个巨大热源,它们对同期和后期大气环流有重要影响。本文研究了冬季中纬度黑潮和湾流海域海洋异常加热对夏季副热带高压和中高纬度西风环流的影响,讨论了长江中下游汛期旱涝前期冬季和同期大气环流型。结果表明,冬季东亚和北美冷空气都强时,黑潮和湾流海域对大气异常多加热,夏季西太副热带高压、乌山和鄂海阻塞高压多趋减弱,中纬环流平直,形成长江中下游偏旱的环流形势；反之,西太副热带高压、乌山和鄂海阻塞高压多趋加强,中纬槽脊系统明显,形成长江中下游偏涝的环流场。本文还对可能的物理过程进行了讨论。     

福建伏旱期旱涝与海温的相关分析

本文取全省25个代表站1961—2000年7月降水资料和北太平洋海温月平均资料为素材，首先标定典型早涝年例，其次对比分析典型早涝年例的海温场特征和可能的影响关系。初步结论有：(1)黑潮区海域海温偏高(偏低)、太平洋中东部赤道附近海域海温偏低(偏高)时，福建伏早期易于发生干旱(洪涝)；(2)ENSO冷(暖)事件影响年时福建伏早期易早(涝)。     

山东夏季不同雨型的前期异常大气环流及海温场特征

采用合成分析原理,研究了山东夏季降水不同分布型的前期冬、春季大气环流及前期秋、冬、春季海温场特征。结果表明,不同降水分布型在前期的大气环流及海温场中表现出了较大差异,同多型表现为欧亚中高纬环流由前冬12月的纬向型,隆冬到初春转为经向型,西太平洋副高隆冬到初春偏弱,春季4—5月转为偏强,海温场则表现为赤道中东太平洋地区前期秋冬季的暖水位相到春季减弱或转换为冷水位相;而同少型则基本相反;东多西少型前期冬春季西太平洋副高持续偏弱,欧亚中高纬和北美地区盛行经向环流,海温场上则表现为从上年秋冬季为拉尼娜状态,而春季明显减弱;西多东少型基本相反。     

华北地区夏季降雨量与南海海温长期变化的关系

比较了华北地区7个站与17个站1951-1997年夏季（6，7，8月）降雨量与气候随时间的变化特征，并对其成因作了探讨。结果表明，用北京、天津、邢台、烟台、郑州、太原和济南等7个站可代表该地区夏季降雨量与气候的多尺度变化特征，过去47a该地区依次经历了湿凉、湿热、湿凉、干热、湿热几个时期，降雨量的长期变化与南海前冬（1-2月）海温成负相关。前冬南海海温偏高，意味着初夏南海地区大气对流低频振动偏弱，南海夏季风爆发较晚，西南季风较弱，夏季西太平洋副高位置偏南，华北地区大气低层北风加强，华北地区夏季少雨，前冬南海海温偏低时情况则相反，考虑冬季（1-2月）南海南温和7-8月西太平洋副高脊线位置（纬度）的影响用均生函数建模，试验结果与用子波变换重构方法考虑华北地区夏季降雨量的变化趋势比较，二者相吻合，预测试验结果与过去3a的实况基本一致。     

东南沿海前汛期与后汛期降水的比较分析

本文通过对东南沿海前汛期降水与后汛期降水的多年气候变化及500hPa环流场和北太平洋海温场对比分析发现:前汛期降水与后汛期降水在年代际变化上差异明显。前汛期降水逐年变化幅度小,大旱、大涝年少;后汛期降水逐年变化幅度大,大旱、大涝年多。前汛期降水与后汛期降水的大旱、大涝年环流形势场和海温场均存在明显差异。在与北半球500hPa高度场和北太平洋海温场的相关分布上,表现出基本相反的分布类型。计算分析还发现,前期8～9月和冬季1～2月北半球副高,尤其是太平洋副高与前汛期降水相关尚好。前期1月赤道洋流区中部海域的海温,对前汛期降水均有较好的预测指示意义。前期2月北大西洋涛动和黑潮区以东至太平洋中部海域的海温对后汛期降水具有较好的预测指示意义。     

2017年春、夏季南黄海西部营养盐的分布特征及其与浒苔暴发的关系

基于2017年4月、5月、6月和8—9月在南黄海西部海域4个航次的现场调查,分析了春至夏季逐月的营养盐分布特征及其影响因素,初步探讨了营养盐与浒苔绿潮暴发的关系。结果表明：春至夏季苏北近岸浅水区总体呈现出高温、低盐、高营养盐的特征,且各理化要素垂向差异不明显;同时该海域表层水体中的营养盐含量自4月至5月有所下降,而后开始上升,至8—9月达到最大浓度。受长江冲淡水的影响,调查海域西南部表层存在向东北方扩展的低盐、高营养盐水体,在夏季与苏北海域向外扩展的营养盐高值区连成一体。在调查海域的中部至东北部深水区,入春后表层海水不断升温,至夏季于底层形成显著的黄海冷水团,并在其周围呈现出锋面特征;受初级生产过程和温跃层的影响,入春后该海域的上层营养盐浓度总体呈现出下降的趋势并在夏季维持了较低的水平,而底层营养盐浓度从春季至夏季有所升高且影响范围不断向西南方向扩展,至8—9月达到最大范围。苏北近岸海域丰富的营养盐为入春后大型藻类的生长和暴发提供了重要的物质基础,而且5月南黄海西部相关海域表层营养盐浓度降低与浒苔、马尾藻等大型漂浮藻类暴发对营养盐的吸收利用有关。     

晚春北极涛动对夏季西北太平洋热带气旋生成频数的影响

利用美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料以及中国气象局发布的热带气旋(TC)最佳路径数据集,本文探讨了1950–2018年期间晚春(5月)北极涛动(AO)与随后夏季(6–9月)西北太平洋上空热带气旋生成频数的关系.研究表明,晚春AO对夏季西北太平洋TC生成有明显的预报指示意义,二者...     

E1Nio事件与广东各区域夏季旱涝的关系

应用广东境内分布较均匀的２０个测站的降水资料，分析了Ｅ１Ｎｉｎｏ事件与广东各区域夏季（本文指５—８月，下同）降水的关系，以及赤道东太平洋海温、南海海温的变化对广东夏季降水的影响，并探讨了Ｅ１Ｎｉｎｏ事件与广东各区域历史旱涝的关系。结果表明，把广东看为一个整体，Ｅ１Ｎｉｎｏ事件与其夏季旱涝关系不明显。但把广东划分为西北部、东北部、中部及西南部，则在Ｅ１Ｎｉｎｏ事件当年，西北部偏旱，西南部偏涝；在Ｅ１Ｎｉｎｏ事件次年，西北部偏涝，西南部偏旱；而东北部及中部在Ｅ１Ｎｉｎｏ事件当年和次年雨量均偏多，但当年比次年的偏多率大。     

2011年春、夏季黄、东海水团与水文结构分布特征

根据2011年春季(4月)夏季(8月)两个航次调查的CTD温盐资料,获得观测期间黄、东海主要水团特征:(1)夏季黄海冷水团10℃等温线在黄海海域中部30m以深,影响范围西至122°E南至34°N,最低温度为6.2℃,比气候态平均冷水团温度低约2℃;(2)夏季冲淡水以长江口为中心,呈半圆形向外扩展,并无明显NE转向,30.00等盐线在32°N断面上东至124°E,南至29.5°N,扩展范围与往年相比偏西1°左右,而在SE方向较往年有明显延伸扩展。水文结构特征为:(1)春季,温跃层主要在南黄海中部以西,跃层强度仅为0.10—0.40℃/m;密跃层主要在长江口以东,跃层强度0.20—0.30kg/m4;(2)夏季,温跃层强度最高值在长江口东北,跃层强度达到2.41℃/m,上界深度5.5m,厚度2.5m;黄海温跃层强度普遍强于东海,主要是冷水团区域表底显著的温度差异造成;密跃层强度高值区在33°N断面西侧海区,强度达到1.38kg/m4,上界深度5.5m,厚度约为1.5m;沿长江冲淡水舌轴方向的密跃层强度为0.30—0.60kg/m4,自西向东逐渐减弱。     

赤道印度洋上层环流辐合辐散的年际变异成因分析

印度洋上层海气相互作用对印度洋和太平洋气候系统有重要影响。目前针对印度洋气候态环流特征已有较为全面的研究,但针对印度洋环流的年际变化及其季节性差异的特征分析和具体作用机制,仍缺乏深入的研究。本文利用1979—2007年Simple Ocean Data Assimilation(SODA)再分析资料研究了赤道印度洋表层辐合辐散的年际变异及其季节依赖性。结果表明,以赤道为中心,印度洋上层异常海流,在经向上形成显著的辐合(辐散)现象,究其原因主要是赤道纬向风异常形成的Ekman流所导致。进一步分析表明,热带印度洋异常纬向风的成因与太平洋-印度洋的热力强迫过程作用有关,并且不同的热力强迫过程呈现出显著的季节差异性。此热力强迫过程,具体可分为3种类型:第一类是太平洋纬向海表热力差异的遥强迫作用,主要发生在冬末春初,热带太平洋的纬向热力差异通过调节Walker环流,在印度洋激发出一个异常的次级环流,对应的大气低层形成纬向风异常;第二类是东-西印度洋海表热力差异的局地强迫作用导致的局地环流,使赤道印度洋上空形成纬向风异常,此过程在春末夏初较为显著;第三类是太平洋-印度洋热力差协同作用的结果,使赤道印度洋盛行异常的纬向风,此过程在秋季起主导作用。     

青岛近百年的旱涝变化特征分析

根据1900~2002年青岛月降水资料,利用Z指标方法确定了青岛的旱涝年份,并从季节上进行了旱涝分析。结果表明青岛年降水旱年有20a,涝年有17a,出现旱或涝的概率为37.4%,至少有一个季节出现旱或涝的年份占84.5%。年降水量以10.6mm/10a的速度下降,各季节降水量的变化趋势不一致,夏、秋季是下降趋势,而春季和冬季则呈现出上升趋势。     

西太平洋暖池海温异常年夏季东亚大气环流特征

利用NCEP/NCAR逐月再分析资料对西太平洋暖池区海表水温冷、暖异常年夏季东亚大气环流作了合成分析,与气候平均比较后发现:夏季暖池区暖异常时,在西太平洋上空的对流层低层产生一个强的反气旋偏差环流,因而不利于南海南部和赤道太平洋地区的西风发展,使热带夏季风强度减弱;在南海西部和中南半岛东部有偏差气流转向大陆,因而增强了偏南风,使副热带夏季风强度增强;在对流层中、下层副高脊线位置偏南,大约以400hPa为分界线,低层副高强度增强,高层副高强度减弱。西太平洋暖池冷异常年夏季东亚大气环流特征大致与上述情况相反,且强度或变化幅度小于暖异常年夏季。另外,与气候平均比较,暖异常年纬向Walker环流上升支大幅西移,而冷异常年该环流上升支则东移。     

长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究Ⅱ.环流的基本特征

利用POM模型,以研究海区的海面风应力、温度和盐度资料作为海面边界条件,以与外海界面处的温度和盐度资料作为侧向液边界条件,并考虑长江径流、台湾暖流和东海沿岸流的影响,对长江口及其邻近海区各季节的三维斜压环流和温、盐结构进行了数值模拟。环流的数值结果表明,冬季和秋季研究海区的水平环流主要由长江径流、东海沿岸流、台湾暖流、杭州湾环流和沿岸流与台湾暖流之间的气旋和反气旋涡构成;东海沿岸流与长江径流顺岸南下,随着自北往南岸界地形坡度的增大,其流幅变窄,流速增强;台湾暖流沿陡坡及其外缘蜿蜒北上,随着自南往北水深的变浅,其流幅由宽变窄继而又由窄变宽,流速却一直由强变弱。冬季和秋季海区纬度断面垂直环流的总趋势由近岸向外海流动,海底地形变化缓慢区离岸流产生波动,海底地形变化显著的陡坡区离岸流产生剧烈振荡而生成强升降流。春季和夏季研究海区的水平环流主要由长江径流与东海沿岸流汇合流、台湾暖流、杭州湾环流、舟山群岛附近及长江径流和东海沿岸流汇合流与台湾暖流之间的气旋和反气旋涡构成;长江径流和台湾暖流平行北上并在长江口以北产生顺时针偏转。由海区水平环流特征和变化趋势证实,春季长江冲淡水已开始向东北偏转,夏季冲淡水的偏转程度、伸展距离和扩展范围都更甚于春季;春季在长江口近岸存在弱上升流,夏季长江口外的陡坡区出现下降流,而长江口以北和以南的陡坡区出现上升流。     

ABNORMALLY HEAVY RAINFALL IN THE CHANGJIANG VALLEY AND ITS CORRELATION WITH EXTRAORDINARY OCEANIC FEATURES IN 1983

The abnormally heavy precipitation occurred in the Changjiang Valley, 1983 as one of the four serious flooded events in the past sixty years was directly associated with the abnormal changes of the subtropical high of the NW Pacific. Meanwhile the abnormal changes of the S. H. were correlated with the abnormally warming of SST of the tropical East Pacific and the appearance of El nino in 1982-1983, which had attained the highest intensity in this century and were reasonably correlated with the unusual variations of Southern Oscillation, SST anomalies of the Pacific Ocean, and the anomalies of the cloudness over these areas. This has once again confirmed that there exists a teleconnection between several parts of Pacific Ocean and the atmospheric circulation. A chain reaction between the abnormal weather in China and the East and the West Pacific (the tropical and the subtropical Pacific) is revealed, which may give some information for the long-range weather forecasting.