欧亚积雪异常分布对冬季大气环流的影响 II.数值模拟

基于观测分析的结果 ,采用NCARCCM2模式 ,设计了三组数值试验方案 ,研究了积雪的异常分布对冬季大气环流的影响及其可能的物理过程。结果表明 ,数值模拟与观测分析所得结果一致 ,冬季积雪的异常分布 ,通过积雪的辐射冷却效应 ,可以改变地表的热状况以及地表对大气加热的异常 ,引起大气温度、位势高度场的调整 ,激发冬季大气EUP遥相关型 ,导致东亚冬季风环流的异常     

欧亚积雪异常分布对冬季大气环流的影响Ⅱ.数值模拟

基于观测分析的结果,采用NCAR CCM2模式,设计了三组数值试验方案,研究了积雪的异常分布对冬季大气环流的影响及其可能的物理过程.结果表明,数值模拟与观测分析所得结果一致,冬季积雪的异常分布,通过积雪的辐射冷却效应,可以改变地表的热状况以及地表对大气加热的异常,引起大气温度、位势高度场的调整,激发冬季大气EUP遥相关型,导致东亚冬季风环流的异常.     

冬季积雪的异常分布型及其与冬、夏大气环流的耦合关系

采用 ECMWF1 979～ 1 993年 2 .5°× 2 .5°的网格点积雪深度资料 ,研究了较为细致的积雪异常的空间分布特征 ,揭示了欧亚大陆冬季积雪的异常空间分布型 ;并采用 SVD方法研究了冬季积雪的异常分布型与冬、夏大气环流的耦合关系。结果表明 :欧亚大陆冬季积雪深度存在典型的异常空间分布型 ;积雪的异常分布型与冬、夏大气环流之间均存在一定的耦合关系。冬季积雪的异常分布型与大气 EU遥相关型存在明显的同时性相互作用 ,大气 EU遥相关型有利于冬季积雪异常分布型的出现和维持 ,而积雪异常分布型对大气 EU遥相关型的发生起一定的作用 ,进而对冬季风活动产生影响。冬季积雪的这种异常分布型与夏季大气环流 ,尤其是东亚地区的夏季大气环流 ,也存在一定的联系。积雪异常分布型可以通过影响副热带高压的南北进退 ,对东亚季风及中国夏季雨带产生影响。     

青藏高原春季积雪对大气环流影响的模拟研究

应用ＮＣＡＲＣＣＭ２气候模式就青藏高原春季积雪对大气环流的影响进行了模拟研究，结果表明，青藏高原春季积雪对气环流有很大的影响，这增大了高原地区的地面反照率，减少了地面吸收的短波辐射，地气界面处的感热和潜热通量，从而引起高原及其附近地区温度场，气压扬，风场，散度场以及降水量及其分布的一系列变化。     

关于大气环流遥相关与低频振荡的研究进展与问题

遥相关与低频振荡是大气环流研究中两个重要的问题。本文主要集中阐述近年来关于大气环流遥相关与30—50天振荡的观测事实及其物理机制的研究进展,同时也指出了有待于进一步研究的问题。     

热带大气高频温度异常对大气低频振荡影响的数值模拟研究

用中国科学院大气物理研究所的ＩＡＰ模式对发生在热带地区的高频温度异常进行了数值模拟。与控制试验结果对比，得知大气中的季节内振荡及双周振荡是大气变化的固有特性。当热带地区出现高频温度异常时，会影响大气中的各种物理量场，并以季节内振荡的影响最为明显，其主要表现是使原有的中高纬度季节内振荡作用减弱，而高频振荡部分加强，对异常响应的作用在低纬地区表现为：中上层以相当快的速度向东西两个方向传播，尤其以向东传     

欧亚积雪异常分布对冬季大气环流的影响I. 观测研究

利用ECMWF 1979～1993年2.5°×2.5°的网格点积雪深度资料、中国气象局整编的海平面气压、500 hPa高度场和NCEP再分析资料,探讨了欧亚冬季积雪异常对同期大气环流的影响.结果表明:(1) 欧亚中高纬冬季积雪面积与同期大气环流具有密切的联系:积雪面积为正(负)异常时,冬季500 hPa高度场对应正(负)欧亚-太平洋(简称EUP)遥相关型,东亚冬季风活动偏强(弱).(2)诊断结果表明,积雪异常与大气环流之间的密切联系在一定程度上反映了冬季积雪的异常分布可能对大气EUP遥相关型和东亚冬季风活动产生影响.(3)SVD分析得到的冬季积雪的异常分布与同期大气环流的耦合模态,证实了前面所得结果.     

1982年夏半年30—50天大气低频振荡与东亚大气环流变化的关系

分析了1982年5～9月中高纬度地区对流层中上层30～50天厚度低频振荡与东亚大气环流变化的关系。发现鄂霍茨克海以北大陆上空是30～50天厚度低频振荡的活跃区和显著区,这种厚度低频振荡与东亚大气环流指数循环和大气环流系统有密切的联系。指出中高纬度大气存在30～50天低频振荡,而且在大气环流的变化中占有重要地位。     

北太平洋夏季大气环流的持续性异常及其对中国天气的影响

对太平洋北部持续性异常的研究表明，正、负异常的形热从发生、发展到消亡的演变过程十分相似，它们都始于东亚及西太平洋区域距平形势的变化，并在北太平洋及东亚地区出现一规则排列的距平异常区域，东亚及整个北半球的大气环流也相应地发生变化。太平洋北部环流的持续性异常对东亚特别是中国夏季的天气异常有重要影响。诊断分析和数值试验表明，夏季太平洋北部大气环流发生持续性异常与太平洋中低纬的海温异常关系密切。     

中国西部积雪对我国汛期降水的影响

本文利用台站及卫星资料建立了中国西部积雪３０年逐月时间序列。该序列是目前资料时间最长、最好的序列，为研究该区积雪月际和年际变化及其影响提供了较可靠的依据。中国西部冬春积雪对我国汛期降水的影响平均为负相关趋势，与６月降水的相关分布较有规律，冬春多（少），其它地区６月降水偏多（少）。我国西部多（少）雪对６月从份５００ｈＰａ高度的变化是：高原北边高纬高度降低（升高）及副热地区升高（降低），有（不）利于高     

北半球冬季环流异常对我国东北夏季长期天气过程的影响

用北半球１４个冬季的５００ｈＰａ候距平高度场和１４个夏季东北地区温度和降水候距平资料，分析了冬季环流异常对次年夏季温度和降水异常的影响，发现北半球冬季环流异常的显著区与冬季大气活动中心或超长波槽脊相联系；与我国东北地区夏季温度和降水异常关系密切。在Ｅｌ Ｎｉｎｏ和反Ｅｌ Ｎｉｎｏ年，这种现象更为明显。     

北半球东半部对流层夏季平均环流形成物理机制的流体模拟实验

在旋转流体盘中做物理实验 ,模拟研究北半球东半部对流层夏季平均大气环流的形成物理机制。用镍铬电阻丝通电加热实验盘底作为热源 ,用冷水循环的铜管对实验盘底制冷作为冷源。将热源及冷源分布在绘有北半球极赤射面投影地图的底面上。人工地制造出中高纬西风带及越赤道气流模型。用流体物理模拟实验方法研究北半球东半部对流层夏季平均大气环流物理机制。逐个地试验了海陆温差、青藏高原地形及其高空热源、中高纬西风带 ,及来自南半球的越赤道气流的作用     

中国东北夏季极端高温变化特征及其与环流异常的联系

利用东北地区1960—2010年夏季逐日气温资料,研究了中国东北地区夏季极端高温的时空变化特征和区域性特征,并对东北地区夏季极端高温事件与大气环流异常的可能联系进行分析。结果表明,东北地区夏季极端高温频数有明显的升高趋势,升高幅度由南向北逐渐增大;东北地区南部、东北部和西北部夏季极端高温频数的年际及年代际变化存在明显差异。东北地区夏季极端高温高发年500 hPa位势高度上盛行纬向环流,东北地区上空位势高度的垂直分布接近于正压结构,且一直延伸至对流层顶,海平面气压场上亚洲大陆低压明显偏弱,南北气压梯度减小,冷空气不易南下;低发年,则反之。     

欧亚和青藏高原冬春季积雪与我国夏季降水关系的分析和预测应用

通过高原积雪和欧亚积雪与我国夏季降水的相关分析和统计检验,表明冬春季雪盖对我国夏季旱涝有重要的影响,虽然冬季和春季雪盖与我国夏季降水的相关分布存在差异,总趋势大致相仿。但是,冬春季高原积雪和欧 亚积雪与我国夏季降水的相关分布基本是相反的,其中高原积雪与长江中下游和西北东部地区夏季降水为正相关,欧亚积雪与东北和华北东部以及西南地区降水为正相关冬季节积雪异常偏多时,长江流域夏季易发生洪涝,这也是汛期降     

青藏高原冬春季雪盖对东亚夏季大气环流影响的研究

通过分析青藏高原积雪的基本特征，指出高原冬春季雪盖在东亚夏季气候形成与异常中的重要作用，同时分别总结了高原冬春季积雪对东亚夏季大气环流影响的诊断研究和数值试验进展，提出了高原冬春季雪盖对气候影响的可能机制。     

印度夏季风的年际变异与北半球大气环流的特征

印度夏季风的年际变异是大范围大气环流相互联系、相互影响的结果。本文应用１９５１—１９８５年印度夏季风资料，选取强季风年４年和弱季风年６年，分别对北半球５００ｈＰａ高度场进行距平合成分析和复自然正交函数（ＣＥＯＦ）分析。结果指出，大西洋和鄂霍次克海阻塞高压的稳定存在以及乌拉尔山低压槽的频繁活动与强印度季风年相联系，而大西洋和鄂霍次克海低压系统的频繁活动以及欧洲阻塞高压的稳定存在与弱印度季风年相联系。印度夏季风强弱不同年份，春季北半球大气环流已经出现了一些不同特征，这对于当年夏季风的强弱和北半球气候异常有预示作用。印度夏季风强弱的不同年份和不同季节，北半球存在极地和赤道低纬位相函数大而中高纬度位相函数小，且扰动由中高纬向极地和赤道方向传播的特征     

夏季青藏高原雪盖对东亚大气环流影响的数值试验

采用钱永甫 模式和与颜宏模式嵌套，并引入修正的青藏高原雪盖下垫面上的反照率参数化，来研究理相民状态下青藏高原东部及南侧夏季有雪盖对东亚大气歪流的影响。／     

秋季南海北部持续性强降水和环流异常的准双周振荡特征

基于1998—2011年的TRMM卫星逐日降水资料、NCEP/NCAR大气再分析资料以及向外长波辐射(OLR)资料,利用小波分析、Butterworth带通滤波、EOF分析以及合成分析的方法,对秋季(9—10月)南海北部地区(10°—24°N,100°—120°E)持续性强降水的低频特征进行分析。结果表明,秋季南海北部降水存在显著的准双周振荡特征,主要表现为南海北部地区一致变化型和南海东北部地区和中南半岛沿海地区反相变化型两个模态。其中,第一模态的低频降水主要集中在中南半岛沿岸附近的南海中西部,第二模态则主要集中在南海东北部。进一步对与这两种模态相关联的大气环流和OLR的低频场进行合成分析。结果表明,第一模态的对流层低层准双周低频信号主要来源于南半球近赤道上空,该地区异常强对流活动产生的波列和气旋性环流越赤道进入南海并加强传播至南海北部。而第二模态则来源于南海中南部和吕宋岛东侧西太平洋上空,异常强对流和气旋性环流的合并加强并传播至南海东北部。     

大气环流对中国稻飞虱危害的影响及其预测

稻飞虱是中国和许多亚洲国家水稻生产上最重要的害虫。文中通过对上一年1月至当年8月74项大气环流特征量构建所有不同时段的组合,全面分析了大气环流特征量与中国稻飞虱发生面积率的相关关系。筛选出了影响中国稻飞虱发生面积率的关键环流特征因子52项,其对中国稻飞虱发生影响的重要次序为副热带高压类→极涡类→槽类→其他类;影响的时段主要为当年7—8月,其次为上年6月至当年6月。其中,副热带高压类、极涡类关键环流因子分别有35项和12项,占全部关键环流特征因子的67%和23%,在很大程度上决定着中国稻飞虱发生的面积。确定的直接影响中国稻飞虱发生的关键环流特征因子有11项,其中6项较好地表征了中国稻飞虱发生面积率轻、偏轻、偏重、重4个级别的气候特征。用直接影响中国气候的关键环流特征因子建立了当年3—9月的中国稻飞虱发生面积率月预测模式,每月初可以制作预报。该模式历史拟合效果较好,对2003年中国稻飞虱发生面积率的外延预报准确率分别达85.6%、90.5%、90.5%、90.4%、90.9%、93.2%、96.3%。同时,本研究还利用1—11月稻区月降水量、平均气温、日照时数所构建的所有不同时段的组合,分析了关键环流特征因子与稻区生态气象条件、中国稻飞虱发生面积率之间的关系。结果表明:三者之间相关密切,这种关系表现为大气环流通过影响稻区日照、气温和降水的变化导致稻飞虱发生条件的灾变,进而影响稻飞虱发生面积率。