青藏高原热力对四川盆地西部一次持续性暴雨影响的数值模拟

通过对四川盆地西部一次持续性暴雨过程的半理想数值模拟,研究了青藏高原热力作用对四川盆地持续性暴雨过程的影响。研究表明,高原的热力作用对于下游地区有着显著的影响,主要表现为:（1）关闭高原地面感热和潜热后,高原地区和四川盆地西部的降水明显减弱,而盆地中东部降水却有所加强,且四川盆地降水的日变化特征稍有减弱;（2）500 hPa青藏高原上的短波槽减弱,位于四川盆地中西部的背风槽强度、范围有所减弱,但低层盆地东部的气旋性涡旋加强;（3）涡度收支的定量分析发现,关闭高原热力作用后,盆地东部对流层低层垂直风切变的增强使得夜间倾斜项的正贡献增强,从而使该区域涡旋发展加强,盆地东部降水增强。     

青藏高原东侧初夏旱涝的季风环流分析

利用NCEP/NCAR 1958-1999年5～6月各标准等压面层网格点资料,采用合成法和对比分析等方法,对初夏青藏高原季风和东亚季风环流异常进行了分析.结果表明四川盆地初夏干旱的季风环流特征是高原季风偏弱,高原季风低压偏西,我国东部地区东亚季风偏弱,东亚季风槽偏南;而多雨年则反之.四川盆地初夏干旱年,极涡向亚洲大陆发展,强度偏强,东亚大槽偏强且稳定;而多雨的年份,极涡萎缩在极地区域,强度偏弱,东亚大槽偏弱.     

青藏高原东侧初夏旱涝的季风环流分析

利用NCEP／NCAR1958—1999年5～6月各标准等压面层网格点资料，采用合成法和对比分析等方法，对初夏青藏高原季风和东亚季风环流异常进行了分析。结果表明：四川盆地初夏干旱的季风环流特征是高原季风偏弱，高原季风低压偏西，我国东部地区东亚季风偏弱，东亚季风槽偏南；而多雨年则反之。四川盆地初夏干旱年，极涡向亚洲大陆发展，强度偏强，东亚大槽偏强且稳定；而多雨的年份，极涡萎缩在极地区域，强度偏弱，东亚大槽偏弱。     

青藏高原东北部一次强暴雨过程环流特征分析

利用NCEP再分析资料,对2007年8月25日青藏高原(下称高原)东北部的强暴雨天气过程的影响系统、垂直环流特征、不稳定条件和水汽输送进行了分析和研究。结果表明:(1)强暴雨天气过程发生的主要影响系统是西伸到高原东部的副热带高压、生成于高原中部的热低压及自高原北侧移入的冷温槽。(2)高原东北侧的冷空气移上高原后,呈楔形插入高原南侧西南暖湿气流的下部,高低层之间产生的强风切变和暴雨区上空形成强盛上升气流是暴雨发生的有利环流条件。(3)热低压中的上升气流与冷锋后的下沉气流构成纬向(纬圈方向)闭合环流,经向(经圈方向)闭合环流是由高原热低压中的上升气流与副热带高压中的下沉气流构成的,垂直闭合环流的形成提供了稳定的上升气流和源源不断的暖湿气流,持续的降水造成了暴雨天气。(4)θse线的锋区进入暴雨区,配合强上升运动和高原中部热低压暖中心的加强伸展到高原东部,在暴雨中心区(36°N、102°E)附近上空的中低层之间产生了强的大气层结对流不稳定,是暴雨发生的稳定度条件。(5)由于高原中部热低压逐渐东移,在热低压东部和西伸副热带高压西部之间形成强暖湿气流带,将水汽源源不断地输送到高原东北部,同时冷空气通过祁连山进入高原东北部,在暴雨区上空形成偏南和偏西的强水汽辐合带,暖湿气流交汇造成强暴雨的发生。     

青藏高原大气边界层内纬向涡旋的形成及其数值模拟研究

本文在对实际气流进行动力学分析的基础上,着重考虑了湍流粘性应力及大气层结的作用,应用描写纬向剖面内西风气流越经青藏高原的二维模式,模拟实际高原边界层内纬向涡旋的形成及其脱体东移的过程,以及由此引起的纬圈环流的变化,等等。     

高原东侧陡峭地形对一次盆地中尺度涡旋及暴雨的数值试验

利用MM5中尺度模式,对2003年8月8~10日发生在四川盆地的一次强降水过程进行了数值模拟。分析表明:MM5模式较成功地模拟出2003年8月8~10日发生在高原东侧陡坡地形区域的四川盆地西北部的大暴雨过程。在本次暴雨过程中,中尺度涡旋有利于盆地上空正涡度输送和辐合上升运动的维持,有利于降水的维持和强降水的发生。地形对中尺度涡旋活动的影响主要表现在:复杂陡峭的地形扰动有利于中尺度涡旋的形成。保留真实地形,在青藏高原东部到盆地西部,涡旋活动频繁;降低地形高度和坡度,不仅减少了涡的个数,还减弱了涡的强度,并改变了涡的生成源地以及涡的移动路径;不考虑地形使得青藏高原到四川盆地西部涡旋活动明显减少,且涡移动速度加快;仅降低地形高度而不改变地形坡度,对该地区的涡旋活动无明显的影响;仅保留青藏高原地形,高原地区涡旋活动频繁,无地形地区涡明显减少。数值试验还表明,地形与涡旋的活动及降水的分布密切相关。     

中国西南部一次东移型暴雨中涡旋发展的多尺度地形影响研究

由观测和数值模拟结果分析发现,2019年8月5～6日中国西南部的东移型致灾暴雨事件中存在三涡（南北双高原涡、西南涡）相继发展并导致暴雨加强和移动的现象。借助数值试验,研究了多尺度地形因子（青藏高原、横断山脉和四川盆地三大地形）各自对涡旋演变的作用。结果表明,横断山脉对西南涡的形成起关键作用,四川盆地影响着西南涡的位置和强度。对于高原涡（南侧高原涡）的移动,四川盆地地形只影响涡旋强度演变,但不会改变高原涡的移动路径。一旦横断山脉被移除,高原涡的东移现象随之消失。进一步分析青藏高原和四川盆地交界处的陡峭地形坡度改变对涡旋发展的影响发现,发现坡度越陡,高原涡移动速度越快,且盆地内二涡合并后的西南涡强度越强。最后借助于倾斜涡度发展理论,解释了不同坡度对涡旋强度演变的影响：随着坡度变陡,倾斜涡度发展系数沿涡旋下滑路径快速减小,对垂直涡度局地倾向的强迫作用,加剧了涡旋的快速加强。     

东移的青藏高原低涡的研究

本文在统计分析1965～1982年6～8月高原涡活动特点的基础上,研究了高原低涡东移的物理原因,得出了低涡生成和东移的三种基本环流型式,并指出在低涡的东部出现200—500百帕散度差的正值区是东移低涡的基本特征。由于低层涡旋东部通常都具有辐合流场,因而高层辐散场使成为低涡东移的主导因子。这种有利的高层辐散场形成的原因,三种不同的环流型式有显著的差别。     

1998年长江上游致洪暴雨的分析研究

利用常规资料、HLAFS格点资料、GMS云图等资料，对形成1998年长江上游8次洪峰的有关强降雨天气过程的影响天气系统，暴雨形成的物理机制以及中低纬度天气系统之间的相互作用和影响进行了初步分析和诊断。结果表明，多次强暴雨过程发生在欧亚中高纬度双阻型或中阻型、中低纬度强越赤道气流、异常活跃的西南季风大尺度环流背景下；生成在青藏高原东部在四川盆地发展的低涡及与其相连的切变线是Bao雨产生的主要的天气系统；Bao雨的加强与中低纬度系统相互作用，高原涡的特殊结构密切相关。     

青藏高原夏季高层纬向风季节内振荡特征

利用1979—2019年ECMWF提供的ERA-Interim逐日再分析资料,采用Morlet小波分析、滤波及合成分析等方法,探究了青藏高原夏季对流层高层纬向风季节内振荡（IntraSeasonal Oscillation,ISO）的主要周期及其传播特征。结果表明：青藏高原夏季高层纬向风季节内振荡的主要周期为10～30 d,其强度存在明显的年际差异。在纬向风ISO强年,振荡过程持续时间长、振幅强,ISO方差中心从对流层高层向下影响到对流层中层,表现为相当正压结构。其传播在纬向上主要表现为ISO中心从高原东部3次向东传,可达西太平洋地区;经向上分别有4次自中高纬向南传播的10～30 d ISO中心与来自低纬地区的ISO中心在高原南侧汇合,其强度在高原南侧有所加强,强振荡中心可向南传播到达低纬地区。ISO的位相演变主要表现为低频反气旋和低频气旋中心在高原东部交替出现,引起东部地区上空低频东风和低频西风的强度变化。在ISO极端活跃位相,高原东部低频西风达最强。     

夏季青藏高原位势高度场的长期振荡与气候变化

利用北半球５００ｈＰａ月平均位势高度场资料，揭示了夏季（６—８月）青藏高原位势高度场的长期振荡及其与两大洋副热带环流的相互联系。并分析了这种长期变化对全球和中国气候的影响。     

青藏高原潜热感热、地形高度与我国冬、夏季温度的可能影响

利用改进后的大气环流谱模式（简称SF-AGCM）进行长时间积分，分别在青藏高原冬季感热、潜热减少，夏季感热、潜热增加和地形减半等三种情况下，求出其相应的我国温度情况，结果表明：夏季感热、潜热增加，相应次年我国冬季普遍温度程升高，冬季感热潜热减少，相应次年夏季青藏高原地区温度升高，我国中东部区温度降低，只有东部沿海的温度有少量增加，降低最多地区在黄河中游，青藏高原地形高度减半，冬季青藏高原地区温度增加，0℃线沿青藏高原穿过黄河和长江的中上游，我国的东部地区温度均降低，降低最大处是在渤海和黄海附近的地区；夏季我国普遍温度都降低，青藏高原的西部温度降低最为显著，此外，在淮河附近也有较大降温。     

The quasi-stationary feature of nocturnal precipitation in the Sichuan Basin and the role of the Tibetan Plateau

The nocturnal precipitation in the Sichuan Basin in summer has been studied in many previous works. This paper expands the study on the diurnal cycle of precipitation in the Sichuan Basin to the whole year. Results show that the nocturnal precipitation has a specific quasi-stationary feature in the basin. It occurs not only in summer but also in other three seasons, even more remarkable in spring and autumn than in summer. There is a prominent eastward timing delay in the nocturnal precipitation, that is, the diurnal peak of precipitation occurs at early-night in the western basin whereas at late-night in the center and east of the basin. The Tibetan Plateau plays an essential role in the formation of this quasi-stationary nocturnal precipitation. The early-night peak of precipitation in the western basin is largely due to strong ascending over the plateau and its eastern lee side. In the central and eastern basin, three coexisting factors contribute to the late-night peak of precipitation. One is the lower-tropospheric southwesterly flow around the southeastern edge of the Tibetan Plateau, which creates a strong cyclonic rotation and ascendance in the basin at late-night, as well as brings abundant water vapor. The second is the descending motion downslope along the eastern lee side of the plateau, together with an air mass accumulation caused by the warmer air mass transport from the southeast of the Yunnan-Guizhou Plateau, creating a diabatic warming at low level of the troposphere in the central basin. The third is a cold advection from the plateau to the basin at late-night, which leads to a cooling in the middle troposphere over the central basin. All these factors are responsible for precipitation to occur at late-night in the central to eastern basin.     

夏季西北太平洋热带气旋生成频次与热带海温关系的年代际变化

探讨了夏季(6—8月)西北太平洋(Western North Pacific,WNP)热带气旋生成频次(Tropical Cyclone Genesis Frequency,TCGF)与热带海温关系的年代际变化,发现影响WNP TCGF的热带海温型在1991/1992年发生了年代际变化。在1990年代初之前,TCGF正异常对应的热带海温异常(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)呈现东部型La Ni?a衰减位相,前冬至春季WNP局地暖SSTA在其西北侧激发气旋异常,夏季时由热带印度洋冷SSTA继续维持。在1990年代初之后,TCGF正异常对应的热带SSTA呈现东部型La Ni?a向中部型El Ni?o快速转换的位相,夏季中太平洋暖SSTA在其西北侧激发气旋异常,同时热带东印度洋至海洋性大陆以及热带大西洋的冷SSTA通过垂直环流圈加强中太平洋的辐合上升运动,进一步维持其西北侧气旋异常。由于激发气旋异常的暖SSTA在第二个年代相较第一个年代明显偏南偏东,气旋异常和TCGF正异常在第二个年代也整体偏南且向东扩展至更远的区域。WNP TCGF与热带海温关系的年代际变化与1990年代初之后厄尔尼诺-南方涛动演变速率加快有关。      

1979年梅雨期季风垂直环流的一些特征

本文通过1979年分析发现在梅雨期间,我国东部江淮地区上空存在一个稳定的季风垂直环流圈。这个环流圈在梅雨期间的平均图上表现十分清楚,其南北范围约1500公里,顶部可达100百帕,中心约在距地7—9公里之间。它的上升支恰好对应梅雨雨带,它的存在、维持和消亡对梅雨有直接影响。在这个平均季风垂直环流圈的北侧,本例中没有发现对应的闭合反环流圈。热力场的分析指出,青藏高原初夏时期的增热对季风垂直环流的演变和梅雨的形成有一定的影响。      

西藏高原及其附近的流场结构和对流层大气的热量平衡

本文利用1954—1956年的高空及地面记录,作出了平均流场,并计算了垂直速度、冷暖平流及辐射等,得出下面几点结论:1)冬季在1.5千米及3千米的西风,在高原西边有明显的分支,东边有明显的会合,且在东西两边各有一“死水区”(风速很小),在高原北面形成了高压脊,而在其南面形成了低槽,到了6千米除了二个“死水区”消失以外,其余基本上没有变化。2)夏季1.5千米及3千米在高原附近的流线,绕高原作气旋性旋转,而到了6千米则相反而呈反气旋性旋转,其中心在高原西南部分,且随高度增加而向西偏。3)夏季在高原上基本上是上升运动,可能达到9千米;冬季在高原上估计可能是下沉运动(除西南角有部分上升运动)。4)夏季可以肯定高原是一个热源,而冬季除了西南角有—部分是热源外,其他地区可能是一冷源。     

RELATIONSHIP BETWEEN WINTERTIME THERMAL CONTRAST OVER THE ASIAN CONTINENT AND THE CLIMATE IN CHINA

Recent studies indicated that except for the land-sea thermal contrast,there also existed the land-land thermal contrast.The composite analysis and t-test method are used to further study the local thermal contrast variation over the Asian continent,and to discuss the association of seasonal variation of land thermal state with circulation over East Asia,the early summer and summer monsoon activity,and the precipitation anomaly in China in the decadal scale.Results show that the positive meridional temperature anomaly transports downward from upper tropospheric layers in middle-high latitudes north of 25°N in the positive years.In the zonal direction,the Tibetan Plateau heating in the successive spring acts as a force to influence the atmosphere,leading to the rapid temperature warming over eastern Chinese continent,which could increase the land-sea thermal contrast with the negative SSTA.Accordingly,the monsoon activity in early summer over East Asian establishes earlier and the summer monsoon intensity becomes stronger.The early summer precipitation is more-than-normal over the Yangtze River,and the summer precipitation is more-than-normal over the north China and the southwest China.The situation is contrary in the negative years.     

夏季亚洲南部100毫巴流型的变化及其与西太平洋副热带高压进退的关系

通过对夏季亚洲南部100毫巴流型变化的研究,我们发现夏季我国西藏高原上空的反气旋是北半球副热带地区势力最强并稳定的大气活动中心。这个高空反气旋绕着其平均位置来回振动。在振动过程中,亚洲南部的100毫巴流型发生调整,并表现成两类基本的流型,其中第一类流型表现反气旋偏离高原,这时候在高原东西两侧(50°E和110°)各有新的反气旋建立,而在高原上则是低气压区;第二类流型表现在反气旋重新返回高原上空。在这两类流型转变期间,西太平洋副热带高压脊在中国大陆上出现一次进退过程,而且每年我国长江流域梅雨期的结束也与上述第一类流型的建立有联系。其次,我们对中国大陆上西太平洋副热带高压进退过程与100毫巴流型变化的关系进行了研究,发现两者关系甚密切。当100毫巴第一类流型出现时,西太平洋副热带高压北进西伸。而在第二类流型出现时,西太平洋副热带高压向东南撤退。根据这些关系并结合我国预报员有关副热带高压进退的预报经验,我们提出有关副热带高压进退预报的几个依据。     

EFFECTS OF THE ATMOSPHERIC COLD SOURCE OVER THE TIBETAN PLATEAU ON THE QUASI 4-YEAR OSCILLATION OF OCEAN-ATMOSPHERIC-LAND INTERACTION

Using correlation analyses, composite analyses, and singular value decomposition, the relationship between the atmospheric cold source over the eastern Tibetan Plateau and atmospheric/ocean circulation is discussed. In winter, the anomaly of the strong (weak) atmospheric cold source over the eastern plateau causes low-level anomalous north (south) winds to appear in eastern China and low-level anomaly zonal west (east) winds to prevail in the equatorial Pacific from spring to autumn. This contributes to the anomalous warm (cold) sea surface temperature the following autumn and winter. In addition, the anomalous variation of sea surface temperature over the equatorial middle and eastern Pacific in winter can influence the snow depth and intensity of the cold source over the plateau in the following winter due to variation of the summer west Pacific subtropical high.     

北半球冬季WA遥相关型影响东亚初夏季风的可能途径

通过ＳＶＤ和滞后相关分析,研究了北半球冬季ＷＡ遥相关型与后期初夏东亚季风的联系及可能的影响途径。结果表明,北半球冬季ＷＡ型与东亚初夏季风存在密切的联系,其影响东亚初夏季风的过程可概述为：在北半球冬季,ＷＡ型强弱可引起西北大西洋海温异常,由于海温具有很好的持续性,这种海温异常可一直持续到春季和初夏６月份;而春季和初夏６月份,北大西洋海温异常又反过来对大气环流产生影响,引起欧亚中高纬大气环流异常,特别