日本近年季风和梅雨研究的一些进展

本文调研了日本气象集志和天气月刊1986和1987两年先后发表的12篇关于季风及梅雨研究方面的文章,涉及到东亚季风及梅雨的大型环流机制,天气、气候学特征,中小尺度结构和分析预报、模式预报等方面的问题。这些研究结果大部分与我国的季风、梅雨有关,其中,相当一部分是直接研究大陆上的季风梅雨的,例如大陆上的梅雨结构、成因与性质,印度季风与东亚季风降雨的关系,大陆梅雨的季节转换,青藏高原和海洋对我国季凤梅雨的影响等。因此,对我国的季风梅雨研究,改进我们的季风梅雨预报工作,有一定参考价值。     

非典型梅雨与典型梅雨对比分析

评述了近 34年来 5～ 7月份江淮流域出现的梅雨情况 ,包括非典型梅雨和典型梅雨。资料表明 ,非典型梅雨期一般要比典型梅雨期 (正常梅雨 )短 ,5月份非典型梅雨存有比典型梅雨降雨强度弱的特点 ,6、7月份出现的非典型梅雨期和典型梅雨期同样可以出现较大降雨。研究发现 ,非典型梅雨与典型梅雨的大尺度环流特征有一定的差别。 1 1 0～ 1 30°E副高脊线稳定在 2 0～ 2 5°N之间 ,是江淮流域出现梅雨 (包括非典型梅雨 )的有利条件 ,而不是必要条件。从多年预报服务情况和资料分析来看 ,需制定出更科学合理的梅雨划分标准。     

南京梅雨特征量统计分析及其对区域性增暖的响应

根据南京整编的1961—2010年梅雨资料,运用Pearson相关法、M-K检验法、Morlet小波分析等方法对南京入梅日、出梅日、梅长、梅雨量和梅雨强度5个梅雨特征量分析其变化特征和其相互关系,以及梅雨特征量对区域性增暖的响应。结果发现:(1)近50 a南京梅雨各特征量年际差异明显,其中仅梅雨量存在显著增加趋势,其余特征量存在年代际差异。(2)近50 a南京梅雨各特征量均没有出现显著突变现象,变化都比较连续。(3)近50 a南京地区梅雨各特征量存在多尺度和局地性特征,并且各特征量的显著周期均包含在2～5 a和6～8 a的短周期内。(4)梅雨各特征量中,梅长与出梅日的关系比其与入梅日的关系更密切,梅雨量与梅长的相关程度大于其与入、出梅的相关程度,而梅雨强度和梅雨量变化接近一致。(5)在南京地区显著增暖的背景下,南京地区入梅日为正响应(正相关),而出梅日、梅长、梅雨量和梅雨强度是负响应(负相关);梅雨各特征量对春季平均气温增暖的响应比其对年平均气温增暖的响应明显。     

121 a 梅雨序列及其时变特征分析

对2001--2005年长江中下游梅雨期进行了划分。确定的梅雨参数包括梅雨集中期、梅雨长度、梅雨量、梅雨强度、入梅日期和出梅日期等。然后对1885--2005年共121a的长江中下游5站逐年的梅雨参数进行时间演变分析。从各梅雨参数趋势变化上可估计,在未来10a里,梅雨量仍将偏多,梅雨长度将偏长,入梅日期将偏早,出梅日期也将偏早。对梅雨参数进行Morlet小波分析得出,从1980s开始,入梅日期和出梅日期都出现明显的2～3a和6a的年际振荡周期;入梅日期还出现明显的12a左右的年代周期,出梅日期出现了16a左右的年代际周期。进入1990s后,梅雨长度出现了8a的年际周期,梅雨量则出现明显的4a和8a的年际周期以及一个近16a的年代际周期。     

梅雨锋的典型结构、多样性和多尺度特征

在天气尺度梅雨锋的天气学定义基础上,利用GMS-5静止卫星红外云图、常规气象探空资料、NCEP再分析与最终分析资料对2002年长江流域典型梅雨期6月26—28日和二度梅期间7月23日、1998年5月梅雨与7月二度梅共4个梅雨锋个例进行了分析与比较,归纳了梅雨锋结构多样性;并着重对典型梅雨期的梅雨锋发展过程、水平以及垂直结构进行了多种物理量场(包括风场、温度场、急流、锋区、假相当位温、散度、垂直速度、静力稳定度等)的综合分析。结果表明,不同的个例,不同的地区和时期,一次梅雨过程的不同阶段,梅雨锋的结构和性质都有可能不同,它可以从比较接近极锋的性质过渡到接近赤道锋的性质。在水平结构上梅雨锋是在高、低纬度不同尺度的环流系统共同作用下形成的,从而造成了梅雨锋结构具有丰富的多样性。对典型梅雨锋结构进行综合分析表明梅雨锋对流层中下层锋面由强假相当位温水平梯度形成;梅雨锋南侧为暖湿气团、北侧为变性气团;梅雨锋南面为西南季风、北面为偏东气流;梅雨锋的上升运动和强降水主要发生在梅雨锋的前沿;梅雨锋上方对流层上半部存在与副热带高空急流相配合的高空副热带锋;对流层上部的高空热带东风与副热带高空西风急流构成了梅雨锋降水的高空辐散流场。根据典型期梅雨锋以及二度梅倾斜型梅雨锋的对流层上、中、下水平环流特征,给出了梅雨锋的多尺度概念模型,主要包括中低纬度系统相互作用、对流层高层的行星尺度的环流系统副热带高空西风急流、高空热带东风急流与南亚高压、对流层中层的副热带高压与北方的短波槽以及对流层低层的行星尺度季风和切变线。     

江淮区域梅雨的划分指标研究

为便于江淮区域的梅雨划定, 更好地开展区域梅雨短期气候预测业务, 本文从区域角度出发, 在明确区域梅雨概念的基础上, 选取江淮区域梅汛期降水变率一致的36个代表站点, 根据梅雨的大范围持续性时空分布特征, 采用连续5个滑动候满足候内雨日≥4的站点覆盖率指标, 并结合西太平洋副高脊线位置, 提出了江淮区域梅雨入、出梅的确定方法。基于所提出的区域梅雨划分指标, 进一步分析了江淮区域梅雨特征量的气候特征, 并与已有的长江中下游梅雨特征量进行了比较。结果表明, 本文定义的区域梅雨指标既考虑了梅雨系统大范围持续性降水的天气现象, 又可反映典型梅雨系统的高低层环流配置及梅雨的降水条件, 能较好地描述梅雨的区域气候特征。区域梅雨指标反映的入、 出梅日期的气候特征、 长期变化趋势及异常梅雨等方面与已有长江中下游梅雨特征量基本一致, 但本文的区域梅雨入、 出梅与大气环流季节性调整具有更好的一致性, 且采用江淮区域空间分布均匀的36个站点来描述区域梅雨更具代表性。     

基于拉格朗日方法的江淮梅雨水汽输送特征分析

利用NCEP再分析资料,引入基于拉格朗日方法的气流轨迹模式(HYSPLITv4.9),结合用于海量轨迹分析的气块追踪分析方法,探讨了江淮梅雨气候平均的水汽输送特征以及梅雨异常年水汽输送的差异。结果表明,在气候态下,江淮梅雨的水汽主要来自印度洋、孟加拉湾—中国南海、太平洋和欧亚大陆4个区域,其对江淮梅雨的水汽输送贡献分别为35%、19%、22%和19%。其中,印度洋、孟加拉湾—中国南海和太平洋上的输送气流主要来自850 hPa以下的对流层低层,而欧亚大陆的输送气流主要来自600 hPa左右的对流层中层。进一步对比梅雨异常年水汽输送的差异,发现孟加拉湾—中国南海、太平洋和印度洋的水汽输送对江淮梅雨的异常有重要影响,梅雨偏多年来自孟加拉湾—中国南海的水汽输送较多,其对江淮梅雨的水汽输送贡献为24%,比梅雨偏少年约增加了13%,梅雨偏少年则是来自太平洋和印度洋的水汽输送较多,对江淮梅雨的水汽输送贡献分别达到了40%和30%,比梅雨偏多年约增加了5%和10%。     

2013年梅雨监测及近50年江西梅雨气候特征

利用1959—2013年江西梅雨监测区37站降水量、气温资料和500 hPa西太平洋副热带高压脊线日平均位置资料,根据《梅雨监测业务规定》的相关指标,对2013年江西梅雨进行监测,并采用EOF等方法分析江西梅雨气候特征。结果表明:1)江西于2013年5月25日正式入梅,于6月29日结束,梅雨期总雨量为420.9 mm,梅雨强度为0.58。2)江西梅雨的时空变化特征是北部地区梅雨量的全区一致型分布占总方差的77.8%,将江西北部地区作为一个整体来分析其梅雨量的时空变化特征是合理的。3)江西气候平均入梅日为6月8日,出梅日为7月1日,梅雨季长度为23 d,梅雨量为352.7 mm,梅雨强度为-0.18。入梅日期、出梅日期、梅雨季长度和梅雨强度与梅雨量特征量之间存在显著的相关关系,入梅越早,出梅越晚,梅雨期长度越长,梅雨强度越强,梅雨量就越大。4)梅雨各特征量存在显著的年际和年代际变化特征,5个梅雨特征量具有相同的2—3 a周期变化,另外还主要存在6—8 a、13—15 a和21—23 a周期变化,但各参数在1959—2013年的不同时段具有不同的显著性。     

关于梅雨研究的回顾与展望

从梅雨的划分、梅雨的降水分型、梅雨与季风的关系及梅雨的影响因子几个方面,对前人的研究成果进行了回顾和讨论。最后,提出梅雨研究仍需解决的问题：（1）江淮流域梅雨季节的开始至今仍没有一个客观统一划定标准;（2）南海季风、印度季风等季风子系统对梅雨的影响大小及其机制尚需进一步研究讨论;（3）应针对梅雨季节内江淮流域不同的降水分布型,寻找其前期预兆信号进行深入研究;（4）应特别注意特定海温分布型对梅雨的影响,并从中找出影响梅雨的关键区域和影响的关键时段;（5）积冰和雪盖与梅雨异常的关系仍需进一步求证,影响机制还需进一步探索。     

梅雨研究的进展

历史的回顾 梅雨是我国夏季的重要天气,梅雨期的起止、梅雨的强弱和暴雨的分布等密切地关系到旱涝,影响农业收成。因而,梅雨的研究一向引起人们的注意。随着观测技术发展和观测事实的不断增加,人们对梅雨本质的认识也在不断深入。从19世纪末到今天,对梅雨的讨论是十分热     

东亚梅雨系统的天气-气候学研究

利用1971～2000年NCEP再分析资料和中国740站的逐日地面观测资料,对东亚梅雨季的气候学进行了研究。结果表明:初夏长江流域特有的这个雨季有平均21天的长度,从6月17日开始到7月8日结束。梅雨期间降雨量达200～300 mm,占夏季总降雨量的45%左右。当6月中旬东亚夏季风突然从华南向北推进到长江流域,同时印度夏季风开始在印度次大陆爆发时,中国梅雨雨季开始。这时来自南海和孟加拉湾的水汽供应显著加强,为梅雨降雨提供了非常有利的水汽条件。气候学上梅雨锋的结构主要表现为:(1)近于纬向的宽广云雨区,其中包含有强对流降水与云团;(2) 锋前具有高假相当位温的高湿空气柱;(3)对流层低层跨越梅雨锋的水平温度梯度非常弱或几近消失;(4)梅雨锋区低层有一相对低的温度;(5) 梅雨锋区以南为强低空偏南急流,急流以北是梅雨锋风切变线;(6)从梅雨锋区到赤道的地区是一个季风型或间接的垂直环流区。在许多方面,中国东部的梅雨锋不同于日本的梅雨锋和朝鲜的梅雨锋, 因为后两者基本上是中纬度斜压结构的锋区。东亚夏季风对中国梅雨的影响要比对日本和朝鲜梅雨的影响更重要。作者对东亚梅雨系统 (中国梅雨、日本Baiu和朝鲜Changma)的区域差异进行了全面的比较研究。     

梅雨锋暴雨中尺度对流系统研究若干进展

梅雨锋暴雨中尺度对流系统是暴雨的直接影响系统,对其结构特征、活动规律及其发生发展的物理机制的深入研究,对提高梅雨锋暴雨的预报能力有重大意义。近年来对梅雨锋暴雨中尺度对流系统的研究取得了很大进展,文章对梅雨锋暴雨中尺度对流系统研究的若干进展作了简要综述,包括梅雨锋暴雨云系多尺度结构、梅雨锋暴雨的β和γ中尺度系统发生发展的环境条件和结构、云微物理分布和转化特征及其对热力动力过程反馈等方面,并对有关问题进行讨论。     

青藏高原大气热源与江淮梅雨异常的关系

利用江淮流域1954\_2001年梅雨量资料和同期内美国NCEP/NCAR 逐日高度场、 风场、 比湿场和地面气压场再分析资料, 网格距为2.5°×2.5°。采用模糊聚类、 EOF分解、 合成分析、 SVD分解等方法, 详细讨论了青藏高原大气热源与江淮梅雨的关系。结果表明： 梅雨量区域指数能很好地揭示江淮流域梅雨量的丰枯, 高原大气热源大致以90°E为界, 可分为高原东部型和西部型; 高原大气热源与梅雨量存在显著相关关系, 高原大气热源东部型与江淮梅雨量呈显著正相关关系, 西部型与梅雨量呈显著负相关关系、说明高原大气热源东部型增强, 西部型减弱, 江淮梅雨量异常偏多。高原大气热源东部型减弱, 西部型增强, 江淮梅雨量异常偏少; 反之亦然、SVD分解结果与合成分析的结果完全一致。     

有关江淮梅雨的研究回顾

梅雨异常与江淮地区的旱涝直接相关,其研究和预测一直是中国气象工作者的重要研究课题之一。主要回顾了国内外气象学家在江淮梅雨的出、入梅,梅雨与季风之间的关系,梅雨锋及其暴雨,以及梅雨的影响因子等方面取得的重要进展,并提出了值得进一步研究的问题。     

江淮梅雨的时空变化特征

利用江淮地区37站1954--2001年48a梅雨特征量资料,采用谐波分析、EOF和最大熵谱分析等方法讨论了江淮梅雨的时空变化特征。结果表明：江淮梅雨时空分布不均,梅雨特征量存在显著的年际一年代际变化特征,梅雨特征量年代际变化之间存在明显的负相关或正相关关系;梅雨特征量存在显著不同的多时间尺度振荡周期和长期演变趋势且江淮地区雨季也呈不同的年际和年代际变化特征。     

对梅雨天气划分的几点看法

我省纵跨长江、淮河两大水系。一般把淮河以南地区的雨季称为梅雨期。梅雨是我省十分重要的大型天气过程,入梅期的早晚,梅雨期的长短,梅雨量的多寡,直接影响着我省工农业生产,有时甚至威胁着人民生命财产的安全。所以,积极开展对梅雨的研究和作好梅雨的预报服务工作,是我省气象工作的一项重要内容。要开展对梅雨天的研究和预报服务工作,首先就要解决关于梅雨的划分问题。但到目前为止,在划分的基本思路和具体标准上,都存在一些分歧和差别,某些年分在大范围梅雨开始和结束日期上也不统一。所以对梅雨的有关问题在《气象》杂志上开展讨论,统一认识是很有必要的。     

地转气流中的重力惯性内波

梅雨锋暴雨是我国长江中下游地区夏季主要的灾害天气,一直以来是气象学研究的热点和难点,从上世纪30年代开始我国气象学家就关注并对梅雨锋暴雨进行了多方面研究,包括梅雨锋概念、结构、大尺度环流场、气候特征、多尺度特征及其形成的热力和动力机制等,为梅雨锋暴雨业务预报提供了理论指导和科学认识。本文主要概述了梅雨锋概念及其研究历程、重点详细阐述了相当正压型梅雨锋暴雨的结构、性质及其形成机理,总结了近年来造成梅雨锋暴雨的MCS的分类、结构特征及环境条件,地形对MCS的影响机理、MCS激发的动力机制等。

     

热带气旋及相关天气系统对上海强梅雨的影响分析

通过对1996年和1999年上海强梅雨的分析,发现在强梅雨年的梅雨期内140°E以西的西北太平洋上无热带气旋(以下简称TC)活动,使副高脊线和梅雨锋得以持久稳定,造成长江中下游地区的长时间强(多)梅雨。研究还表明,强梅雨年的副高脊线比常年偏北1～4个纬距,梅雨量的多少与副高、西风带系统的强弱、系统稳定控制的时间长短及其系统相互作用的位置有关。     

梅雨锋降水带中不同地域大暴雨成因的对比分析

利用NCEP再分析场、红外卫星云图的TBB值和常规观测资料对2003年7月9—10日长江流域梅雨锋上的一次大暴雨天气过程的成因进行了分析。结果表明：这次梅雨锋暴雨是在有利的高、中、低层系统配置下，不同纬度带环流相互作用的结果，中β尺度深对流系统是暴雨的直接影响系统。但梅雨锋西段和东段暴雨的影响系统不完全相同。这次梅雨锋的锋面结构既有典型梅雨锋的一般特点，又有其独特的特征，在该次梅雨过程中不同地区梅雨锋的结构不同，梅雨锋的结构是多样的。     

江淮梅雨异常与东亚地区地表感热通量的关系

利用1951—2013年江淮地区30个代表站点逐日降水观测资料和NCEP/NCAR全球地表感热通量和环流场逐月再分析资料,探讨江淮梅雨异常与梅雨期及其前后东亚地区地表感热通量的相关关系及其物理机制。结果表明:梅雨前期,青藏高原、内蒙古高原和印度半岛的地表感热通量与江淮梅雨量存在正相关,当春季青藏高原、内蒙古高原、印度半岛地表感热通量异常偏高时,江淮梅雨偏多;梅雨期,梅雨量与地表感热通量显著负相关区在东海海面,同时青藏高原和河套平原地表感热通量在丰梅年显著偏大,说明海陆热力差异对江淮梅雨有共同调制作用;梅雨后期,河套平原、华北地区地表感热通量在丰梅年显著偏大,表明地表热力特征随大气环流的调整而发生演变。