2010/2011年中部型La Nia事件形成机理及其垂直环流异常

应用TAO(Tropical Atmosphere Ocean project)热带太平洋实测海温和风场资料,分析研究了2010/2011年La Nia事件的变化特征,讨论了此次过程中赤道太平洋次表层异常海温的变化特征及其传播过程,以及上层海温场的异常变化机理。结果表明,2010/2011年的La Nia事件与传统事件不同,是一次明显的中部型La Nia事件(简称CPP La Nia),其爆发过程主要存在两个不同机制的响应过程:一是西太平洋暖池(WPWP)区域次表层异常冷海温通过赤道潜流的作用沿温跃层东传,导致赤道东太平洋上层海洋温度场出现异常降温:二是赤道中东太平洋出现强的距平东风,通过上升流作用,导致冷海温上传影响中太平洋上层异常海温场。前者是导致La Nia事件的必要条件,后者则是形成此次中部型La Nia事件的关键过程。由分析结果还表明,日界线以东赤道太平洋纬向风变化对中西太平洋上层海温场变化有重要影响,是导致此次中部型事件爆发的重要机制。文章进一步分析了此次中部型La Nia事件过程中热带垂直环流的变化,结果表明经向和纬向大气环流都表现出明显的异常。     

2011/2012年我国冷冬与中部型La Niña事件的联系

应用中国气象局国家气候中心提供的160个站逐月气温观测资料以及74项环流特征量中西太平洋副热带高压资料、TAO实测资料以及美国国家海洋和大气局提供的OI-SST海表温度资料和NCEP-NCAR再分析资料,采用合成分析、相关分析等统计诊断方法,对2011/2012年我国冬季的天气状况,以及大气环流异常及其对我国气候产生影响的可能机理进行了分析,为我国气候变化预测提供参考。结果表明,2011/2012年我国冬季(DJF)出现异常寒冷的天气状况可能与2011/2012年赤道太平洋海表温度冷异常最大值出现在中部太平洋的La Nia事件(简称中部型La Nia事件)的爆发存在一定联系。赤道太平洋海表温度的异常分布对北半球大气环流形势产生重要影响,它直接影响着赤道地区Walker环流和Hadley环流的异常,导致西太平洋副热带高压的异常偏弱、偏东。由于西太平洋副热带高压偏弱、偏东,对冬季的经向环流产生重要影响,最终导致我国2011/2012年冬季出现冷冬现象。     

2011/2012年我国冷冬与中部型La Ni(n)a事件的联系

应用中国气象局国家气候中心提供的160个站逐月气温观测资料以及74项环流特征量中西太平洋副热带高压资料、TAO实测资料以及美国国家海洋和大气局提供的OLSST海表温度资料和NCEP-NCAR再分析资料,采用合成分析、相关分析等统计诊断方法,对2011/2012年我国冬季的天气状况,以及大气环流异常及其对我国气候产生影响的可能机理进行了分析,为我国气候变化预测提供参考.结果表明,2011/2012年我国冬季(DJF)出现异常寒冷的天气状况可能与2011/2012年赤道太平洋海表温度冷异常最大值出现在中部太平洋的La Ni(n)a事件(简称中部型La Ni(n)a事件)的爆发存在一定联系.赤道太平洋海表温度的异常分布对北半球大气环流形势产生重要影响,它直接影响着赤道地区Walker环流和Hadley环流的异常,导致西太平洋副热带高压的异常偏弱、偏东.由于西太平洋副热带高压偏弱、偏东,对冬季的经向环流产生重要影响,最终导致我国2011/2012年冬季出现冷冬现象.     

2009/2010年El Ni(n)o事件变化特征及其机理

应用TAO (Tropical Atmosphere Ocean project)热带太平洋实测海温和风场资料,分析研究了发生在2009/2010年的El Ni(n)o事件的变化特征,讨论了此次El Ni(n)o事件发生过程中,赤道东、西太平洋次表层异常海温的变化特征及其传播过程,特别是对赤道太平洋次表层异常海温变化的...     

山东半岛夏季降水异常的环流型及影响因子分析

利用1961——2016年华东地区106个气象观测站的日降水数据和再分析资料,分析引起山东半岛夏季降水异常的大气环流型及其与前期下垫面因子(海温和土壤湿度)的关系,结果发现:1)当孟加拉湾出现西南风异常,日本列岛以南和贝加尔湖西南侧地区分别呈反气旋和气旋式环流异常时,加强了向山东半岛的水汽输送,配合区域大气上升运动异常最终导致山东半岛夏季降水偏多;反之,当孟加拉湾出现西北风异常,日本列岛以南和贝加尔湖西南地区分别呈气旋和反气旋式环流异常时山东半岛降水偏少。2)孟加拉湾和北太平洋中部关键区的对流层整层位势高度与下垫面海温自春季持续至夏季存在显著正相关,当两个地区的整层位势高度均呈正异常时,分别对应夏季孟加拉湾的强西风气流和日本列岛以南的反气旋环流异常。3)区域土壤湿度异常引起的感热和潜热通量异常,可能是引起贝加尔湖关键区位势高度和山东半岛局地对流异常的原因:贝加尔湖西南地区土壤湿度偏大时,其上空对流层位势高度为负异常;山东半岛地区土壤湿度偏大时,其上空对流层大气出现异常上升运动。4)利用关键区春季下垫面因子(海温和土壤湿度)建立山东半岛夏季降水的统计预测模型,留一交叉检验的距平同号率达到75%。这些结果可为山东半岛夏季降水预测提供重要参考。     

东海沿岸海区垂直环流及其温盐结构动力过程研究Ⅰ.环流的基本特征

利用三维斜压流体动力学模型,通过对东海沿岸海区冬、夏季的斜压环流及其温盐结构的数值研究,揭示研究海区垂直环流及其温盐结构的动力过程及其成因。垂直环流的模拟结果表明：冬季,沿岸海区的垂直环流以逆时针流动,近表层为向岸流,沿岸为下降流,近表层以下为离岸流,其在外海有明显的上升趋势,沿岸下降流自表层至底层逐渐由强变弱;夏季,沿岸海区的垂直环流以顺时针流动,近表层以下为向岸流,沿岸为上升流,近表层为离岸流,其在外海有明显的下降趋势,沿岸上升流自底层至表层逐渐由弱变强。就整个沿岸海区而论,冬季沿岸下降流和夏季沿岸上升流的强度都随着岸界地形坡度、风速及风向与岸线偏角的变化而变化。沿岸下降流形成的主要原因是由于冬季东北风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致,而沿岸上升流形成的主要原因则是由于夏季西南风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致。     

沿岸海区冬季垂直环流及其温盐结构的数值研究 Ⅰ.环流的基本特征

为了揭示沿岸海区冬季垂直环流及其温盐结构的分布特征和变化规律，利用三维斜压流体动力学模型，对具有岸界坡度变化、河流入海、海湾、岛屿和海槽的理想海区冬季的垂直环流及其温盐结构进行了数值模拟。其环流的数值结果表明，冬季沿岸海区的垂直环流普遍呈逆时针流动。在近表层为向岸流，沿岸为下降流，近表层以下为离岸流；近表层以下的离岸流在外海有明显的上升趋势；沿岸下降流自表层至底层逐渐由强变弱；就整个海区而言，随着自南往北海区水深的逐渐变浅和岸界地形坡度的由大变小，其沿岸下降流则由强变弱。     

2010/2011年冬季渤黄海海冰特征分析

根据2010/2011年冬季渤海黄海北部海冰调查资料和卫星遥感资料,对2010/2011年冬季的渤海黄海北部海冰特征、分布状况进行了分析,期冀对海冰的防灾减灾有所帮助.     

东海沿岸海区垂直环流及其温盐结构动力过程研究I．环流的基本特征

利用三维斜压流体动力学模型 ,通过对东海沿岸海区冬、夏季的斜压环流及其温盐结构的数值研究 ,揭示研究海区垂直环流及其温盐结构的动力过程及其成因。垂直环流的模拟结果表明 :冬季 ,沿岸海区的垂直环流以逆时针流动 ,近表层为向岸流 ,沿岸为下降流 ,近表层以下为离岸流 ,其在外海有明显的上升趋势 ,沿岸下降流自表层至底层逐渐由强变弱 ;夏季 ,沿岸海区的垂直环流以顺时针流动 ,近表层以下为向岸流 ,沿岸为上升流 ,近表层为离岸流 ,其在外海有明显的下降趋势 ,沿岸上升流自底层至表层逐渐由弱变强。就整个沿岸海区而论 ,冬季沿岸下降流和夏季沿岸上升流的强度都随着岸界地形坡度、风速及风向与岸线偏角的变化而变化。沿岸下降流形成的主要原因是由于冬季东北风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致 ,而沿岸上升流形成的主要原因则是由于夏季西南风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致。     

2008年6月深圳异常降水大尺度环流特征及成因分析

利用NCC/CMA资料分析了2008年6月深圳降水异常事件的成因.结果表明, 2007年7月-2008年2月赤道西太平洋海表温度异常偏低、2008年前冬今春青藏高原积雪面积偏大是深圳异常降水事件的前期气候背景;2008年6月东亚阻塞高压的异常强大及乌拉尔山长波槽的异常加深发展, 促进了经向环流异常增强;偏强的冷空气以阶梯槽的形式频繁入侵华南, 为深圳异常降水事件提供了动力条件.副高西段较常年偏南、西伸脊点偏东, 强劲的季风潮为深圳地区输送了巨大的水汽和热量, 冷暖空气在深圳繁交汇等, 是深圳异常降水事件的主要成因.上述多种因素的异常共同导致了深圳异常降水事件的发生.     

东海沿岸海区垂直环流及其温盐结构动力过程研究Ⅱ．温盐结构

对于本研究采用的动力学模型及其垂直环流的模拟结果已在第Ⅰ部分论述。作者将对与垂直环流对应的温、盐结构进行分析。温度和盐度模拟结果表明：冬季东海沿岸海区的温、盐分布均为近岸低、外海高;近岸温、盐呈垂直均匀分布,在外海出现分层,其温度为表层高、底层低,而盐度却为表层和底层高,中层偏低,长江口以南的近表层以下形成自近岸伸向外海的弱低盐水舌;长江冲淡水区及长江口以北和其以南外海的近表层有温、盐跃层生成,深底层温、盐呈均匀分布,且保持低温高盐特征;随着海区自北往南纬度的降低,岸坡和水深的增大及沿岸下降流的增强,温度和盐度自近岸至外海的垂直均匀分布跨度逐渐变窄;外海近表层的温、盐跃层强度自北至长江口逐渐增强,而自长江口至南逐渐减弱,其位置自北往南逐渐上移;冬季沿岸下降流使长江冲淡水区的盐跃层变厚。夏季海区的温度分布为近岸和外海高,近岸稍远出现冷水涌升,垂向上呈现显著分层,盐度分布为近岸低、外海高;长江冲淡水区及杭州湾以南外海的次表层存在温、盐跃层,其跃层以上出现混合层,且保持高温低盐特征,跃层以下温、盐大致呈均匀分布,并保持低温高盐特征;随着海区自南往北纬度的增高、岸坡和水深的减小及沿岸上升流自南至长江口和自长江口至北的增强和继而减弱,长江冲淡水区的温、盐跃层强度自南至长江口逐渐增强,而自长江口至北逐渐减弱,外海次表层的温、盐跃层强度却自南至长江口逐渐减弱,自长江口至北又逐渐增强,其温、盐跃层的位置自南往北逐渐上移;夏季沿岸上升流使长江冲淡水区的盐跃层变薄。     

EL NINO事件与东亚大气环流异常,振荡及与黑龙江省天气的关系

Ｅｌ ＮＩｎｏ事件发生前，春季阿留申低压异常发展，并有大量的动能由高纬向低纬输送，在Ｅｌ Ｎｉｎｏ发展时期，西太平洋副热带高压增强，东亚区５００ｈＰａ高度场呈现北负南正遥相关形势，我省易发生低温，Ｅｌ Ｎｉｎｏ现象减弱转为反Ｅｌ Ｎｉｎｏ时鄂霍次克海高压发展可以引起较大降水。Ｅｌ Ｎｉｎｏ指数与阿留申低压，东亚槽指数，副高面积指数同具有３．７５￣５年周期振荡，而且在３．７５年凝聚值最大，Ｅｌ Ｎｉ     

福建热带气旋年频数异常与大气环流及海温的特征

本文通过对1951－1996年北半球500、100hPa月平均高度场及太平洋月平均海温场的合成分析和相关分析,给出影响福建热带气旋年频数异常的大气环流及海温场特征,并分析可能存在的机理,为TC频数的短期气候预测奠定基础。     

1961—2010年平潭大雾的年际特征及雾季环流分析

利用平潭气象站1961—2010年地面观测月报资料,使用小波分析雾日年际特征,结果表明:在1965—1975年和1985—1990年有准3年左右的显著周期,并通过显著性检验;同时经过九点平滑发现年雾日呈波动下降,趋势系数为-0.26天/年;2月为全年唯一雾日和持续时间双增加的月份,4、5月雾日减少明显但持续时间也显著上升。利用NCEP\NCAR资料进行平潭春季多雾年份和少雾年份合成分析,表明春季多雾年的特征为:台湾海峡海表温度偏低,为平流雾的生成提供冷水面,而赤道太平洋地区海温却是明显升高;500 h Pa副高偏强偏西,东亚大槽偏南,利于经向环流输送;沿(115°E,20°N)至(125°E,30°N)垂直流场剖面图表明平潭地区低空盛行下沉气流,利于层结稳定;同时水汽来源于南海和孟加拉湾且在850 h Pa表现最为明显。而春季少雾年的特征却刚好相反,台湾海峡海表温度偏高,赤道太平洋地区海温却是明显下降;500 h Pa副高偏弱偏南,不利于暖空气往北输送;沿(115°E,20°N)至(125°E,30°N)垂直流场剖面图表明平潭地区低空盛行上升气流,利于成云不利成雾;水汽输送仅来自孟加拉湾,低空850 h Pa水汽输送明显减少。     

沿岸海区冬季垂直环流及其温盐结构的数值研究──Ⅱ.温盐结构

冬季沿岸海区温度和盐度的数值计算结果表明：温度在近岸近表层大致呈垂直均匀分布,外海近表层形成较强的温跃层,近岸至外海的下层保持冷水特征。表层和底层盐度高,中层盐度低,在中层形成自近岸伸向外海且盐度逐渐由低变高的低盐水舌,河口冲淡水区形成较强的盐跃层。随着自南往北海区水深的逐渐变浅、岸界坡度的由大变小和沿岸下降流的由强变弱,近岸温度和盐度的垂直分布越来越均匀,外海近表层的温跃层强度越来越弱。盐度自南至河口区逐渐由高变低,而自河口区至北逐渐由低变高。沿岸下降流使河流冲淡水区的益跃层变厚。     

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。     

沿岸海区冬季垂直环流及其温盐结构的数值研究：II.温盐结构

冬季沿岸海区温度和盐度的数值计算结果表明,温度在近岸近表层大致呈垂直均匀分布,外海近表层形成较强的温跃层,近岸至外海的下层保持冷水特征,表层和底层盐度高,中层盐度低,在中层形成自近岸伸向外海且盐度逐渐由低变高的低盐水后,河口冲淡水地区形成较强的盐跃层,随着自南往北海区水深的逐渐变浅,岸界坡度的由大变小和沿岸下降流的由强变弱,近岸温度和盐度的垂直分布越来越均匀,外海近表层的温跃层强度越来越弱,盐度自     

2000-2015年华北地区8月极端干旱的异常环流型及其波活动特征

利用1961-2015年华北地区54个国家级气象观测站夏季8月逐日降水资料和2000-2015年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析数据,研究了华北地区8月极端干旱的异常环流型及原因.结果 表明:华北地区极端干旱事件以年际变化为主,2000-2015年华北地区极端干旱年在中高纬500 hPa高度距平场上存在“-、+...     

2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化及形成机理

利用调查数据及遥感数据揭示了2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化特征,温跃层上界深度平均值春、夏、冬季基本一致,介于45~47 m之间,秋季最大,达60 m;温跃层厚度平均值夏、秋、冬季基本一致,介于85~87 m之间,春季相对较小,为78 m。温跃层强度平均值春、夏、秋、冬季几乎一致,介于0.13~0.15℃/m之间。调查海域温跃层上界深度季节变化的形成机理为:春季西深东浅的原因是西部受净热通量较小、大风速、负的风应力旋度以及中南半岛东部外海的中尺度暖涡和反气旋环流共同作用,东部近岸海域净热通量高值、风速相对较小及风应力旋度引起的Ekman抽吸效应共同控制;夏季深度分布较均匀的原因是10°N以北风致涡动混合强但受Ekman抽吸影响,10°N以南风致涡动混合弱但风应力旋度为负值;秋季深度较其他季节平均加深15 m的原因是南沙群岛海域被暖涡占据,暖涡引起的反气旋式环流使得温跃层上界深度被海水辐聚下压;冬季正的风应力旋度产生的Ekman抽吸和冷涡引起的气旋式环流共同作用,使得温跃层上界深度较秋季平均抬升15 m。     

区域海气耦合模式FROALS模拟的西北太平洋环流及其年际变率

本文利用区域海气耦合模式FROALS(Flexible Regional Ocean-Atmosphere-Land System)对西北太平洋地区1984-2007年连续积分结果,对比SODA(Simple Ocean Data Assimilation)同化资料讨论了西北太平洋海表温度和表层洋流的气候态及年际变率。结果表明,FROALS基本能够再现冬、夏季季节平均的海温型,但均存在一个明显的冷偏差;FROALS对气候平均态的表层洋流有较高的模拟技巧,对于冬、夏季的表层洋流型都能够再现。另外,表层洋流的模拟偏差与海表高度的模拟偏差直接相关。由于模式模拟的黑潮热输送较观测偏强,使得模式模拟的海洋热输送倾向于使黑潮路径上的海温呈现正偏差。从表层洋流的年际变率来看,模式模拟的与ENSO(El Nio-South Oscillation)相联系的年际变率信号与观测相似:在El Nio年,北赤道流和棉兰老流增强,低纬度西太平洋海表高度降低,而在La Nia年则呈现出相反的形态,但是在模式中这种信号稍强于观测。