梅雨前后亚洲季风区平均散度风环流和水汽输送的研究

分析了１９８３年江淮流域梅雨期及其前后亚洲季风区平均散度风环流和垂直积分水汽输送的辐散分量。在入梅前强水汽辐合中心位于华南，出梅后则位于印度季风区，梅雨期这两地区都存在着强水汽辐合中心，并且强水汽辐合区和中国东部雨带的位置变化及热源分布有着密切关系。同时指出，江谁流域梅雨与大尺度辐散环流的变化、热源的配置及水汽辐合的位置有着较好的对应关系。     

海陆分布与高原对低纬7月平均经圈环流的影响

本文利用1961—1974年7月的平均资料,对45°N—40°S范围计算了各种平均经圈环流及加热场等物理量。所取的网格点为5°× 5°经纬度,垂直速度利用实际风计算,加热场是用热流量方程计算的。 由研究发现海陆分布及高原对平均经圈环流的影响是明显的,在南北半球大范围比较均一对称的下垫面上空,如欧非大陆、大西洋及东太平洋上空都存在一个典型的南北半球对称的Hadley环流。在北面是大陆高原,南面是海洋的亚洲地区,只有一个典型的季风环流。这是因为北半球副热带区的冷源变为热源,Hadley环流消失之故。西太平洋也有一类似的季风环流,这与这个地区存在较强的热源有关。北美季风环流很弱主要因为北美副热带陆地面积远比亚洲小。北半球全球的Hadley环流都很弱,主要是受季风环流的影响。 另外,还发现亚洲季风环流区,向上输送的能量很强,尤其高原地区更强更高,它在高空向东西两侧及南半球输送。     

用卫星云图分析平均经圈环流和纬圈环流的一个尝试

本文使用太平洋地区1965—1973年月平均卫星云图资料,分析了这一地区冬、夏平均经圈和纬圈环流。将其与用气象站测风所计算的结果相比较,发现它们的基本形势是一致的。但是在台站网相当稀疏的海洋上,由卫星云图分析的结果比实测风计算的结果,能更细致更正确地反映实际大气的运动状况。     

平均经圈环流在大气角动量和感热收支中的作用

本文研究相对座标系中近地表角动量的制造和自由大气中角动量的辐散之间的平衡机制,并与绝对参考系中的机制进行比较。 对1982年元月全球角动量和感热的收支分析证明,被激发的平均经圈环流具有下述特征:其下部水平支施加于大气的惯性矩与近地表角动量的制造相平衡,上部水平支反号的惯性矩与涡动角动量通量的辐合(散)相平衡;而其垂直支的绝热加热效应则平衡着自由大气中热通量的辐散和/或大气的非绝热加热。因而,无论动力上还是热力上,平均经圈环流在大气总环流中都起着重要的作用。     

1979年5～7月东亚和南亚季风区700毫巴环流分析

用天气统计学方法分析了1979年5～7月东亚和南亚季风区700毫巴流场。结果表明,两个季风区的平均流场、距平流场序列的特征均存在明显差异,东亚区流场及其季节变化要较南亚区复杂得多.分析得到的各区主要特征向量有明确的天气学意义,其时间系数演变与环流及天气有密切关系。      

海陆分布及高原对1、7月平均经圈环流及其季节变化的影响

本文利用美国GFDL10年平均资料,计算了全球50°N—35°S共13个经度上的经圈环流及加热场。所取网格点为5×2.5经纬度,计算层次为11层,垂直速度利用实际风计算,加热场是用热流量方程倒算的。经分析指出:(1)A、B两类地区上空经圈环流的季节变化完全不同。A——北边是陆地南边是海洋。B——南北都是海洋或陆地。北半球冬季1月A、B二类都有Hadley环流,但A类比B类强;夏季7月A类变为反Hadley(季风)环流,而B类仍保留Hadley环流,且有所加强。(2)这样冬夏经围环流相反的变化,以青藏高原主体90°E的剖面上最为明显。从2月起Hadley环流减弱,4月在高原南侧低空形成“前季风经圈环流”,同时在高层出现补偿环流圈,6月发展成典型的季风经圈环流;10月又在高原南侧低空先出现Hadley环流圈。这些变化与高原的热力影响有关。文中也分析了高原热力作用对其上、下游经圈环流的影响。     

中纬度平均经圈和纬圈环流维持的物理过程(一)

本文主要从分解计算的角度,讨论中纬度平均经圈环流和纬圈环流的维持,并把动量和感热的涡动输送联系起来,说明它们之间的内在联系和统一的物理机理. 大尺度涡动输送、加强和摩擦等强迫作用不断造成纬向平均环流的热成风不平衡,而热成风调整过程又不断使不平衡向平衡调整.平均经圈环流就是在这种强迫变化和调整过程的相互作用中产生的.我们引进了一个由强迫变化决定的温度场、流场的时间变率向量M.时间变率向量M的旋度在x方向的投影等于强迫作用所造成的非热成风产生率,它也等于平均经圈环流向量的旋度在x方向的投影. 当连续方程采用B     

中纬度平均经圈和纬圈环流维持的物理过程(二)

大尺度扰动的感热和动量输送是紧密联系的.在准地转运动中,大尺度涡动输送可分解为平衡输送和不平衡输送.在北半球冬季纬向风系和副热带高压带维持的过程中,中纬度不平衡涡动输送,以及与之相联系的平均经圈环流所造成的垂直输送,起着十分重要的作用.这时水平输送和垂直输送本身就处在内在联系之中.并且这种输送过程是和温度槽落后于流场槽的斜压扰动相联系的. 当把大气运动分解成垂直平均的正压动能和垂直切变的斜压动能时,可以更细致地了解中纬度大气环流能量转化的规律.我们进一步讨论和计算了中纬度北半球冬季能量转换的过程.     

2020年7月西北太平洋和南海“空台”环流特征分析

2020年7月西北太平洋和南海出现了史无前例的“空台”事件。利用NCEP再分析数据集、中国气象局（CMA）台风最佳路径等资料研究了此次“空台”现象的大尺度环流背景及动力和热力学特征。使用台风潜在生成指数（DGPI）分析发现2020年7月大尺度环流背景不利于台风生成,环流系统的异常通过影响对流层垂直风切变和垂直运动限制了台风的活动。2020年7月马斯克林高压较常年明显偏西偏弱,导致索马里急流强度减弱,越赤道气流不活跃,菲律宾以东洋面和南海海域盛行一致的偏东气流,历史同期活跃在该区域的季风槽无法建立,从而不利于热带扰动的生成。北半球极涡主体偏向西半球一侧,影响东半球冷空气势力较弱,副热带高压位置偏西;南亚高压较历史同期偏强且偏东,其东侧强盛的偏东气流将洋中槽截断,在西北太平洋区域出现反气旋性环流,该区域下沉气流增强,导致副热带高压强度增强,对流层中层强烈的下沉气流抑制了台风的生成和发展。此外,受中高层环流系统异常的影响,7月菲律宾吕宋岛以东洋面和南海地区环境垂直风切变较常年偏高2～4 m/s,南海部分海域偏高达4～8 m/s,同时该区域内异常偏强的下沉气流导致对流层低层相对湿度偏低,大气层...     

青藏高原的热力和动力作用对亚洲季风区环流的影响

利用NCEP/NCAR再分析资料,研究了青藏高原热状况的季节变化、动力和热力作用对周围环流,特别是对亚洲热带季风环流的影响。高原对西风带的机械作用在冬季最强,春季次之。冬季的机械作用形成以高原为主,南侧气旋性、北侧反气旋性的"偶极子"偏差环流,它比传统认识的爬坡、绕流的影响范围大得多,遍及东亚的高、低纬度。随着西风带的北移和高原总加热在4月由负变正,南侧气旋性偏差环流增强并逐渐北移,6月形成气旋盘踞整个高原的夏季型。在高原南侧,高原冬季偶极型、夏季加热的作用导致孟加拉湾地区常年存在印缅槽,使得印度半岛的感热加热始终强于中南半岛,而中南半岛上空的潜热加热大于印度半岛。印缅槽的演变存在明显的半年周期,证明2月初和8月初的较强低压槽分别对应冬季高原最强的动力强迫和夏季高原最强的热力强迫。对低纬经向风场的分析还表明,季风爆发前高原的热力作用尤为重要,是导致江南春雨的形成,亚洲季风最早在孟加拉湾东部爆发,最后在印度半岛爆发的原因。     

亚洲上空夏季平均环流的结构及其热源分析

本文运用Boogaard的资料(对国内部分经过补充订正)和用连续方程计算了亚洲地区各层的垂直运动场。另外设计了一个间接计算热源的方法并计算了该地区的大气热源。在此基础上对亚洲地区夏季(7月)平均环流结构进行了研究。其主要结果如下:(1)在30°N以南地区西太平洋副热带高压的下沉主要来自东侧高空气流,也来自南侧的Hadley环流的上升支和高原及大陆上升气流,后两者均在300mb以下。而30°N以北,高原及大陆上升气流除了部分下沉于西太平洋地区外,主要在太平洋中部槽槽后下沉。(2)亚洲夏季(7月)大气热源中心在孟加拉湾北岸,而不在西藏高原的上空。     

RELATIONSHIP BETWEEN INTERANNUAL VARIATION OF MERIDIONAL WIND ANOMALIES IN TROPICAL PACIFIC AND SSTA

The Singular Spectrum Analysis (SSA) method is used to conduct studies of periodicity of the SST and meridional winds in tropical Pacific Ocean. The results show that the air-sea system for the Pacific varies on quasi-4-year, quasi-2-year and interannual scales, with the quasi-4-year scale having the highest variability. Depending on the scale, the wind field has a varying degree of association with the SST anomalies. Difference is also found in the evolution of phase. In addition, the work discusses the difference in SSTA resulted from wind fields for quasi-4-year and quasi-2-year components.     

梅雨异常与季风区大尺度环流异常的探讨

利用1973—1979年热带地区 u、v 格点资料和1980—1986、1991等年 ECMWF 资料,着重对亚洲季风区大尺度环流系统变异与梅雨异常进行了探讨.结果指出:1.孟加拉湾南部海域越赤道偏南气流的存在和强弱变化是判断梅雨季是否出现异常旱涝的关键.2.梅雨季内出现区域性的持续性暴雨时,赤道附近的纬向环流将发生个一次大调整.3.中国南方夏季风活跃程度,对判断该年梅雨异常旱涝有一定指示意义.     

东亚季风区夏季准定常环流系统气候特征及月内演变的数值模拟

利用P—σ混合坐标系5层区域气候模式,研究了东亚季风区夏季准定常环流系统的月平均气候特征及其时间演变,结果发规模式在一定的海陆分布、地形及模式物理过程等的综合作用下可以较好地模拟出东亚季风区夏季准定常环流系统的月平均气候特征,各高度上的主要环流系统以及高原地区的经圈环流与实际情况较为一致,准定常环流系统的时间变化主要发生在模式积分的前15天中,在此后的时间积分过程中环流系统的变化比较缓慢,大陆暖中心、低压中心以及季风强度指数等的时间演变和相关系数、均方误差及误差标准差的分析都能说明这一点。     

关于东亚大气环流和季风的研究

为了纪念我国现代气象的奠基人竺可祯先生,本文回顾了自竺先生“东南亚季风和中国雨量开创性论文发表以后在东亚大气环流研究方面的主要成果。给一部分讨论了大气坏流的双元性和季节突变,第二部分讨论了海陆差异和地形在季风发展的动力和热力过程中的作用,这包括冬季风、夏季风以及有关的热源和热汇。第三部分讨论了季风降水,尤其重点介绍了中尺度扰动、低空急流和梅雨的年际变率。     

A REVIEW OF THE ATMOSPHERIC GENERAL CIRCULATION AND MONSOON IN EAST ASIA

Important progresses of the study of the general circulation and monsoons in East Asia,which have beenmade since the pioneering work“Monsoons in Southeast Asia and rainfall amount in China”by Prof.ZhuKezhen,are extensively reviewed in memory of this founder of modern meteorology in China.The first parthas addressed the bimodality of the general circulation and the abrupt seasonal change.The second part hasdealt with the role of the continent-ocean contrast and topography in the dynamic and thermal processes of mon-soon development,including winter and summer monsoons,and associated heat sources and sinks.The thirdpart has discussed the monsoonal precipitation,with a special emphasis on the mesoscale disturbance,low-leveljet and interannual variability of Meiyu(plum rains).     

1950年平均经圈环流与角动量的平衡

本文利用了Buch和Starr与White所计算的1950年各纬度上空的平均经向风速([V]),绘制了子午面上的平均环流(全年:图1,冬季:图2,夏季:图3),图中显示出三个环型(cell),低纬度和高纬度的两个正环型与中纬度的逆环型。 1950年平均西风急流的位置正好处于中纬度的逆环流之中。全年平均的赤道辐合线位于北纬5°左右。自夏至冬三个环型均向北移,冬季半球Hadley环型伸向夏季半球去。三个环型的强度都是冬季大。 对于1950年北半球10°—70°的角动量平衡也作了分析(图4),并绘制了这个空间中角动量输送流线图(图5),其中应该提出,就是通过东西风的界面流线是铅直的,也就是总的来说,在东风带里产生的角动量不是在水平方向上输送到西风带里去,而是在铅直方向上输送到低纬度的高空西风里去,再由那里在水平方向上送到中高纬度去。 最后对于平均纬圈环流的维持也作了讨论,结论是:在中高纬度大型扰动起着主导作用,在低纬度则平均经圈环流是重要的。     

EFFECTS OF THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE OF HEATING FIELD ON THE SUMMER MONSOON CIRCULATION IN ASIA

In this paper,a primitive equation linear wave model is used to examine the effects of three-dimen-sional structure of heating field on the behavior of stationary planetary waves in summer and to comparethe roles of different heating functions for the formation and maintenance of summer monsoon circulationin Asia.It is shown that the aloft heating connected with the latent heating,especially the deep condensationheating associated with the cumulus convection in low latitudes,plays a crucial part in the Asian summer mon-soon and the structures of planetary wave responses are quite sensitive to the vertical distribution of heating.     

青藏高原感热加热对7月份大气环流和亚洲夏季风影响的数值试验

根据低纬地区地表温度高、蒸发及降水量大、辐合上升运动剧烈等特点,本文构造了一个正压模式的方程组,提示出影响低纬大气波动的一个重要因素——海表温度SST。研究指出:(1)当SST<25℃时,含蒸发风反馈机制的Rossby波向西传播,当SST>25℃时.含蒸发风反馈机制的Rossby波向东传播。(2)SST的数值越高,空气越潮湿,含蒸发风反馈机制的Rossby波传播速度就越小。当SST超过29℃时,会形成周期为30天的低频振荡。     

夏季青藏高原对于南亚平均季风环流形成与维持的热力作用

本文应用一个包括Rayleigh摩擦、Newton冷却及水平涡旋热力扩散的定常准地转34层球坐标模式来研究青藏高原对于南亚季风环流形成与维持的热力作用。计算结果表明:在北半球夏季,只考虑高原的地形强迫作用是不能形成南亚高压与南亚季风环流的,而青藏高原上空的非绝热加热对于南亚高压与南亚平均季风环流的形成与维持起了重要作用。计算结果还表明了青藏高原的非绝热加热对于形成一支横跨印度次大陆直到日本南部的强西南风带同样也起了重要的作用。