东亚季风指数及其与大尺度热力环流年际变化关系

将东西向海平面气压差与低纬度高、低层纬向风切变相结合 ,定义了东亚季风指数 ,该季风指数较好地反映了东亚冬、夏季风变化。其中 ,夏季风指数年际异常对西太平洋副热带高压南北位置变化和长江中下游旱涝具有较强的反映能力。分析表明 :东亚夏季风年际变化与印度洋 -西太平洋上空反 Walker环流及夏季越赤道南北半球间的季风环流呈显著正相关关系。在强、弱异常东亚夏季风年份 ,异常的 Walker环流在西太平洋上的辐合 (辐散 )中心在垂直方向不重合 ,高层 ( 2 0 0 h Pa)速度势与东亚夏季风显著相关区域位于西北太平洋上 ,该异常环流的高层的辐合 (辐散 )通过改变低层空气质量而影响夏季 50 0 h Pa西北太平洋副热带高压。采用 SVD分析进一步发现 :与海温耦合的异常 Walker环流在西太平洋上空的上升支表现出南北半球关于赤道非对称结构 ,亚澳季风区受该异常 Walker环流控制。因而 ,东亚季风与热带海气相互作用可直接通过这种纬向非对称的 Walker环流发生联系。     

梅雨暴雨与高空急流的统计与动力分析

对1991、1996、1998年梅雨暴雨与高空急流进行了统计与合成分析。结果表明，大尺度环流形势稳定是1991、1998年梅雨期局部降水时间较长的主要原因，1996年环流形势多变，难以在局地长久维持。梅雨暴雨与高空急流关系密切，暴雨多出现在西北风高空急流的右前方或西南风高空急流的右后方。西南风高空急流造成梅雨暴雨的高层辐散场多由经向风辐散形成，西北风高空急流多出现纬向风辐散，当其与南亚高压东部的经向风辐散配合时往往会造成较强的暴雨，1998年这类情况出现最多。南亚高压东北象限的偏北风对雨区南侧季风反环流的形成有重要作用。     

北京连续降雪过程分析

该文对2002年12月份北京出现的1841年以来历史上最长的连续6天的降雪天气进行了合成分析和诊断分析。北半球合成环流形势显示，连续降雪发生在东亚稳定的纬向环流形势下，其上游地区强大经向环流和阻塞高压使中纬度东亚和西太平洋纬向环流得以维持。东亚合成环流的垂直结构表明，连续降雪期间华北地区始终处于锋区中，并存在低空辐合、高空辐散的散度场垂直分布结构。卫星水汽云图显示出有水汽通道向河套倒槽云系输送水汽。华北地区的诊断分析表明，地面和边界层中山东地区分裂高压南侧向北回流的偏南气流是造成降雪的主要水汽通道。变形场的流场结构使水汽在北京附近辐合。垂直剖面展现了华北回流降雪天气近地面层的浅薄的冷空气垫，和暖湿空气回流在冷空气垫上的爬升，并在其上形成一个浅薄的饱和层。     

北半球夏季全球热带和副热带200hPa平均辐散环流的研究

大气的运动场或风场包括两部分:一是旋转部分,另一是辐散部分。虽然旋转部分的方差占总运动场方差的大部分(约占80％),但与辐散风相联系的垂直环流对于天气系统的发展是重要的。Krishna-murti等人最早研究了全球热带的辐散环流。最近他的研究表明,辐散风场的大部分是属于纬向的行星尺度垂直环流的水平分支,这意味着行星尺度系统总是热力直接环流,并且以纬向环流为主。Van der Boogard计算了7月多年平均的速度势场,发现对流层上层最强的辐散中心在中南半岛上空。     

春夏季节转换中西太平洋副热带高压东移与大尺度环流和温度场变化关系

分析了由春向夏的季节转换过程中西太平洋副热带高压与大尺度环流和温度场之间的变化关系.结果表明:4月份,西太平洋副热带高压开始表现出向东移动特征,6月份它与向西移动的北美副高在东太平洋120～160 (W区域合并.这一期间,沿15～20 (N之间的纬圈环流同时表现出向东移动特征,该纬圈环流的上升支位于南海-西太平洋暖池一带,下沉支主要位于东太平洋180 (～120 (W区域.伴随上述变化,位于北半球太平洋的局地Hadley环流在纬向随时间表现出东强西弱变化特点.西太平洋副高向东移动与15～20 (N之间的纬圈环流和130 (W东太平洋局地Hadley环流在15～25 (N上空交汇、下沉密切相关.在由春向夏季节转换中,大气和海表温度关于赤道季节转换速率沿纬向表现出东慢西快差异,上述变化为西太平洋副热带高压的向东移动提供了有利的气候背景.     

陕西强连阴雨天气个例的综合分析

利用T213客观分析资料,对陕西2003年8月24日~9月7日强连阴雨天气过程的综合分析表明,连阴雨发生在欧亚稳定的环流形势下,乌拉尔山阻塞高压的建立和稳定使东亚中纬度纬向环流得以长时间维持。偏北、偏西、偏强的西太平洋副热带高压,不仅使冷空气受阻于秦岭山脉附近,同时其外围的偏南气流也为雨区提供了丰富的水汽,而乌拉尔山阻塞高压的崩溃引导冷空气大举南下,西太平洋副热带高压的东移南退则预示着持续的降水天气的结束。东亚合成环流的垂直结构表明,连阴雨期间秦岭邻近地区始终处于锋区中,并存在低空辐合、高空辐散的垂直结构。水汽条件分析表明连阴雨期间水汽的输送主要在对流层底部。热力学条件分析显示连阴雨期间河套始终为高潜热能区和位势不稳定区,偏南气流对热量的输送与高潜热能的维持有密切的关系,而低层偏东气流的加强促使了潜热能的释放,并导致了秦巴山区强降水天气的产生。     

2008年初我国南方雨雪低温天气的中期过程分析Ⅰ:亚非副热带急流低频波

在中期时间尺度上分析了2008年1月10～16日我国南方雨雪过程特征及其可能机理,得到了以下结果：1）3个环流系统的演变过程相互匹配,共同造成了此次雨雪过程,它们分别为南支槽在我国南方地区的形成和加深、西太平洋副热带高压的北扩以及叶尼塞地区高压脊的东扩南侵;2）源自东北大西洋和西欧的Rossby波能量沿亚非副热带急流向下游传播,导致南支槽在我国南方地区形成和加深;3）与西太平洋副热带高压北扩所对应的异常环流中心,其实质为副热带急流扰动,来自上游南支槽区的Rossby波能量频散是其形成维持的主要原因,它也受来自贝加尔湖地区及热带西太平洋对流区的Rossby波能量的影响;4）亚非副热带纬向基本流制约着其一系列异常环流中心的纬向联系,里海冷堆及异常中心的形成恰好对应着南支槽在我国南方地区的加深和西太平洋副热带高压的北扩。     

2008年初我国南方雨雪低温天气的中期过程分析I：亚非副热带急流低频波

在中期时间尺度上分析了2008年1月10~16日我国南方雨雪过程特征及其可能机理,得到了以下结果：1）3个环流系统的演变过程相互匹配,共同造成了此次雨雪过程,它们分别为南支槽在我国南方地区的形成和加深、西太平洋副热带高压的北扩以及叶尼塞地区高压脊的东扩南侵;2）源自东北大西洋和西欧的Rossby波能量沿亚非副热带急流向下游传播,导致南支槽在我国南方地区形成和加深;3）与西太平洋副热带高压北扩所对应的异常环流中心,其实质为副热带急流扰动,来自上游南支槽区的Rossby波能量频散是其形成维持的主要原因,它也受来自贝加尔湖地区及热带西太平洋对流区的Rossby波能量的影响;4）亚非副热带纬向基本流制约着其一系列异常环流中心的纬向联系,里海冷堆及异常中心的形成恰好对应着南支槽在我国南方地区的加深和西太平洋副热带高压的北扩。     

2011年盛夏广西西北部特大干旱的环流异常特征

利用1960~2011年广西西北部16个气象观测站逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析月平均资料、NOAA向外长波辐射资料和国家气候中心提供的环流特征量资料,分析了广西西北部地区以往盛夏干旱年的中高纬环流、西太平洋副热带高压和水汽输送特征,重点探讨了2011年盛夏(7~8月)广西西北部特大干旱大气环流的异常特征。结果表明,2011年是1960年以来广西西北部盛夏降水最少的年份。广西西北部2011年盛夏大气环流与以往盛夏干旱年明显不同的是,西太平洋副热带高压较常年异常偏弱偏东,脊线位置明显偏北,中高纬环流平直,乌拉尔山地区和东北亚区域没有明显阻塞高压形势,冷空气活动比常年弱;印缅槽活动较常年偏弱,由南向北的水汽输送明显偏弱,广西西北部上空存在有弱的水汽通量辐散,垂直运动和对流活动均较常年偏弱,这些环流特征均不利于产生降水,造成2011年盛夏广西西北部地区出现特大干旱。     

一个表征江南春雨的环流指数及其天气学特征

利用东亚和西太平洋对流层低层850 hPa纬向风的经向差异,定义了一个可以表征江南春雨变化特征的环流指数,通过诊断分析探讨该指数与降水和大气环流的关系。结果表明:该指数可以较好地反映江南春雨的年际和逐日变化特征。在年际时间尺度上,高指数年江南春雨偏多,而低指数年江南春雨偏少。该指数的逐日变化与江南地区同期逐日降水变化呈显著正相关。在高指数日,我国江南地区的低压系统和西北太平洋地区的副热带高压偏强,江南地区对流层高层辐散增强,低层辐合和高层辐散的增强为春雨发生提供动力抬升条件,有利于春季江南地区降水的产生;低指数日,西北太平洋副热带高压位置偏南,江南至华南地区对流层低层存在弱辐散,这种形势配合下不利于江南春雨的产生。     

2007年秋季罕见的连阴雨天气成因分析

2007年秋季连阴雨是山东省有观测记录以来历时最长、危害程度最大的一次历史罕见的连阴雨天气,文章从大气环流背景、物理量特征等方面对其成因进行了详细的分析。结果表明,这次连阴雨是亚欧大尺度环流形势由纬向型向经向型转变的过程中发生的,是一次长波调整的过程。连阴雨期间乌拉尔山高压脊和西太平洋副热带高压较常年同期异常偏北、偏强,长时间稳定维持,同时副热带高压南侧东风带内热带气旋活动频繁,亚洲中纬度地区多短波槽活动,引导西西伯利亚冷空气东移南下与孟加拉湾和沿副热带高压外围北上的暖湿气流在黄河下游交绥,造成了山东持久的连阴雨天气。连阴雨期间物理量特征明显,在降水强度大、降水时间集中时段均有深厚的湿层、明显的水汽辐合及垂直上升运动,上升运动可达300～200 hPa。在降水间歇时段,700hPa以下维持下沉运动,相对湿度小于80%,且为一致的水汽辐散。     

北半球冬季副热带高压带维持的涡度机制

本文利用涡度平衡方程讨论北半球冬季副热带高压的维持,计算发现,30°N副热带高压带地区,大型扰动所造成的涡度输送的辐散是维持这地区反气旋涡度的主要因子,这种辐散作用所造成的反气旋涡度主要发生在对流层上层,平均经圈环流对地转祸度的输送可以把它引导到对流层下层来。此外,我们还根据涡度输送的计算,讨论了西风急流的维持。向北的扰动涡度输送在45°N上空达极大值,因此它对中纬度西风和纬向平均急流的维持起着重要作用。但30°N上空,扰动的涡度输送为零,而平均经圈环流对地转涡度和相对涡度的输送都比较大,因此,可以认为副热带急流是在平均经圈环流作用下维持的。     

环境场对东海登陆热带气旋陆地路径的影响

采用合成分析的方法，对比分析了在华东南部沿海登陆，维持较短陆地路径和维持较长陆地路径的两类热带气旋的环境场变化，结果表明：环境场对登陆热带气旋的陆地路径的维持有重要影响。当西北太平洋副热带高压迅速加强西伸；中低层低压环流迅速减弱；中低层环境热力条件差，海洋水汽输送中断；高层水平流场呈纬向型，青藏高原反气旋环流相对较弱而西北太平洋副热带高压反气旋环流强大，中纬带西风急流强大时，环境场的配置使热带气旋周围的高层水平辐散弱并衰减，低层水平辐合弱并衰减，热带气旋的对流被抑制，仅能维持较短路径很快就减弱消亡。反之，当西北太平洋副热带高压减弱东退，西风槽南压；低层低压环流长时间维持；中低层环境热力条件好，海洋水汽输送通畅；高层水平流场呈经向型，青藏高原反气旋环流相对强大而西北太平洋副热带高压反气旋环流减弱东退，中纬带西风急流较弱，低空东南风急流强大时，环境场的配置使热带气旋周围高层水平辐散强并维持，低层水平辐合强并维持，热带气旋的对流通畅，能维持较长生命史和较长的路径。     

内蒙古地区近50年气温降水变化特征

分析内蒙古地区1958-2007年50年来气温、降水变化特征。降水趋势变化不明显,只是变化辐度有所加大,降水的年际变化与西太平洋副热带高压、欧亚纬向环流相互作用有关;气温趋势变化明显,60年代以前属于下降阶段,70-80年代中期变化较平缓,略有升高,80年代中期以后升温明显,气温的这种变化趋势与西太平洋副热带高压变化趋势基本一致。     

基于交叉小波分析方法的西太平洋副热带高压年际变率与热带海温及大气环流异常的相关性研究

西太平洋副热带高压的年际变率受热带多个关键海区的海-气相互作用过程调控, 但彼此间的因果关联和影响机制尚不清楚。为揭示西太平洋副热带高压的年际变率与热带海温及大气环流异常之间的内在关联特性, 定义了三个关键海区以及赤道纬向西风区的特征指数, 并分别与西太平洋副热带高压强度、脊线指数进行了交叉小波和相干小波分析。研究发现:西太平洋副热带高压指数存在显著的2~3年和准5年的周期振荡, 20世纪八九十年代后, 由于暖池区海温及赤道纬向西风区的Hadley环流强迫加强, 致使副热带高压特征指数的2~3年周期振荡加强; 从位相关系看, 先是西太平洋副热带高压减弱南撤导致纬向西风加强, 其后影响赤道东太平洋海温升高, 同时暖水向东传, 使赤道中太平洋以及暖池区海温逐渐升高, 在Hadley环流作用下使副高加强北抬。基于上述西太平洋副热带高压的年际变率与热带海温及大气环流异常变化相关性诊断研究, 进一步探讨了造成这种相关性的影响机理和因果关联, 为揭示西太平洋副热带高压年际变率与热带海温及大气环流异常的相关性做探索研究。      

2022年夏季四川持续高温干旱特征及初步分析

利用1961—2022年四川155个国家气象站逐日气温、降水资料和NCEP/NCAR再分析资料等，对2022年四川持续高温干旱事件特征及成因进行分析。结果表明：2022年夏季四川出现极端高温干旱天气，全省平均气温、最高气温、高温日数均突破历史同期极值，73%的站点出现重旱及以上旱情，为1961年以来最严重高温伏旱天气气候事件。南压高压北跳东进，异常偏强偏北，500 hPa青藏高压发展东移，或西太平洋副高加强西伸北抬，与南压高压叠加，形成稳定正压结构控制四川，是造成高温干旱主要原因。亚洲中纬度地区盛行纬向环流，伊朗高压、青藏高压和西太平洋副高打通形成高压带，盛行下沉辐散气流，阻挡中高纬冷空气南下和低纬暖湿气流北上，导致四川地区降水异常偏少是高温干旱间接原因。     

贵州西部2009年2月异常高温气候分析

对2009年2月贵州西部出现的异常高温天气诊断分析,结果表明:此次异常高温天气主要由于极涡较常年偏东、偏弱,中高纬一直维持纬向环流,热低压较常年偏强,高层辐合、低层辐散,使得存在较强的下沉运动引起热低压维持,地面出现高温少雨天气。     

夏季中低纬低频波的活动特征和驱动机制

利用１９８４年夏季ＥＣＭＷＦ／ＷＭＯ资料分析了低频涡度系统和低频辐散环流系统，讨论了两者之间的相互作用。结果表明西太平洋和南印度洋上的低频涡旋具有对流性天气系统的三维环流特征，低频速度势场在上述两区域表现为最大的辐合辐散强度和最宽广的辐合辐散区，低频散度波的能量频散激发和驱使印度洋至西太平洋区域内辐散环流呈现明显的准４０天振荡。     

2009年2—3月我国南方连阴雨天气过程分析

利用JRA-25再分析资料分析了2009年2—3月我国南方一次连阴雨过程的环流背景,以及该时期西太平洋副高和副热带西风急流的异常活动,并计算了降水区域内的水汽收支。结果表明:(1)这次过程中,欧亚大陆上空阻塞形势稳定,我国北方地区长期由槽后脊前的西北气流控制,而在中低纬地区,西太平洋副高稳定在菲律宾海上空,加强了南方地区对流层中低层的西南风。这种环流形势使得北方干冷空气和南方暖湿气流在长江流域长时间对峙,形成了稳定的准静止锋,是影响这次连阴雨过程的主要天气系统。(2)对流层高层的副热带西风急流异常偏北,急流轴入口处南侧的辐散环流与低层西南气流北侧的气旋性辐合环流相配合,在长江流域上空形成利于降水发展和维持的动力结构。(3)偏北的西太平洋副高伴随着反气旋性环流异常,其西边缘的偏南风造成了来自西太平洋及南海低纬地区至我国南方的偏南风水汽输送支异常,它主导的经向水汽输送是造成主降水区水汽通量辐合的重要原因,对降水发展和维持的影响更为显著。     

T213产品在青海夏季强连阴雨天气预报中的应用

利用T213分析资料,对青海省2007年6月15~22日强连阴雨天气过程的综合分析表明:连阴雨发生在欧亚稳定的环流形势下,乌拉尔山高压脊的建立和稳定使中纬度纬向环流得以长时间维持。偏北、偏西、偏强的西太平洋副热带高压,不仅使冷空气受阻于河套地区,同时其外围的偏南气流也为雨区提供了丰富的水汽。连阴雨期间东部地区始终处于锋区中,并存在低空辐合、高空辐散。水汽的输送主要在对流层底部。青海东部地区始终为高潜热能区和位势不稳定区,偏南气流对热量的输送与高潜热能的维持有密切的关系,而低层偏东气流的加强促使了潜热能的释放,并导致了东部地区强降水天气的产生。