北太平洋SST场的客观区划及其时频相关性

本文采用方差极大正交旋转的因子分析方法,对北太平洋SST场进行客观区划,结果表明,北太平洋SST场可划分为五大海区,即(Ⅰ)赤道东太平洋海区;(Ⅱ)加利福尼亚北信风海区;(Ⅲ)太平洋西部区;(Ⅳ)太平洋北部区;(Ⅴ)太平洋中部区。这些海区分别与整个北太平洋洋流和热通量空间分布具有很好的对应。其中海区(Ⅰ)在北太平洋SST场占有最重要的地位,它常年稳定少变,对SST场贡献最大。文中进一步对各海区SST时间序列作功率谱和交叉谱分析,得到有关各海区SST月际振动的显著周期和各海区之间显著的耦合振荡周期。计算表明,在这些时频相关性特征中,最为重要的周期振动和耦合振荡都与海区(Ⅰ)即赤道东太平洋海区有关。     

南海夏季风变化及其与全球大气和海温的关系

本文分析了1948～2006年南海夏季风的年际变化, 讨论了南海夏季风与全球气象要素场如环流、相对湿度、海表温度 (SST) 等的关系。结果表明: 南海夏季风与全球各物理量之间有较好的大范围统计相关。选出了10个强南海夏季风年, 8个弱南海夏季风年, 利用合成分析研究了季风强、 弱年的环流和SST特征及其差异, 结果表明南海夏季风强弱年各特征量之间存在显著差异。尤其表现在SST上, 强弱季风年不仅在夏季东印度洋－西太平洋区域有明显差异, 并且前期春季此区域的SST与南海夏季风有持续的显著负相关, 可以作为南海夏季风强度变化的一个预报因子。     

西南季风爆发前后南海SST变化特征及影响因子分析

利用1982-2001年NCEP／NCAR再分析的周平均SST场、逐日表面热通量场及近地层10米高度风场资料,分析了南海地区季风爆发前后几周南海多年平均SST随时间的变化和空间分布特征及其影响因子。结果表明,南海季风爆发前,SST急剧升高,季风爆发后,SST的变化呈现比较明显的空间差异,南海北部SST继续上升,而南部SST持续下降。南海季风爆发前,海面净得热,这是季风爆发前南海SST上升的主要原因。季风爆发后几周,海面净得热减少,此时的海表净热通量收支与SST无显著相关。而季风爆发期和爆发后几周,南海SST变化的不均匀性与西南气流具有很好的相关性,南海的降温区呈东北-西南走向,与低层西南气流的方向一致。因而,在季风爆发后的一段时间内,近地层风场导致的海洋表面及内部动力过程是影响南海SST变化的另一重要因子。     

东亚季风区夏季海气系统位相关系的特殊性

利用28年的月平均降水、海面温度(SST)、向外长波辐射(OLR)、表层潜热通量和海平面气压资料,通过同期相关、超前一滞后相关和回归分析,揭示了东亚季风区夏季海气相互作用的特殊性,即由于东亚夏季风的爆发导致西太平洋暖池、中国南海以及黑潮区的海气系统位相关系发生改变,使秋冬春季降水与SST的正相关(海洋影响大气为主)转化为夏季降水与SST的负相关(大气影响海洋为主).同时还分析了东亚季风区夏季大气影响海洋的几种可能机制,并揭示了不同机制在各海区的重要性.     

西南季风爆发前后南海SST变化特征及影响因子分析

利用1982～2001年NCEP/NCAR再分析的周平均SST场、逐日表面热通量场及近地层10米高度风场资料,分析了南海地区季风爆发前后几周南海多年平均SST随时间的变化和空间分布特征及其影响因子.结果表明,南海季风爆发前,SST急剧升高,季风爆发后,SST的变化呈现比较明显的空间差异,南海北部SST继续上升,而南部SST持续下降.南海季风爆发前,海面净得热,这是季风爆发前南海SST上升的主要原因.季风爆发后几周,海面净得热减少,此时的海表净热通量收支与SST无显著相关.而季风爆发期和爆发后几周,南海SST变化的不均匀性与西南气流具有很好的相关性,南海的降温区呈东北-西南走向,与低层西南气流的方向一致.因而,在季风爆发后的一段时间内,近地层风场导致的海洋表面及内部动力过程是影响南海SST变化的另一重要因子.     

冬季台风“南玛都”结构性质的初步研究

利用1982～2001年NCEP/NCAR再分析的周平均SST场、逐日表面热通量场及近地层10米高度风场资料,分析了南海地区季风爆发前后几周南海多年平均SST随时间的变化和空间分布特征及其影响因子.结果表明,南海季风爆发前,SST急剧升高,季风爆发后,SST的变化呈现比较明显的空间差异,南海北部SST继续上升,而南部SST持续下降.南海季风爆发前,海面净得热,这是季风爆发前南海SST上升的主要原因.季风爆发后几周,海面净得热减少,此时的海表净热通量收支与SST无显著相关.而季风爆发期和爆发后几周,南海SST变化的不均匀性与西南气流具有很好的相关性,南海的降温区呈东北-西南走向,与低层西南气流的方向一致.因而,在季风爆发后的一段时间内,近地层风场导致的海洋表面及内部动力过程是影响南海SST变化的另一重要因子.     

基于卫星观测的南海表层温度气候学特征及长期变化

利用高分辨率AVHRR Pathfinder卫星海表温度资料,分析了1982-2012年南海及其毗邻海区海表温度（SST）的变化趋势,并给出了近30年该海域SST的气候学特征。结果表明：南海年平均SST随纬度的增加而降低,且越靠近陆地海温梯度越大,等温线呈西南-东北向分布;南海最高、最低SST分别出现在夏季和冬季;夏季中南半岛和海南岛东侧存在相对低温区,应与西南季风和地转偏向力共同作用引起的深层冷水涌升有关;近30年南海及毗邻海区年平均SST增温趋势为0.100℃/10a,20世纪90年代末到21世纪初年平均SST处于高值期,最高值出现在1998年;南海海区四季均存在变暖趋势,冬季增温趋势最大,为0.194℃/10a,夏、春季次之,分别为0.121℃/10a和0.107℃/10a,秋季最小,为0.086℃/10a;近30年台湾海峡和中国大陆东南沿海增温最显著,最大增温值达到0.7℃/10a以上。     

宁夏5月降水变化及其对前期全球SST异常的响应分析

利用1961—2008年NCEP/NCAR全球月平均海表温度(SST)与风场再分析资料和宁夏气象信息中心提供的宁夏19个观测站的5月降水资料,采用EOF分解、相关普查和距平合成方法,分析了宁夏5月降水的时空变化规律和前期1-4月全球SST与宁夏5月降水的相关关系,寻找出SST影响降雨的显著相关区。结果表明,宁夏5月降水的EOF第一主分量的方差贡献率接近75%,时间系数分布总体略呈凸型。前期SST和5月降水之间存在显著相关关系,正相关区主要在赤道东太平洋海区、赤道印度洋海区和中大西洋海区以及阿拉斯加南部附近的海面,而显著负相关区的面积较小。2月达到90%以上置信度的相关格点数最多,4月最少。降水偏多、少年对应的SST距平合成场具有相反的特征,正、负距平中心的位置基本一致,与对应各月的相关显著区大部分重合,降水偏多年的正相关对应正距平中心,负相关对应负距平中心;降水偏少年则相反,具有很好的一致性。     

南海海洋观测台站海表温度资料的均一性检验与订正

采用最大惩罚T检验（Penalized Maximum T Test,PMT）方法,结合海洋台站元数据信息,选取临近气象站做为参考站,对中国南海9个海洋观测台站月平均SST资料序列进行均一性检验,在充分考虑区域性气候变化因素的影响下,对检验结果进行气候合理性分析并对不连续点进行订正。结果表明:（1）通过多种数据的相关性比较和分析发现,临近气象站的气温资料序列是南海台站SST资料订正最优的参考序列;（2）平均每个海洋台站SST资料序列存在1~2个不连续点,其中站址变迁、仪器变更和环境变化对均一性的影响较大;（3）订正后的南海SST序列质量有大幅提高,表明南海SST具有更明显的增暖趋势。      

西北太平洋热带气旋源地变化特征及与局地海表温度的关系

为提高热带气旋的短期气候预测水平,利用1950-2005年西北太平洋热带气旋(TC)和表层水温(SST)资料,分析了西北太平洋TC生成位置分布的一般气候特征,季节、年际变化特征及其与局地SST之间的关系,同时还探讨了TC强度、路径与TC生成位置之间的关系.结果表明,西北太平洋存在4个TC高频源地,分别是南海中北部偏东洋面、菲律宾以东附近洋面、关岛附近洋面和马绍尔群岛附近洋面,其中关岛附近洋面TC发生数最多,是TC发生的一个主要源地.TC生成位置分布存在显著的季节和年际变化特征,这种变化与局地SST存在密切的关系,局地SST升高,TC生成位置偏西、偏北,反之,则偏东、偏南.同时发现,TC生成位置西北边界与月平均SST的27.5℃等温线具有较好的匹配关系,绝大多数TC都发生在月平均SST≥27.5℃的海区.TC强度、路径与TC生成位置之间存在一定的关系.TC生成位置偏东偏南,其发展强度相对较强,路径偏东偏南,可导致影响我国南部海区和日本东部沿海的TC个数增加;TC生成位置偏西偏北,其发展强度相对较弱,路径偏西北,可导致影响我国东部和北部沿海的TC个数增加.     

THE TRANSMISSION PATH OF THE 500 hPa TEMPERATURE RESPONSE TO THE SOUTH CHINA SEA SST MONTHLY ABNORMALITY IN WINTER

In view of the SSTA study mostly confined to summer, this work tries to take another look from the point of winter. Using a two-layer general circulation model (IAP-GCM Ⅱ)developed at the Institute of Atmospheric Physics of the Chinese Academy of Sciences, numerical experiments are conducted to study the transmission paths of the 500-hPa response field of temperature in association with monthly winter anomalies of SST for the South China Sea. The result shows that the response field splits into two branches in transmission when the anomaly is positive-one travels counterclockwise to the north arriving in the Qinghai-Xizang (Tibetan) Plateau via southeastern China after leaving the sea and the other goes southwards; the transmission becomes clockwise when anomaly turns negative so that it starts from the sea and passes the Bay of Thailand before, as in the case of positive anomaly, reaching the plateau. Our work has shown that the South China Sea SST is essential for the prediction of short-term climate in southeast China.     

赤道东太平洋海温与南海热带风暴频数的相关关系

根据1949—1987年的赤道东太平洋海温和热带气旋资料,分别分析了在南海形成的热带风暴频数和影响南海的热带风暴频数(包括南海形成和由西太平洋移入南海)与赤道东太平洋海温的时滞相关关系,统计了海温暖期(El Nino)和冷期(反El Nino)与以上两类热带风暴频数的联系。初步结果表明,赤道东太平洋海温与影响南海的热带风暴频数之间,同期为负相关(-0.30)风暴晚于海温17个月时出现正相关极大值(+0.29);赤道东太平洋海温与南海形成的热带风暴频数之间的相关有所不同,最大相关(+0.38)出现在热带风暴      

FEATURES AND COMPARISONS OF THE QUASI-BIENNIAL VARIATIONS IN THE ASIA-PACIFIC MONSOON SUBSYSTEMS

The National Centers for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data, Climate Diagnostics Center Merged Analysis of Precipitation (CMAP) results, and NOAA Extended Reconstructed Sea Surface Temperature (SST), have been utilized in this paper to study the quasi-biennial variations in Asia-Pacific monsoon subsystems and associated SST anomalies (SSTA) and wind anomalies. Four monsoon indices are computed from NCEP/ National Center for Atmospheric Research (NCAR) reanalysis to represent the South Asian monsoon (SAM), South China Sea summer monsoon (SCSSM), Western North Pacific monsoon (WNPM) and East Asian monsoon (EAM), respectively. The quasi-biennial periods are very significant in Asia-Pacific monsoons (as discovered by power spectrum analysis), and for SAM and EAM---with moderate effects by El Ni?o-Southern Oscillation (ENSO)---the quasi-biennial periods are the most important factor. For SCSSM and WNPM (once again due to the effects of ENSO), the quasi-biennial periods are of secondary durations. There are obvious interdecadal variations in the quasi-biennial modes of the Asia-Pacific monsoon, so in the negative phase the biennial modes will not be significant or outstanding. The wind anomalies and SSTA associated with the biennial modes are very different in the SAM, WNPM and EAM regions. Since the WNPM and SCSSM are very similar in the biennial modes, they can be combined into one subsystem, called SCS/WNPM.     

THE INTERDECADAL VARIATION OF THE SOUTH ASIAN HIGH AND ITS ASSOCIATION WITH THE SEA SURFACE TEMPERATURE OF TROPICAL AND SUBTROPICAL REGIONS

This study aims to explore the interdecadal variation of South Asian High (SAH) and its relationship with SST (Sea surface temperature) of the tropical and subtropical regions by using the NCEP/NCAR monthly reanalysis data from 1948 to 2012, based on the NCAR CAM 3.0 general circulation model. The results show that: 1) the intensity of SAH represents a remarkable interdecadal variation characteristic, the intensity of SAH experienced from weak to strong at the late 1970s, and after the late 1970s , its strength is enhanced and the area is expanded in the east-west direction. The expansion degree is greater westward than eastward, while it is opposite in summer. 2) Corresponding to the interdecadal variation of SAH intensity, after the late 1970s, the divergent component of wind field has two ascending and three descending areas. Of the two ascending areas, one is located in the East Pacific, the other location varies with the season from the Indian Ocean in winter to the South China Sea and West Pacific in summer. Three descending areas are located in the north-central Africa, the East Asia and the Middle Pacific region respectively. 3) Corresponding to the interdecadal variation of SAH intensity, the rotational component of wind field at the lower level is an anomalous cyclone over the South China Sea and West Pacific in summer, while in winter, it is an anomalous cyclone over the Indian Ocean, and an anomalous anticyclone over the equatorial Middle Pacific. 4) Numerical simulations show that the interdecadal variation of SAH is closely related to the SST of the tropical and subtropical regions. The SST of Indian Ocean plays an important role in winter, while in summer, the SST of the South China Sea and West Pacific plays an important role, and the SST of the East Pacific also plays a certain role.     

我国东南海域云出现概率和海表温度的关系分析

海表温度(SST)和云是表征海洋和大气状况的主要物理量。为了掌握我国东南海域两者间的某些特征,综合使用CloudSat卫星观测和SODA3.3.1中的SST资料,分别就垂直方向上的云出现概率(FOC)和SST的变化关系进行了基本的统计分析。结果表明,尽管两海域FOC随高度分布均是SST相对低时,低层大高层小;随着SST增暖逐渐是高层大于低层的。但分布强度及其与SST的变化范围划分有所不同。相比而言,南海海域低层FOC高度相对低,变化幅度也相对大。特别是在SST＞30.5 ℃时,台湾以东海域FOC是减弱的,而南海的则是维持或增强。研究结果不仅有助于直观掌握两海域FOC和SST间的变化关系,而且定量化揭示局地海气相互作用中SST与云的对应关系。      

南海表面温度距平对我国夏季风和降水影响的数值试验

我国东部夏季降水不仅与副高脊线的向北推进有关,而且与对流层低层夏季季风向北推进有关。Shukla,在研究印度季风降水量对阿拉伯海域海表温度响应时也指出,对季风环流模拟的真实性直接影响印度季风降水模拟的真实性。本文以观测分析结果为依据,用英国     

南海-西太平洋春季对流10~30天振荡强度对南海夏季风爆发早晚的影响

采用NCEP再分析资料,揭示了南海-西太平洋春季对流存在显著的10~30天振荡周期。在年际尺度上,南海-西太平洋春季对流10~30天振荡强度（简称SCSWP_SISO）与南海夏季风爆发日期存在显著的负相关关系。当春季菲律宾和西太平洋海温偏高、赤道太平洋中部及以东地区海温偏低时,索马里、110 °E越赤道气流会加强,南海-西太平洋偏西风加强,产生异常气旋性环流,垂直上升运动增强,水汽异常偏多,东西风切变增强,有利于SCSWP_SISO增强。而SCSWP_SISO增强时,有由南往北、自西向东的异常气旋传播,从而减弱低层副热带高压使之较早撤出南海,南海夏季风得以较早爆发。反之亦然。在不同的年代际背景下,SCSWP_SISO经历了偏弱、较弱和偏强的变化,但影响其变化的因子并不完全一致。在第一阶段（1958—1976年）,主导因子是南海-西太平洋冷的海温与异常下沉运动、异常减弱的水汽-对流条件。在第二阶段（1977—1993年）,主导因子为中东太平洋异常偏冷的海温以及局地异常减弱的风场垂直切变。在第三阶段（1994—2011年）,主导因子为热带海温的整体偏暖、风场垂直切变的增强以及水汽-对流的加强。但随着SCSWP_SISO的年代际增强,其与南海夏季风爆发日期的相关关系却呈现下降趋势。      

我国华南3月份降水异常的可能影响因子分析

利用1951～2005年华南地区3月份的降水资料、NOAA海温资料、Ni?o3.4指数和NCEP再分析资料,分析了华南3月份降水异常与同期环流场、全球海温场的关系,从环流和海温的角度揭示了华南3月份降水异常的可能原因。结果表明,当华南3月份降水偏多(少)时,在对流层中低层,北太平洋海区存在气旋(反气旋)性环流异常,西太平洋及南海海面上存在反气旋(气旋)性环流异常,这样的环流异常有利(不利)于东南暖湿气流与北方东部异常冷空气在华南地区形成水汽辐合,导致降水显著增多(减少)。进一步的分析表明,ENSO和北印度洋及南海附近海温是影响华南3月份降水异常的重要外强迫因子,ENSO对华南3月降水异常的影响是通过影响春季西太平洋副热带高压和低层风场异常实现的,而北印度洋及南海附近海温对华南3月降水异常的影响则是通过垂直环流场异常和低层风场以及西太平洋副热带高压异常来实现的。     

中国近海海表温度对气候变暖及暂缓的显著响应

基于多套全球海温再分析数据和2种线性趋势分析方法,评估了1958-2014年中国近海海表温度（SST）的变化及其对全球气候变化的响应特征,并与全球平均地表温度特别是与若干重要海区的SST做了比较。研究表明：在全球变暖的显著加速期（1980年代和1990年代）,中国近海区域年平均SST表现出更快速的升温特征,其速率达0.60℃/10a,是同期全球平均升温速率的5倍以上;在变暖暂缓期（1998-2014年）,中国近海SST出现显著的下降趋势。研究还表明,中国近海区域SST的年代际变化与太平洋年代际涛动（PDO）的位相转换一致,前者SST的快速上升（下降）期与PDO正（负）位相最大值的时期相对应,PDO可能是通过东亚季风和黑潮影响中国近海SST的年代际变化。