南亚海陆热力差异及其对热带季风区环流的影响

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了亚洲热带季风区海陆分布所造成的热力差异,以及空间非均匀加热对热带季风区环流特别是初夏过渡季节环流的影响.在大尺度环流背景下,次大陆地形对亚洲热带地区环流的影响主要表现在对低层环流的热力作用,其中感热加热对冬、春季环流的影响明显,对秋季环流的作用相对较小.中南半岛和印度半岛之间的热力差异及其对环流的影响受到青藏高原的调配作用.在初夏过渡季节,高原热力强迫作用于低纬低层环流,使低纬约90 (E以东出现南风加强、以西出现北风加强,从而增强了中南半岛上空的潜热加热,减弱了其低层的感热加热,印度半岛地区还加强了低层的感热加热.多尺度、各种性质的加热共同作用于低纬大气,形成了亚洲热带地区独有的环流特征.     

局地海陆热力对比对南海夏季风爆发影响的数值试验

使用P-σ区域气候模式，通过两组海温异常下的数值试验和2个理想试验来初步探讨南海与中南半岛局地海陆热力对比对南海夏季风爆发的影响。结果表明：冬春季南海海温增暖使南海高低空均呈现出有利于季风环流形成的形势，促进南海夏季风的爆发；冬春季南海海温变冷的作用则基本相反。南海地区局地海陆热力对比是南海夏季风爆发的可能原因之一，这种局地的海陆热力差异叠加在大尺度的海陆热力差异作用之上，对南海季风在南海地区突发性爆发特征的形成起了一定的促进作用。     

东亚冬季风异常的空间结构及与海陆热力差异的联系

对NCEP／NCAR再分析资料采用经验正交函数和奇异谱分析方法研究东亚冬季风异常的空间结构和时间变率，在进行相关分析的基础上用奇异值分解方法研究东亚冬季风异常与海陆热力差异的联系。分析结果表明：在东亚季风区内冬季风异常有明显的地理差异，根据经向风的气修平均图及均方差图上极值中心的位置、形态，确定三个区域。WM1、WM2、WM3区为东亚冬季风的三个子系统，分别位于南海、东海、日本海上。三个子系统强度的年际、年代际变率都不同。近40aWM3区冬季风呈减弱趋势，而WM1、WM2区冬季风没有明显的减弱趋势，不同地区海陆热力差异明显不同子系统的强度，WM1、WM2区冬季风与热带西太平洋海温相关紧密，WM3区冬季风与高纬度海陆热力差异相关密切。     

中南半岛与南海热力差异对南海季风爆发的影响

利用1958-1998年NCEP/NCAR再分析资料和1975-1998年OLR资料,分析了中南半岛与南海热力差异的季节和年际变化特征,以及这种热力差异对南海季风爆发的影响.结果表明,中南半岛与南海热力差异存在明显的季节变化,从第3候歼始,感热加热的作用使中南半岛地表温度高于南海并一直持续到第25候,之后,中南半岛与南海热力差异发生逆转,这种逆转是由于第22-23候出现在中南半岛的对流及降水造成中南半岛地表温度降低所致.进一步研究指出,中南半岛与南海热力差异的上述季节变化特征还表现出最著的年际差异,这种年际差异对南海季风的爆发有着重要影响.首先,上述热力差异的逆转是南海季风爆发的一个必要条件:1958-1998年,逆转时间均早于(或等于)南海季风爆发时间;其次,中南半岛地表温度高于南海的持续时间与南海季风爆发日期之间呈显著正相关,即中南半岛地表温度高于南海的时间越早、转为低于南海的时间越迟,则南海季风爆发越迟.     

西藏高原—赤道东太平洋热力差异等因子与陕西汛期旱涝的关系

叶笃正等认为:西藏高原夏季热源最强,在晚春至初夏,已达到450—500cal/cm~2·day。Nitta,T.~(〔2〕)得出了近似的结果。文献〔3〕指出:赤道东太平洋的海温较纬向平均要低几度。可见可以初步把西藏高原的热源和赤道东太平洋的热汇看成是沃克环流增强的敏感因素。 Fu Congbin等用赤道东太平洋6～9月海表温度和高原6～9月地表温度定义了海-陆振荡指数(SLO),即: 陕西大部分地区属高原季风降水体系~1);SLO和印度季风雨的年际相关系数达0.61,SLO可能也与陕西汛期降水的多寡有关;此外,陕西也受到西太平洋副高的影响。 我们分析了上年SLO和当年6月中旬副高脊线南北位置(G_N)与陕西汛期降水的关系;也分析了4月高原(25～35°N,75～90°E)500 hPa高度距平累计值(ΔH_4)、4月     

亚洲季风区海陆热力变化的观测分析及模拟评估

利用观测资料分析了亚洲季风区夏季海陆热力差异的变化特征。在此基础上,采用国际耦合模式比较计划第五阶段(Coupled Model Intercomparison Program 5,CMIP5)20个模式的输出结果,对其进行了模拟评估。结果表明,亚洲季风区夏季陆地上空温度呈下降趋势,海洋上空呈升高趋势,海陆热力差呈减弱趋势。虽然模式模拟的海陆热力差也呈减弱趋势,但陆地和海洋上空温度均呈上升趋势。模式对陆地上空温度趋势模拟较差的原因是对青藏高原上空的温度模拟偏低。进一步分析表明,对海陆热力差异模拟相对较好的模式对亚洲季风系统模拟较好,而较差的模式对亚洲季风系统模拟也较差。     

东亚夏季海陆热力对比对全球变暖的响应

利用耦合模式比较20世纪气候模拟试验和21世纪SRES(Special Report on Emissions Scenarios)A1B情景气候预估试验结果,探讨了东亚区域海陆热力对比对全球变暖的响应。首先通过超级集合方法,重建了20世纪40a(1960—1999年)和预估了21世纪40 a(2020—2059年)东亚地区的海陆热力对比;在此基础上,分析了东亚夏季海陆热力对比的过去40 a的变化特征及其未来的可能变化趋势。结果表明,超级集合的方法能够有效地降低单个模式存在的不确定性,其结果优于多模式的算术平均结果。利用超级集合方法能够很好地再现1960—1999年间海陆热力差指数的变化特征,并且有效地降低与再分析资料的均方根误差。进一步分析发现,陆面温度在全球变暖背景下变化较明显,尤其在华南地区存在显著增温;而东亚大陆季风区,存在明显的降温趋势。利用超级集合方法预估未来海陆热力对比的结果表明,在2040年前存在较强的海陆热力差,而2050后海陆热力对比有减弱趋势。     

青藏高原对邻近地区天气系统影响的数值模拟研究

利用ＬＡＳＧη坐标有限区域数值预报模式,模拟了１９９８年４月２８日和８月９日四川盆地的两次暴雨过程中高原地形高度变化对５００ｈＰａ和２００ｈＰａ高度场、温度场和流场的影响。模拟结果表明：（１）高原地形高度的降低使本地的大尺度系统进一步加强,中小尺度的天气系统进一步加强,中小尺度的天气系统减弱或消失;（２）高夺地形高度降低,本地温度升高,盆地的温度下降,而且春季的影响比夏季大得多;（３）高原地形对流     

海陆对比和地形分布对气候影响的数值模拟

本文利用ｐ－σ混合座标系球带模式，模拟了海陆对比和地形分布对气候特征的影响。文中首先讨论了模式模拟场的统计特征，表明模式的性能稳定，在相同的海陆对比和地形分布时，７个月平均气候态彼此接近，其方差比初始场的还要小。然后，着重讨论了气候模拟场中海陆对比和地形分布的作用，指出海陆对比和地形分布主要通过热力作用影响大气，并且前者比后者对大尺度气候模拟场的影响更大。     

日照沿海海陆风的气候特点及其对天气的影响

使用近海海温资料和莒县站、日照站气象资料,用对比分析的方法分析了日照地区沿海海陆风的气候特征及对当地天气的影响。发现海陆风明显的季节变化和日变化对当地气温、降水、湿度及天空状况等气象要素的空间和时间分布影响显著。海风强盛季节的午后和陆风强盛季节的早上,沿海的温度梯度常具有海风锋和海岸锋的特征,使沿海地区低云和雷暴天气明显增多,降水分布具有明显的海陆风和地形影响特征。     

辽东半岛西岸海陆风及热内边界层的观测研究

应用１９９３年在辽东半岛西岸进行的现场观测试验资料，对该地出现海陆风及热内边界层进行了分析研究，得到了该地海陆风在各个月份出现的频率、海风起止时间、海风伸向内陆的距离等，同时还得到了热内边界层的高度随离海岸距离改变的规律。     

东西向海岸线对局地性降水的作用

利用中尺度地面观测资料，以广东省阳江—电白之间沿岸近似东西向的海岸线为例分析了东西向海岸线对局地性降水的作用。结果发现：夏季，在梯度风较弱的背景下，这一带沿海的海陆风环流非常显著，在海忙风环流更替的后半夜—早晨和午后—傍晚期间，海风锋随着更替的局地性环流移经上述两地区沿岸，在其它条件的配合下可造成局地性降水天气。     

黄渤海一次持续性海雾过程形变特征及其成因分析

2016年3月3—5日,渤海和黄海大部出现了一次大范围持续性的海上大雾天气过程。本文从卫星遥感监测上分析海雾在生成、发展和消亡三个阶段的形态演变特征。从海洋气象条件上分析了山东半岛东南近海没有海雾和海雾形态演变的原因。结果表明:(1)在海雾形成初期,在山东半岛东南海域有弱气旋性弯曲,大气层结不稳定,地面形势受低压影响,虽受偏南风控制,但湿度小,无水汽辐合,因此在山东半岛东南近海没有雾。(2)海雾的形成与低层的偏南暖湿气流有关,而这个偏南暖湿气流来源于西北太平洋,雾区对应着水汽辐合区,海气温差为0～1℃的区域与雾区吻合,在海雾发展成熟期,雾顶长波辐射导致雾体降温,出现气温低于海温的现象。(3)925～1000 hPa垂直风切变有利于海雾在逆温层内维持和垂直高度上的发展,形成有一定厚度的海雾。     

黄渤海一次持续性大雾过程的边界层特征及生消机理分析

利用常规气象观测资料、NCEP的FNL客观再分析资料和L波段雷达探测资料以及采用国家卫星气象中心多通道气象卫星监测数据和定性分析海雾的方法来处理卫星监测的海雾信息,探讨了2010年2月22—25日黄渤海大雾过程的边界层海气要素的特征、大雾成因及生消机理,结果表明:(1)这次大雾是产生在欧亚中高纬平直环流、大气层结稳定的气象条件下。南支槽前的西南气流与副热带高压西北侧及沿海高压脊后部的偏南气流汇合,形成一支跨越中低纬的偏南气流为海雾形成提供有利的水汽条件。(2)大雾的生消与海表温度、气海温差、空气稳定度和风场等气象、水文要素有密切关系;大雾期间,黄渤海气海温差在0~2℃;大气边界层至对流层下部均有逆温层和等温层,逆温层内的温差为6~8℃,垂直温度的变化是上层温度随时间增大高于低层,使逆温层加强并不断抬升,抑制空气垂直对流发展。近地层空气湿度较大,在200 m附近出现一个液态水含量达0.6 g·kg~(-1)大值区;850 hPa以下层均由2~4 m·s~(-1)的东北风随高度顺转成6~8 m·s~(-1)的西南风,为大雾形成和持续发展提供了有利条件。(3)大雾的湍流最大发展高度达到240 m,湍流混合作用可将中上层湿区水汽和雾滴带到近海面层,同时也有利于空气的降温,易达到饱和凝结而形成大雾。中低层持续弱暖平流把暖湿气流输送至冷海面上有利于近海面逆温层的建立和维持,海面辐射冷却作用激发平流形成大雾。     

Relationships Between Anomalies of Land-Sea Thermal Contrast in North Africa and Summer Flood and Drought Across the Jianghuai Region of China

The flood and drought across the Yangtze and Huaihe River(Jianghuai)areas are frequent in summer,especially in June and July.Therefore,predicting the summer flood and drought in the Jianghuai region is always one of the key topics concerned by meteorologists in China.Previous studies focused more on the skin temperature anomalies in a local area,and paid less attention to the connections between the anomalies of land-sea thermal contrast in remote continents and the summer flood and drought in Jianghuai areas of China.By using the US NCEP/NCAR monthly mean reanalysis data and the rainfall data at 743 stations in China,based on the interdecadal variation characteristics of the flood and drought index(FDI)during 51 yr(1954-2004)in the Jianghuai region of China in summer,the North African areas have been selected as the key regions for the correlation analysis.The results show that the surface temperature anomalies in the key regions have good continuity in winter,and the winter North Atlantic Oscillation(NAO)is perhaps one of the important factors that bring about the continuity of the anomalies.By a singular value decomposition(SVD)analysis between the skin temperature in the previous winter in North Africa and the summer rainfall in the Jianghuai region,it is found that when the North African continent is colder(warmer)and its northwestern sea is warmer(colder),the rainfall increases(decreases)in the Jianghuai region in summer generally.Further analysis finds that the anomaly of the surface temperature contrast between sea and land in North Africa has a good indication for the summer flood and drought in the Jianghuai areas of China.Therefore,a sea and land thermal contrast index(SLTCI)is defined to reflect the intensity of the large-scale land-sea thermal contrast.A positive correlation between the SLTCI in North Africa and the summer FDI in Jianghuai areas is identified,and it can well indicate the extreme flood and drought situations in the Jianghuai region of China.     

海风锋在渤海西岸局地暴雨过程中的作用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达观测资料及中尺度TJ-WRF模式输出资料,对2009年7月6日天津宁河地区出现的暴雨天气过程进行了分析,重点分析了渤海湾海风锋对沿岸局地暴雨的触发机理。结果表明：此次局地暴雨过程是在有利天气背景条件下发生的,暴雨发生地存在局地层结不稳定和较好的水汽条件。海风锋本身有一辐合抬升区,区域内有弱对流存在;当海风锋移到局地存在层结不稳定且水汽充足的区域,其抬升区的辐合上升运动迅速加强,从而触发该地区雷暴的新生发展;海风锋与迎面移来的雷暴相遇,会对雷暴的加速发展起到加强作用。利用中尺度WRF模式输出资料进行分析看到,两条辐合线相交处易激发出强雷暴,雷暴出现在近地层大气暖干区的北端、湿空气的交汇处;海风锋对雷暴的新生发展有明显的触发抬升作用。     

冬季亚洲大陆的热力差异对亚洲季风活动的影响

亚洲冬季地面的热力状况与冬季风活动有关, 对后期的天气气候变化也有重要的作用.作者用EOF方法分析了亚洲冬季地面气温的时空特征, 发现第二模态表明东北亚和南亚地区的地面气温有反相变化的特征并具有明显的年代际变化.进一步研究发现, 这种南亚-东北亚的热力差特征与亚洲夏季风强弱有非常好的对应关系, 籍此定义了一个大陆冬季南亚-东北亚热力差指数.分析表明热力差指数有非常明显的年代际变化, 根据这一特征, 进一步研究了夏季北半球大尺度环流和中国气候的年代际变化, 发现其年代际变化对前冬亚洲大陆热力差指数的年代际特     

黄渤海海雾数值预报系统及检验方法研究

基于PSU／NcAR的WRF模式2．2版本,优选模式微物理过程和边界层方案,开发了海雾诊断程序,并将该诊断程序耦合到WRF模式中,建立了黄渤海海雾数值预报系统,对2007年6月30至8月1日多个海雾过程进行了连续业务预报试验。结合常规沿海站点和卫星监测资料的特点研究设计了能见度数值预报多种检验方法。结果表明：海雾数值预报系统可较准确地诊断（预报）海上能见度,特别是对大雾预报有较好的指导作用,具有一定的应用价值。检验方法的设计是目前海洋气象观测资料匮乏的有益尝试,能有效地控制数值预报产品的质量。     

渤海湾风暴潮天气系统及风场结构个例分析

利用常规资料、中尺度模式(MM5)模拟结果和自动站资料分析了2003年10月11日渤海湾风暴潮的天气系统及风场结构特征。分析表明，强冷空气从偏东路径南下与强盛的暖湿急流及地面倒槽的共同作用，形成持续强东北大风是引发渤海风暴潮的主要强迫动力，风应力海水向岸输送(增水)范围约100km持续时间10～12h，风应力增水作用与天文大潮相叠加直接导致风暴潮的发生。1985年以来渤海湾成灾风暴潮发生的几率明显增加。