西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化及预测

利用1950-2009年60 a的热带气旋资料、NOAA海温、NCEP再分析资料及74项环流指数等资料,研究了西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化特征,结果表明,西北太平洋热带气旋生成频数既有显著的年际变化,同时也存在明显的年代际变化。自1950年以来,西北太平洋热带气旋频数经历了一个先增加再减少的过程,其中转折点在20世纪70年代中后期,与之相对应,热带气旋路径频数也呈现明显年代际变化。在此基础上,通过分析前期春季海温场、大气环流异常及环流指数与夏季(6-10月)热带气旋生成频数的相关关系,选取了影响夏季西北太平洋热带气旋活动频数的预测因子,建立了一个夏季西北太平洋热带气旋生成频数的多元回归预测模型。检验结果表明,该模型能较好地拟合1951-2003年夏季西北太平洋热带气旋生成频数的年际变化,拟合率为0.6。对2004-2009年夏季热带气旋生成频数的独立样本预测试验表明,该模型对夏季西北太平洋热带气旋活动频数具有较好的预测能力,可以为热带气旋业务预报提供一定参考。     

华北汛期降水多因子相似订正方案与预报试验

本文基于动力—相似预报的基本原理, 在已初步建立的华北汛期降水模式的动态最优多因子组合相似订正方案工作基础上, 研究前期关键因子之间的相互配置对夏季降水的影响, 挑选关键的大气环流预报因子。根据预报年前期气候因子的异常状况, 通过EOF压缩自由度进行相似年选取, 进一步构建了基于前期异常信号的汛期降水相似订正预报方案。研究发现, 预报年前期大气环流中异常因子个数的偏多或偏少与该年华北降水的多寡呈现较好的对应关系, 并以异常因子的个数状况作为判断该年是否为异常年的标准, 将异常多因子方案与动态最优多因子方案相结合, 建立模式误差相似订正的多因子综合预报方案。通过诊断分析发现, 该方案对降水异常年有着较好的针对性。2003～2009年7年的独立样本回报结果表明: 该方法进一步提高了模式对华北汛期降水的预报能力, 将华北汛期降水预报的距平相关系数 (ACC) 平均分从系统订正结果的0.38提高至0.61, 具有良好的业务应用前景。     

陕西省春季异常多(少)雨的环流信号研究

利用1961—2012年陕西省春季(3—5月)月降水量,选取14个代表站,将各月降水量排序,按百分位选取测站异常多(少)雨的月份;选取至少3站及以上能反映区域性降水异常的样本,作为陕西省春季月降水异常的样本,分析表明这些异常降水样本能够代表陕西春季各月多(少)雨月份。利用NCEP再分析资料,分析异常多(少)雨月份的同期环流信号,发现陕西春季异常多(少)雨月份的系统配置相反。在异常多雨年,25°N~50°N、70°E~135°E的广泛区域距平场出现东高西低的环流特征;在异常少雨年,该区域距平场呈现西高东低的环流特征。根据上述特征,建立陕西省春季异常多(少)雨月的环流预报模型,分析了该模型的物理意义。由于模型为同期环流模型,分析了气候预测业务中异常多(少)雨月份的预报着眼点。并以2013年3月、5月为例,说明该研究可以用于预测业务。     

湖南春季低温冷害预报系统的建立和应用

本文针对湖南春季低温冷害具有多发性的事实，为提高短期气候预测准确率，在分析其影响成因的基础上．从大气环流变化、前期秋冬季天气气候特征、太阳黑子变化特征等方面选取预报因子，进行优化组合，建立了预报因子库和预报规则库。统计分析了赤道东太平洋海温异常、冬季青藏高原积雪异常对春季低温冷害的影响。预报系统用数据库软件Access2000编制。经过对近40 a的历史回报及2001～2003年的试报，结果表明使用效果较好。     

广西早春旱预报的全部可能回归模型方法

研究了广西春旱天气的前期大气环流及要素场的异常特征发现,冬季５００ｈＰａ高度场,月平均降水、温度,冬季海温、极涡强度指数,亚欧续向环流等与广西早春旱关系密切。用建立的广西早基旱预报模型对１９９８年春季降水进行了试报。     

海南地温变化与热带气旋影响频数关系

通过对海南省海口站各层地温和影响海南的热带气旋（TC）频数的相关及周期分析,发现月、季各层地温与影响海南的TC年频数均存在负相关性,而3.2 m深层地温与TC影响年频数的负相关性最为显著,此外,利用Morlet小波分析还发现两者存在相似的振荡周期.研究表明,利用深层地温作为预报因子,建立回归方程,对影响海南的TC年频数进行预报,具有较好的效果.     

华东地区热带气旋汛频数异常时的环流分析

该文是为应用统计释用预报方法对影响华东地区的热带气旋（ATC）汛频数预报所做的前期研究工作。研究发现:（1）影响华东地区的热带气旋汛频数的局地性异常变化是汛平均环流半球性调整的结果;（2）汛平均环流中的大气长波既反映了月平均环流的特征又和汛频数的变化存在着较好的关系,特别在异常年,其天气系统和相关地区也比较稳定;（3） 利用影响华东地区的热带气旋汛频数和环流变化的关系建立了汛频数的统计预报方程。在短期气候数值形势预报准确的基础上,应用统计释用预报方法所得的准确率为70%左右,若能预报出汛平均环流的异常变化,则可确定ATC汛频数的特多年或特少年。     

利用海气耦合模式预测的大尺度环流进行热带气旋年频数的预测试验

基于对热带气旋生成频数和大尺度环流相关关系的分析,利用SINTEX-F海气耦合模式预测的大尺度大气环流信息,通过提取模式预测较好与热带气旋生成密切相关的有用信息,建立了一个基于动力模式预测结果的南海和西太平洋热带气旋年频数预测模型,并对1982—2010年的热带气旋生成频数进行预测试验与检验。SINTEX-F海气耦合模式能够较好预测部分与热带气旋生成密切相关的大尺度环流特征,其中包括热带气旋活动区域的海平面气压、对流层风垂直切变、850 hPa热带辐合带和850 hPa 90 °E附近的越赤道气流。利用这些大尺度环流建立的预测因子与热带气旋生成频数有很好的相关关系,利用这些预测因子建立的多元回归预测模型对热带气旋频数的拟合率为0.8(相关系数,超过99.9%的信度检验)。预测模型的交叉检验结果表明模型整体预测效果较好。交叉检验预测结果与实况热带气旋频数的相关为0.71(超过了99.9%的信度检验),距平同号率为82.8%。但模型对热带气旋异常年的预测误差较大。      

中国东部夏季降水与东亚垂直环流结构及其预测试验

本文在分析中国东部夏季降水的时空分布特征基础上, 从东亚高、中、低层大尺度环流异常着手, 选取对中国东部夏季降水异常有显著影响的大气环流预报因子, 分别应用逐步回归和最优子集回归法两种统计降尺度方法, 以动力气候模式CAM3.1预报输出的大气环流预报因子为基础, 以中国东部夏季降水的典型空间分布型为预报对象, 建立动力与统计相结合的中国东部夏季降水预测模型, 并对1981～2000年的中国东部夏季降水进行回报试验。结果表明: 中国东部夏季降水具有4类典型的空间分布型式, 且具有显著的准2年和年代际尺度振荡周期; 东亚高、中、低层大气环流异常的特定配置, 对东部夏季降水的空间分布型有显著影响; 使用两种降尺度方案建立的动力与统计相结合的预测模型对中国东部夏季降水异常具有一定的预报技巧, 可以在一定程度上提高动力模式对中国东部夏季降水的预报效果。     

赤道中东太平洋表层水温异常与热带气旋活动的统计关系

利用1950-2005年西北太平洋热带气旋(TC)和赤道中东太平洋表层水温(SST)资料,统计分析了赤道中东太平洋表层水温异常与TC频数、强度、源地和路径等的关系.结果表明,赤道中东太平洋暖异常年:(1)TC发生频数偏少,较常年平均偏少2～3个,但强度偏强,强台风和超强台风发生数偏多,较常年平均偏多1个左右,且随着暖异常强度的增强,TC发生频数偏少,强度增强愈加明显;(2)TC生成位置偏东偏南,145°E以东海区TC生成频数较冷异常年和La Nina年增加明显;(3)TC路径偏东,转向路径出现频次增加,西向路径出现频次减少,从而导致日本东部海区TC通过频数增加,而我国南海和华东沿海TC通过频数减少;(4)在我国登陆的TC频数偏少,较常年平均偏少1～2个.赤道中东太平洋冷异常年,情况基本与上相反.上述影响主要是由于赤道中东太平洋SST异常导致大气环流发生异常造成的.     

全球变暖背景下西北太平洋冬季热带气旋的活动

Using tropical cyclone （TC） observations over a 58-yr period （1949-2006） from the China Meteorological Administration, the 40-year ECMWF Reanalysis （ERA-40）, NCEP-NCAR reanalysis, and the Hadley Centre sea ice and sea surface temperature （HadISST） datasets, the authors have examined the behaviors of tropical cyclones （TCs） in the western north Pacific （WNP） in boreal winter （November-December-January-February）. The results demonstrate that the occurrences of wintertime TCs, including super typhoons, have decreased over the 58 years. More TCs are found to move westward than northeastward, and the annual total number of parabolic-track-type TCs is found to be decreasing. It is shown that negative sea surface temperature anomalies （SSTAs） related to La Nifia events in the equatorial central Pacific facilitate more TC genesis in the WNP region. Large-scale anomalous cyclonic circulations in the tropical WNP in the lower troposphere are observed to be favorable for cyclogenesis in this area. On the contrary, the positive SSTAs and anomalous anticyclonic circulations that related to E1 Nifio events responsible for fewer TC genesis. Under the background of global warming, the western Pacific subtropical high tends to intensify and to expand more westward in the WNP, and the SSTAs display an increasing trend in the equatorial eastern-central Pacific. These climate trends of both atmospheric circulation and SSTAs affect wintertime TCs, inducing fewer TC occurrences and causing more TCs to move westward.     

1891—1990年期间北半球大气环流和中国气候的变化

根据1891–1990年北半球大气环流型W、C、E年频数以及全国平均年温、北京和上海的年温的时间序列，计算分析了它们各自的主值函数、功率谱和凝聚谱，得到了环流和温度的百年长期趋势、周期谱图和它们之间的凝聚关系，并用距平累加曲线法，相邻两阶段的信噪比法，揭示了环流和温度在近百年变化过程中的转折和突变。最后，用Mann-Kendall法对它们作了检验。讨论了环流异常与气候异常的关联性，并给予一定的解释。     

Simulated impacts of two types of ENSO events on tropical cyclone activity in the western North Pacific: large-scale atmospheric response

The present paper uses an atmospheric general circulation model to explore large-scale atmospheric response to various El Niño-Southern Oscillation events associated with tropical cyclone (TC) activity in the western North Pacific. The simulated response is basically consistent with and confirms the observed results. For eastern Pacific warm (EPW) event, anomalously wet ascent occurs over the tropical central/eastern Pacific and dry descent is over the western Pacific. This Walker circulation is associated with anomalous low-level convergence, reduced vertical wind shear (VWS), and enhanced genesis potential index (GPI) in the southeast sub-region. These are consistent with the observed increase of the TC formation in the southeast sub-region but decrease in the northwest sub-region during July–September (JAS) and the increase in the southwest and northwest sub-regions during October–December (OND). In addition, the strong westerly anomalies of the TC steering flow prevail in the East Asian coast, suppressing the TC northwestward or westward tracks. For eastern Pacific cold (EPC) event, all of the simulated variables show almost a mirror image of EPW. For central Pacific warm event, the anomalous Walker circulation shifts westward because of the westward shift of the maximum SST anomaly forcing. The anomalous subsidence associated with the western branch of the Walker circulation during OND shifts northward to the South China Seas, resulting in a decrease of the TC genesis there. The TC steering flow patterns during JAS are favorable for TCs to make landfall over Japan and Korea. Compared with EPC, the descending motion in the central/eastern Pacific is much stronger for central Pacific cold (CPC) event, accompanied by more enhanced VWS and reduced GPI in the southeast sub-region. Therefore, CPC provides a more adverse environment to the TC formation there during JAS and OND, consistent with the observed decrease of TC formation there. Moreover, the easterly anomalies of the TC steering flow dominate the tropics during JAS, enhancing TC activity in the east coast of China. Additionally, the convection over the western Pacific moves to the South China Sea during OND, favoring the TC genesis there.     

夏季亚洲-太平洋涛动与中国近海热带气旋活动的关系

采用联合台风警报中心的台风最伟路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了夏季亚洲-太平洋涛动(Asian-Pacif-ic Oscillation,简称APO)与东亚近海-西北太平洋大气环流的关系,并进一步探讨了APO与中国近海热带气旋(tropical cy-clone,简称TC)活动的关系.研究表明:(1)夏季APO强弱与同期西北太平洋及中国东部近海TC活动存在密切关系,即在APO强(弱)年,西北太平洋TC活动偏西(东)和偏北(南),中国东部近海TC明显增多(减少);(2)当APO偏强(弱)时,中国东部近海大气环流有(不)利于TC的维持和发展,表现为低层存在异常气旋性(反气旋性)环流,对流层高低层纬向风垂直切变减小(增大),且对流加强(减弱);(3)APO强弱也影响着TC引导气流的方向:在APO强(弱)年,西北太平洋副热带高压(以下简称副高)偏北和偏东(偏南和偏西),副高南侧偏东气流减弱(加强),有利于TC的向西北行或在偏北(南)纬度西行,进入中国东部近海的TC增多(减少);(4)APO强弱也影响着南海-热带西太平洋TC源地上空的大气环流,在APO强(弱)年,南海-热带西太平洋季风槽偏北、偏西(偏南、偏东),热带西太平洋TC活动偏北和偏西(偏南和偏东),有利于进入中国东部近海TC的增多(减少).     

THE ABRUPT CHANGE OF TROPICAL CYCLONE NUMBER OVER THE WESTERN NORTH PACIFIC IN THE MID-1990s

Based on the CMA tropical cyclone(TC) best track data as well as the reanalysis datasets from the NCEP/NCAR and NOAA, the variation characteristics of TC number from 1949 to 2013 over the western North Pacific(including the South China Sea) are examined. Notably, the time series of TC number exhibits a significant abrupt change from more to less around 1995. Comparative analysis indicates that the environmental factors necessary to TC formation also change significantly around the mid-1990 s. After 1995, accompanying with anomalous warm sea surface temperature(SST) in western equatorial Pacific, a La Nia-like pattern in tropical Pacific appears obviously. However,compared with the period before 1995, the vertical upward movement decreases, vertical shear of tropospheric zonal wind increases, and sea level pressure(SLP) rises, all of which are unfavorable to TC formation and work together to make TC number reduce markedly after 1995. Furthermore, when the typical interannual more and less TCs years are selected in the two separate stages before and after 1995, the relative importance of oceanic and atmospheric environments in interannual TC generation is also investigated respectively. The results imply that the SST over the tropical Pacific exerts relatively important influence on TC formation before 1995 whereas the atmospheric circulation plays a more prominent role in the generation of TC after 1995.     

1998和1999年西北太平洋热带气旋的异常特征及其大尺度条件

应用联合台风警报中心 (JTWC)的资料 ,研究了 1998和 1999年西北太平洋 (WNP)热带气旋 (TC)的活动 ,发现这两年具有较为相似的异常特征 :台风个数明显偏少 ,台风的生成源地显著偏西。对导致这种异常的大尺度条件场的分析表明 ,1998和 1999年的台风季季风槽、垂直风切变、海平面气压等因子的分布都不利于台风在WNP东部海域的生成 ,因此是导致这两年台风偏少和生成源地异常偏西的重要原因。其中 ,季风槽的异常偏西及在盛夏的异常偏北对TC的异常活动产生了主要影响。对低纬大气环流异常的进一步分析表明 ,WNP地区的环流异常是导致季风槽和垂直风切变场异常的主要原因 ,而 1999年异常环流的出现可能是由于低纬大气对印尼附近异常热源强迫的响应所致。由于该热源的存在 ,在其东侧 (WNP地区 )激发出东传的Kelvin波 ,而相应的异常风场则表现为低层盛行异常东风 ,而高层盛行异常西风 ,因此造成了WNP东部和西部海域垂直切变场的近乎相反的变化。同时 ,由于低层异常强的东风不利于季风西风的向东延伸 ,从而使季风槽明显偏西 ,未到达菲律宾以东的热带气旋频发区的位置。     

海表温度差异对1998及2016年8月西北太平洋热带气旋生成频数的影响

基于1970—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和ECHAM4模式,研究了各海盆海表温度异常（SSTA）对1998和2016年这两个超级厄尔尼诺衰减年8月西北太平洋热带气旋（TC）生成及大尺度环流变化的可能影响。结果表明,热带印度洋和大西洋在1998与2016年几乎相反的SSTA型态是导致TC生成频数显著差异的主要原因之一,而热带和北太平洋SSTA在1998与2016年均分别在珠江三角洲和日本以南形成气旋性环流。1998年8月热带印度洋和大西洋SSTA产生的西北太平洋反气旋环流响应强于太平洋SSTA产生的气旋性环流异常,使西北太平洋受异常反气旋控制,减少TC的生成。2016年在三个大洋SSTA共同作用下,西北太平洋受异常气旋控制导致TC生成频数偏多。太平洋经向SSTA模在北半球副热带强迫出东西反向的跷跷板形势,在西北太平洋对流层产生的响应与实际变化相反,因此太平洋经向模对西北太平洋TC生成没有正的贡献。     

Contribution of tropical cyclones to abnormal sea surface temperature warming in the Yellow Sea in December 2004

Unusual sea surface temperature (SST) warming occurred over the Yellow Sea (YS) in December 2004. To identify the causes of the abnormal SST warming, we conducted an analysis on atmospheric circulation anomalies induced by tropical cyclones (TCs) and their impacts on upper ocean characteristics using multiple datasets. With the analysis of various datasets, we explored a new aspect of the relationship between TC activity and SST. The results show that there is a significant link between TC activity over the Northwest Pacific (NWP) and SST in the YS. The integrated effect of consecutive TCs activity induces a large-scale atmospheric cyclonic circulation anomaly over the NWP and consequently anomalous easterly winds over the YS and East China Sea. The mechanism of the unusually warm SST in the YS can be explained by considering TCs acting as an important source of Ekman heat transport that results in substantial intrusion of relatively warm surface water into the YS interior. Furthermore, TC-related circulation anomalies contribute to the retention of the resulting warm SST anomalies in the entire YS.     

2011年8月气候异常及成因分析

在总结2011年8月我国气候异常与大气环流特征的基础上,针对西南干旱和热带气旋活动偏少两大气候异常事件的成因进行了分析。结果表明：高度场偏高、西太平洋副热带高压偏强、夏季风偏弱和水汽条件较差等大气环流异常是导致高温干旱的主要原因;中部型拉尼娜事件的滞后影响和印度洋偏暖的影响是西南干旱的重要外强迫条件。南海对流活动偏弱,菲律宾以东季风槽位置偏北,热带气旋活动区域垂直风切偏大,西北太平洋副热带高压偏强等因素导致热带气旋活动偏少。     

青藏高原积雪异常与大气环流异常间关系分析

在参考前人对青藏高原积雪异常年的划分成果的基础上,初步确定出1957—2003年的典型积雪异常年。采用NCEP提供的全球144×73个格点1957—2003年前一年12月至当年5月100 hPa和500 hPa的月平均高度场资料,分析了青藏高原积雪异常与大气环流异常的相互关系,提出了大气环流异常影响青藏高原积雪异常可能的天气气候成因机制;应用三因子最优子集二级判别,建立了判别青藏高原积雪多雪年/少雪年的判别方程,作为客观、定量判断高原积雪异常的指标;结合初步确定的典型青藏高原积雪异常年,用得到的最优判别方程进行划分,并经反复论证后,确定出1957—2003年青藏高原积雪正常略多年和正常略少年。