2016年我国梅雨异常特征及成因分析

利用国家气候中心梅雨监测资料和NCEP再分析资料,对2016年我国梅雨异常特征及其大尺度环流成因进行了分析。结果表明:（1）2016年我国梅雨有明显的区域特征,其中江南区入梅偏早14天,与1995年并列成为1951年以来入梅最早的年份,出梅偏晚11天,梅雨期（量）偏长（多）,但梅雨期日平均降水量偏少;长江区入梅和出梅均偏晚,梅雨期接近常年,但梅雨量偏多一倍以上,梅雨量和梅雨期日平均降水量分别为1951年以来历史同期第三和第二高值;江淮区入梅、出梅及梅雨期接近常年,但梅雨量偏多。（2）对流层高、中、低层环流系统冬夏季节性调整和转变显著提前的共同作用,导致了2016年江南区入梅显著偏早;东亚副热带西风急流、西太平洋副热带高压（副高）和东亚夏季风涌在7月中旬阶段性地南落导致了江南区和长江区出梅偏晚。（3）受到前冬超强厄尔尼诺衰减和春、夏季热带印度洋全区一致海温模态偏暖的影响,梅雨期副高异常偏强,副高西南侧转向的水汽输送异常偏强,并在长江区和江淮区与北方弱冷空气辐合,造成梅雨量异常偏多。     

副热带高压自身变化周期和形态结构对入梅的影响

针对2010年江淮入梅预报出现偏差情况,利用2008、2010、2011年降水实况资料和6-7月NCEP再分析资料,分析了预报出现偏差的原因,讨论了副热带高压水平移动和垂直结构对降水落区的影响,分析了局地入梅的预报方法和参考指标.研究发现:副热带高压(以下简称“副高”)和南亚高压的自身双周振荡规律在预报中不可忽略,在对大尺度系统和较长时间系统的变化判断时,高层系统的预报可信度可能更高.另外,在对梅雨预报时,副高垂直结构的变化对降水落区有一定影响,当500 hPa副高脊线越过20°N,副高脊线自上而下向南倾斜时,底层脊线在20°N以南,不利于江淮地区降水发生.副高上下结构垂直度较大时,利于降水落区北移.副高西脊点自高空到低空呈自西向东倾斜,500 hPa西脊点偏西也不利于江淮梅雨期的开始.     

基于新监测指标的江南入梅早晚的气候特征及影响系统分析

利用中国气象局2014年发布的《梅雨监测业务规定》中的入梅日期资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA海温资料等,重点研究了1951—2015年江南入梅早、晚的气候特征,及其与同期(5—6月)大气环流及前期海表温度变化的关系。结果表明,近65年来江南入梅日具有显著的年际变化特征,入梅平均日期为6月8日,最早和最晚相差47 d。入梅日主要出现在6月,占80.0%。江南入梅偏早和偏晚年,对流层高层至低层的同期大尺度环流存在明显的差异。入梅偏早年,高层南亚高压和东亚副热带西风急流(西风急流)的建立较早,强度较强,南亚高压北移到青藏高原上空亦偏早,西风急流北跳偏早; 中层中高纬度经向环流较强,而西北太平洋副热带高压(副高)第1次北跳偏早; 低层索马里越赤道气流建立较早,强度较强,西太平洋为反气旋式距平环流; 入梅偏晚年上述环流系统演变特征则基本相反。冬、春季海表温度的异常是影响入梅早、晚的重要的外部强迫因子,也是重要的前期预测信号:当冬季东太平洋海表温度为负距平、澳大利亚东部海表温度偶极子为正位相及春季北大西洋三极子处于正位相时,江南入梅偏早; 上一年12月澳大利亚东侧海表温度偶极子和当年3月北大西洋三极子与江南入梅早、晚关系最为密切,当12月澳大利亚东部海表温度偶极子为正位相时,副高第1次北跳偏早,当3月北大西洋三极子为正位相时,6月西风急流偏强、偏北,有利于江南入梅偏早。      

强台风“尤特”登陆前后移动路径和强度变化特征分析

利用美国NCEP/NCAR再分析资料和雷达拼图资料等对2013年8月13—19日1311号强台风"尤特"登陆前后的移动特征和结构强度变化进行了诊断,初步分析了"尤特"登陆后准静止维持的成因,主要结论如下:(1)"尤特"登陆后低压环流在华南持续较长时间,且15—17日环流中心稳定少动。(2)副高在"尤特"北侧形成高压坝,并从"尤特"东侧向低纬扩展,"尤特"被高压环流包围可能是其稳定少动的原因之一;此阶段环境引导气流明显减弱,也使"尤特"移动缓慢。(3)环境垂直风切变在登陆后迅速变小,对"尤特"低压环流的维持有积极作用。(4)"尤特"登陆后仍与水汽通道紧密相连,充沛的水汽利于环流中对流系统的发生发展。水汽通量和水汽通量辐合中心的分布,影响"尤特"环流中对流的分布。(5)在准静止维持阶段,涡动动能的增加利于"尤特"环流的维持,其增加主要是由于动能制造项的增强,并且高层水平通量辐合作用的增强以及区域平均动能向涡动动能的转化也都为其提供动能。     

一个"移径北翘台风"的环流及结构特征

0307号台风“伊布都”进入南海后一度西北偏西方向移动,但登陆前12h,移向突然折向西北,特别是登陆前3h移径明显北翘,直向偏北方向移动。通过分析大气环流形势、卫星云图以及雷达探测资料,发现副高轴“东落西抬”、副高减弱以及台风“9”字型螺旋结构改变均对台风的北翘有很好的指示作用。另外,副高控制下的“晴空区”有零星对流云发生,也对副高的减弱有很好的预示作用。     

引潮力对副高的影响及在入梅期中的作用

分析了长江中下游入梅期后西太平洋副高的演变，发现，无论是入梅副高形势的建立，还是入梅后副高的稳定发展，都与引潮力有密切关系，并归纳得到预示长江中下游入梅的天文判据。     

划定梅雨期应以环流的季节调整为主

从天气学观点来看,梅雨是东亚大气环流季节性调整的产物。所以划定历年梅雨期应着重以环流的转折、调整为主要依据。 在分析环流调整时,应以暖湿气流的稳定北上——西太平洋副高脊线(120°E)的北移位置(包括588线和-80℃线到达的纬度)为主,西风带环流的调整为辅。在确定了环流形势调整日后,再结合大范围降水现象和温湿特征,具体确定入梅期。从这一基本观点出发,我们对划定入梅期提出以下几点讨论意见。     

北上台风对黑龙江省气候背景的影响

本文对产生于海上台风(热带气旋)北上影响黑龙江省的个例,通过统计分析方法对其移动路径、大气环流背景、西太平洋副热带高压进行分析总结。得出能够北上影响到黑龙江省的台风移动路径受到副高体的控制北上,绝大多数的必经之路是勃海湾到朝鲜半岛。不同的月份,由于副高体位置及强度不同,移动路径也不同,得出7月路径比8月路径总体略偏西。7月影响台风直接北上居多,8月影响台风北上与西风带低压系统合并居多。有台风影响的月平均环流,欧亚区中高纬为两槽一脊,乌拉尔山东侧及阿拉斯加各有一个槽。     

用传真图、卫星云图作入梅中期预报

梅雨是江淮流域的一种大尺度天气现象,入梅预报的关键是预报副高的北跳。卫星云图、云分析图能反映副高的动态变化。通过分析副高控制云区的变化,可寻找出中期先兆信息,作出入梅期中期趋势预报。经1979年以来的多年使用,效果尚好。     

华南前汛期开汛早晚与入梅时间的类型划分和特征分析

利用中国气象局2014年发布的《华南汛期监测业务规定》与《梅雨监测业务规定》中华南前汛期开汛和长江中下游入梅日期资料，对1961～2021年我国南方地区雨季进程的年际变化进行了客观划分，划分为4种类型：偏早型（前汛期和入梅均偏早）、偏晚型（前汛期和入梅均偏晚）、前早后晚型（前汛期偏早而入梅偏晚）、前晚后早型（前汛期偏晚而入梅偏早）。不同雨季进程相联系的东亚大气环流异常、我国中东部春季和梅雨期降水异常分布均存在明显的差异。偏早型年，3月底至5月初西风急流强度偏强且第一次北跳偏早，6月副高北跳明显，菲律宾附近维持反气旋性环流异常；偏晚型年与偏早型年环流形势相反。前早后晚型年，西风急流前期偏强后期偏弱，菲律宾附近前期为反气旋性环流异常，后期转为气旋性环流异常且副高位置异常偏南；前晚后早型年与前早后晚型年环流形势相反。南方地区雨季进程与热带海温演变之间的关系并不显著，不同雨季进程与ENSO演变的关系较复杂。     

海温异常影响江淮流域入梅的数值模拟

利用CCM3模式模拟了海温异常对江淮流域人梅的影响。结果表明,西风带的槽脊活动对西太平洋副高的北跳有较大影响,孟加拉湾、菲律宾、四川北部、江淮流域及其北部的潜热释放对副高也有较大影响。当马斯克林高压附近的区域为负海温异常时,江淮流域入梅偏早,正海温异常时入梅偏晚。当南大西洋区域的海温为正或负异常时,江淮流域的入梅均偏早。台湾以东区域的海温为正或负异常时,江淮流域的入梅均偏晚。这些结果表明,影响入梅早晚的主要因子可能是大气环流背景异常,而不是同期海温异常。     

对入梅期的几点看法

对于有关梅雨问题进行讨论,我认为很有必要。 由于在出梅问题上比入梅问题上分歧相对要少,因此这里仅就入梅标准谈些看法。 对于入梅,上海台就有五、六种标准,比如对副高,有的只考虑120°E上脊线位置,有的则考虑110—125°E的平均脊线,还有的考虑125—140°E平均脊线。取的资料不同,入梅时间也就产生了差异。我个人认为,入梅标准要考虑以下几条原则。     

9711号台风的移动路径和影响山东的特大暴雨分析

对９７１１号台风的移动路径及其造成的暴雨进行了分析。分析表明,副高外围环流在台风移动过程中有明显的引导作用;台风的移动路径和暴雨落区与正涡度轴线及高能轴线都有较好的对应关系;对流层中层变能场的分布对台风移动路径有明显的预报指示意义。     

711号台风的移动路径和影响山东的特大暴雨分析

对９７１１号台风的移动路径及其造成的暴雨进行了分析。分析表明,副高外围环流在台风移动过程中有明显的引导作用;台风的移动路径和暴雨落区与正涡度轴线及高能轴线都有较好的对应关系;对流层中层变能场的分布对台风移动路径有明显的预报指示意义。     

江淮入梅前后大气环流的演变特征和西太平洋副高北跳西伸的可能机制

该文首先采用合成分析的方法研究了江淮入梅前后大尺度大气环流的演变特征和西太平洋副热带高压西伸北跳的可能机制。研究结果表明, 江淮入梅前期的最显著的特征是:副热带高压首先在太平洋中部增强北跳, 而后向西扩展导致太平洋副高西部脊 (120°E) 的增强北跳。进一步分析表明, 在太平洋中部副热带高压的增强北跳和西伸之前, 副热带高压南侧ITCZ中对流和孟加拉湾北部的对流活动明显并且都经历了一次增强活跃过程, 这意味着热带ITCZ和孟加拉湾北部对流的异常活跃可能对副热带高压的增强北跳西伸产生影响。全球大气环流模式模拟结果表明, 赤道中太平洋ITCZ中对流异常活跃不仅可导致副热带高压的增强北移, 而且还可导致副热带高压西伸, 与诊断分析结果相一致。     

2007年入梅期由横槽与低涡切变引发淮河流域强降水的诊断研究

采用对比分析、诊断和数值计算的方法, 运用NCEP资料、常规观测资料、卫星云图资料和地面降水资料, 对2007年6月19～20日发生在淮河干流及其以北地区一次特殊的降水过程 (入梅期首场强降雨) 进行研究。主要结论包括: (1)该年梅雨期降水和首场降水的特点及原因: 梅雨期雨带位置偏北(位于淮河流域而非长江流域), 并且在115°E的中部地区降雨量最大; 入梅后的降雨首先产生在淮河干流上游的湖北、 河南南部地区, 随后雨区迅速北跳至淮河以北的山东南部地区。分析表明, 在临近35°N和115°E区域, 梅雨锋强烈, 冷暖空气汇集, 加之充沛的水汽输送和高低空急流耦合所激发的上升运动, 共同导致了115°E的中部地区产生强烈降水和汛期的雨带偏北; 19～20日淮河及其以北地区阻塞形势迅速调整, 其后所产生的500 hPa横槽对于首场强降水的维持起到了重要作用。低层涡旋系统沿着锋生带, 在槽前气流的引导下向东北方向移动, 致使雨带北跳。 (2) 首场降雨主要由横槽和切变线及其所引发的涡旋共同产生。高空横槽提供了较为活跃的冷空气, 这种横槽形式在典型的梅雨期尚不多见, 但亦值得关注。锋区和低层水汽叠加较好。上升运动的持续增强, 使得不断有强降水时段出现并最终导致强降水产生。 (3) 该年入梅前后存在比较明显的气象信号变化 (包括夏季风、 副高脊线、 阻塞、 环流形势等), 入梅期实质上是中高纬大气环流由非梅雨期特征向梅雨期特征的调整和过渡期。 (4) 在切变线诱生出低涡的过程中, 动力作用比热力作用的影响更为显著。低涡生成后向东北方向移动, 这一时期虽属梅雨起步阶段, 未完全呈现典型梅雨暴雨的特征, 但中尺度云团、 雨团仍十分活跃。     

1998年二度梅雨期西太平洋副热带高压活动的诊断分析

文章对1998年长江流域二度梅雨期西太平洋副热带高压的活动与大气经圈环流的关系进行了分析。结果指出，副高的进退与经圈环流的调整有着密切的关系。副高的北跳并不是由与其相联系的反环流下沉支直接北移所引起的。低纬度深厚上升运动的发展不利于副高维持在较低的纬度，而中纬度反环流的突然向南调整则有利于副高在更北的纬度建立，于是副高出现突然北跳的现象。它是江淮地区出梅的一种经圈环流调整形式。副高在稳定期间，随着与它相联系的反环流的南北运动而作相应的南北运动。副高在南退之前，对流层顶附近有反环流生成，然后迅速向南运动，副高也随之迅速南退。     

台风“潭美”(2013)影响江西期间的路径和降水诊断分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、常规气象观测资料、数值模式预报资料、多普勒天气雷达产品等,针对台风"潭美"(2013)登陆后影响江西的移动路径变化和强降水过程,从大尺度环流背景、物理量场等方面进行了诊断分析。结果表明:1)台风的移动路径与副高变化有关,由于受副高南缘的偏东南气流影响,其中心向西北偏西方向移动,进入江西后受副高阻挡逐渐转为偏西和西南偏西方向,因此强大的副高是影响"潭美"移动路径变化的重要系统。2)"潭美"登陆后,中心附近的风速分布表现出明显的不对称结构。随着其向偏西方向移动,大风速区呈逆时针旋转。这种风场结构中不对称的强风速区转移影响了台风的移动路径,使向西北方向的移动逐渐转为西行和西南行。东西风分量差与台风移动路径的变化之间具有很好的对应关系。3)多普勒雷达产品1 h降水量(OHP)与雷达反射率以及大气空中垂直液态含水量(VIL)具有很好的对应关系,与实际降水落区具有较好的对应关系,但其量值要比实际降水量明显偏小,平均在50%左右。4)水汽通量辐合越强,暴雨越强。强降水的产生与来自西南方向的水汽输送带密切相关。江西省中部大范围上升运动的出现和发展,为强降水的产生提供了动力机制;低层辐合、高层辐散的存在是此次台风强降水发生发展的重要因素之一。     

0704号热带气旋远距离降水的数值模拟诊断分析

通过对0704号热带气旋远距离降水进行数值模拟诊断分析,发现热带气旋(TC)、副热带高压以及中纬度远距离降水系统三者间可通过副高脊线附近两侧(副高与TC之间、副高与远距离降水之间)的散度风次级环流产生相互作用。结合去除台风的敏感性试验的诊断分析,发现除来自TC的水汽通道外,副高脊以北的散度风次级环流对远距离降水也有重要的影响,该次级环流的强弱与远距离降水的强弱呈正比。此外,通过分析还发现TC作为洋面上的对流性热源可以激发向东北方向传播的准静止波动,这种波动会影响位势高度场的分布,进而也会影响散度风的次级环流,并且当副高脊线向波动的正位相区运动时有利于次级环流与远距离暴雨的加强。      

川西北的洪涝与西太平洋副热带高压的环流特征

从历史资料中统计出川西北地区洪涝出现的特点、规律、区域分布与副高关系的特征．在副高季节性西伸北跳南撤时，将副高分为经向型和纬向型两种来研究，其经向型副高是产生川西北大范围严重洪涝乃至罕见洪涝的主要环流特征。