FGGE期间全球30—50天振荡的结构

对整个365天全球6层的FGGE III b资料的5个变量进行时间序列分析和频率滤波分析以研究30—50天低频振荡的结构,这个研究得出了30—50天低频振荡的大振幅所在地区,并描述了通过这些地区的垂直结构,还着重讨论了对流层低层经过30—50天带通滤波后最大风速的季节变化。FGGE年的一些主要结果表明30—50天低频振荡的最大振幅出现在夏季风地区和对流层上层的高纬度地区。在北半球冬季,活跃的地区位于中太平洋的赤道带上。     

30—50 天振荡动能特性及其与平均气流正压不稳定能的转换

该文利用冬季500 hPa的欧洲中心（ECMWF）网格点逐日资料,分析了30—50天振荡的E矢量分布、动能特性及平均气流的正压不稳定能转换特征,从而得到：30—50天振荡的能量传播与西风急流的位置有密切的关系,在西风大风速区作纬向能量传播,在小风速区作指向赤道的经向传播;在急流的出口区有较强的正压能转换,低频振荡从基本流中获得能量,使这里的低频动能最大,并表现出较强的正压特性,与低纬度的斜压特性形成鲜明对照。     

7—9月500百帕高度场30—50天振荡的遥相关结构及其演变特征

利用1982、1983年7—9月的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)网格点资料,分析了北半球中高纬度以及热带地区500百帕高度场的30—50天周期振荡的遥相关结构及其演变特征。发现30—50天周期振荡的分布,在热带与对流活动中心相对应,在中高纬地区与主要的气压活动中心相配合。振荡的相关中心分布于15—70°N之间,并成大弧状排列,具有波列的结构特征,其路径具有显著的年际变化,其弧状排列的振荡中心具有纬向移动,移动方向与高度场振荡位相的纬向移动相一致,高度场振荡的纬向移动和波列的能量频散密切相关。     

冬季500百帕高度场的30—50天振荡的遥相关结构及其演变特征

本文利用1981年和1982年冬季的欧洲中心(ECMWF)网格点带通滤波资料,分析了北半球中高纬度和热带地区500hPa高度场的30—50天周期振荡的遥相关结构及其演变特征。发现30—50天周期振荡的分布,在中高纬度地区与主要的大气活动中心相配合,而在热带与对流活动中心相对应。振荡的相关中心呈多段大弧状的波列结构特征,中低纬振荡通过波列的能量频散联系起来。波列的纬向移动和高度场振荡的位相纬向传播的方向是一致的。     

1981—1982年纬向非对称基本流正压不稳定对30—50天振荡作用的诊断分析

本文运用Hoskins和Simmons的波流相互作用原理,分析1981—1982年冬、夏季对流层高层200hPa上纬向非对称基本流(时间平均流)的正压不稳定和30—50天振荡的关系。指出西风急流的出口区是30—50天振荡动能和基本流以及低频振荡相互作用的最强的区域,且低频振荡从基本流的正压不稳定中获得能量,并在一周内得到充分的发展。 另外还表明,由于基本流的正压不稳定作用,使40°N的亚洲大陆和沿海及45°N的大西洋中部附近成为夏季30—50天振荡的主要能源区,使30°N的中太平洋和40°N的北美东部附近成为冬季30—50天振荡的主要能源区。      

赤道以外热带大气中30—50天振荡的一个动力学研究

本文的动力学分析和模式大气的计算结果表明,在积云对流加热的反馈作用下,热带大气可以产生一种CISK-Rossby型波动。这种波与经典的热带Rossby波不同,它既可以向西也能向东移动,而且在热带大气通常的加热情况下其相速度同热带30—50天振荡的活动相一致。同时,CISK-Rossby型波动具有频散特性,其能量频散可以说明30—50天大气振荡的二维Rossby波列特征。因此可以认为,CISK-Rossby型波动是赤道以外热带大气30—50天振荡的主要激发和驱动机制。     

30—60天大气振荡的全球特征

利用ECMWF格点资料,分析研究了大气季节内(30—60天)振荡的全球特征。30—60天振荡动能的分布表明高纬度地区要比赤道地区大得多。说明那里有较突出的30—60天振荡。中高纬度地区的30—60天振荡与热带有明显不同,垂直结构为正压模态,以纬向2—4波为主,多为向酉传播。30—60天振荡存在明显的低频遥相关,北半球主要为欧亚—太平洋(EAP)型和PNA型,南半球主要有澳洲—南非(ASA)型和环南美(RSA)型,并且在全球范围构成南北半球相互衔接的低频波列,即EAP-ASA波列和PNA-RSA波列。南北半球30—60天大气振荡有明显的相互影响,本文研究了南北半球30—60天振荡相互影响的3种主要过程。     

ANALYSIS ON THE SOURCE AND SINK OF KINETIC ENERGY OF ATMOSPHERIC 30-60 DAY PERIOD OSCILLATION AND THE PROBABLE CAUSES*

Based on ECMWF daily grid point data in summer(May-August),1981,the distribution features of the source and sink of kinetic energy of atmosphere 30-60 day oscillation,including its horizontal distribution characteristics and its vertical structure characteristics,are investigated systematically with diagnostic analysis methods over a latitude belt between 80°N and 60°S.Also,the probable reasons for the existence of the source and sink of low frequency kinetic energy(LFKE) are discussed preliminarily.Results show that the horizontal distribution of the sources and sinks of kinetic energy of atmospheric 30-60 day oscillation is extremely different.The significant sources and sinks of LFKE mainly exist in the oceans and the coastal regions of continents or islands in the mid-high latitudes.It is also found that,in the vertical direction,the sources and sinks of kinetic energy of 30-60 day oscillation display barotropic structure in the mid-high latitudes of both hemispheres,but dispaly baroclinic structure in the equtorial region,and in the horizontal direction,the sources and sinks mainly display zonal wave-like distribution.The source and sink of LFKE are determinded by ageostrophic wind effect,frictional effect,interaction between sub-grid-scale systems,nonlinear interaction,and the flux-divergence of LFKE transported by transient wind.There are some regional reasons for the generation of sources and sinks which are not completely identical in different areas.     

纬向平均有效位能和平均动能变化的机制

当非绝热经向不均匀加热作用制造平均有效位能多,而平均有效位能向扰动有效位能输送少时,平均有效位能就增加,反之就减少,这是平均有效位能变化的指数循环振动的主要机制。平均有效位能变化的短期振动主要决定于平均有效位能与扰动有效位能的相互作用。 平均动能变化的振动的主要机制是平均动能与扰动动能的相互作用。     

近百年气候变化与变率的诊断研究

总结了近百年来气候变化与变率的诊断研究结果,包括全球平均气温及降水量、中国平均气温及降水量,以及ENSO及QBO.指出全球有变暖趋势,1980年代是最暖的10年。但中国的情况有所不同,1920年代及1940年代最暖,而1980年代接近常年。全球降水量有增加趋势,但气温与降水的10年尺度变化并不完全一致。1950年代及1970年代为多雨期,1980年代降水反而减少。中国夏季降水变化的主要特征是冷湿、暖干。1920年代及1940年代是近百年最干的时期。1871-1993年共发生厄尼诺事件28次,拉尼娜21次。气候变暖时厄尼诺强,气候较冷时拉尼娜频率高。1951-1993年赤道平流层纬向风准两年振荡的平均长度为28.7个月,比1950年代末的估计(26.3个月)要长。1951年以前的周期长度可能在29个月左右。未发现QBO与气候变化有明显关系。     

海气陆相互作用的准四年振荡机制

目前有关Ｅｌ Ｎｉｎｏ（Ｌａ Ｎｉｎａ）形成机制的讨论,大多是强调海气的相互作用。实际上地气互作用过程中形成的异常气流对于Ｅｌ Ｎｉｎｏ／Ｌａ Ｎｉｎａ的形成也是必不可少的,海气和地气相互作用过程应该是耦合的,不应该加以分离。本文综合了近年来我们得到的有关研究结果,提出了一个海气陆相互作用过程的准四年振荡过程,用来解释Ｅｌ Ｎｉｎａ形成机制和亚洲大陆气候年际变化机制。     

热带大气的CISK-Rossby波和30-50天振荡

利用斜压准地转滤波方法,通过引入一个反映CISK机制的无量纲凝结潜热参数η(Z),建立了描述热带大气的CISK-Rossby波模式,并求得了该模式的解析解。理论研究表明,考虑CISK机制的CISK-Rossby波与经典的Rossby波有明显差别,它可较好地解释热带大气30-50d振荡现象。     

对流层中层动能的全球性季节过渡与季节性急变

本文利用１９８０—１９８８年ＥＣＭＷＦ全球资料，计算了５００ｈＰａ各纬度带上的纬向平均动能（Ｋｚ）、涡动动能（ＫＥ）及波数域动能（Ｋｎ，ｎ＝１，２，３，…，１０）。以此考察了南、北半球动能季节过渡的差异，并用Ｔ检验方法讨论了南、北半球以及全球各动能模态的季节性急变现象。现在工作单位：     

STUDY ON DYNAMICS OF TROPICAL CISK-ROSSBY WAVES AND MECHANISM OF 30-50 DAY OSCILLATIONS

To add to the growing mature research on the tropical 30-50 day oscillations from a new prospective, the current work bases on dynamic analysis of baroclinic quasi-geostrophic models to discuss dynamic mechanisms for the generation and propagation of CISK-Rossby waves, and to understand restraints and effects of different wave structures and thermodynamic forcing on the 30-50 day oscillations in the tropical atmosphere. Some important properties of the oscillation propagation have been explained and, in detail, with respect to its meridional propagation and vertical “baroclinic” structure. The work has come up with some new opinions and viewpoints. New opinions about the propagation and energy dispersion are to be proved by more observations and study.