热带西太平洋暖池局地海气相互作用的季节依赖性

采用美国伍兹霍尔海洋研究所的客观分析海气通量项目最新发布的海气热通量和相关气象场、NOAA提供的向外长波辐射和表面风场等数据,研究了暖池区域(144～154 °E,1～6 °N)局地海气相互作用的季节依赖性,并探讨可能对其产生影响的外强迫。结果表明,暖池区域海气相互作用在3月显著表现为受ENSO影响的海洋对大气的强迫,而在6月则显著表现为以局地作用为主的大气对海洋的反馈。当海洋强迫大气占主导时,海温趋势(dSST/dt)的年际变化的数值小于海温;而当大气反馈海洋占主导时,海温趋势的年际变化数值大于海温。ENSO会减弱暖池区域3月海洋对大气的强迫,而6月大气对海洋的反馈受ENSO影响不大;去除印度洋偶极子(IOD)影响后海气关系基本维持不变。3月ENSO通过增强暖池上空的对流,减少短波入射,从而使海温呈降低趋势,减弱海洋对大气的强迫。      

影响辽宁7～8月降水的海温场特征初探

将近42a辽宁7～8月降水与前期、同期全球范围的SSTA求相关，选取南大西洋和西太平洋2个影响我国辽宁7～8月降水异常的海温关键区及相应的关键时段进行研究。结果表明：2个关键区对辽宁7～8月降水异常可能存在不同的影响机制，可预示辽宁7～8月降水异常。     

西太平洋暖池对流三类显著月际变化及其成因

基于1979～2018年观测的向外长波辐射（outgoing longwave radiation, OLR）资料和其他多种再分析资料,发现西太平洋暖池对流存在3类显著的月际变化。第一类为OLR在6月和8月为负异常而7月为正异常;第二类与第一类完全相反;第三类为OLR在6～7月为正异常,8月为负异常。3类月际变化与ENSO循环的背景有关,前两类发生在较弱的La Ni?a年和El Ni?o发展年,与春季暖池海温异常有关。当前一个月海温偏高时,后一个月对流偏强,造成局地海温降低,偏低的海温又反过来抑制了后一个月的对流发展,因此暖池地区局地海气相互作用在这两类月际变化中起到关键作用。与前两类不同的是,第三类月际变化发生在El Ni?o衰减年,与春季热带印度洋海温偏高有关。热带印度洋海温偏高造成印度附近对流在6～7月间增强,通过东传Kelvin波抑制了暖池对流发展。同时,印度附近对流偏强造成8月印度洋海温降低和对流减弱,对暖池对流的影响因而减弱。另一方面,6～7月暖池对流偏弱造成8月暖池海温升高,结果造成暖池对流增强。因此,第三类月际变化受到热带印度洋强迫以及暖池地区局地海气相互作用的共同影响。     

赤道西太平洋暖池次表层水温与热带气旋的关系

为探索赤道西太平洋暖池次表层水温异常与热带气旋的关系,用赤道西太平洋暖池和南海SOTA实测资料,对TC的影响做了统计分析。赤道西太平洋暖池SOTA与同步西太平洋TC个数不存在线性相关;赤道西太平洋暖池1月SOTA滞后5～7个月影响西太平洋的TC;赤道西太平洋暖池区1月的SOTA出现正(负)距平值时,当年西北太平洋和南海的TC生成时间比常年提早(推迟)是主要现象,极值年份尤其明显,当年夏季西北太平洋副热带高压偏弱(强),位置偏北(南),西太平洋暖池区上空对流加强(减弱),对台风生成有(不)利,台风生成平均位置偏西(东),TC的个数偏多(少)、偏强(弱),易于出现西行(东北转向)路径为主;南海中北部2月SOTA出现偏暖(冷)年,当年南海TC生成日期偏早(晚)、数量偏多(少)、偏强(弱)是主要现象。赤道西太平洋暖池SOTA对TC影响明显,时间滞后。     

西太平洋暖池区的海气通量及整体交换系数

根据西太平洋海域弱风、高温、潮湿的大气状态特征,提出了在光滑面存在粘性副层气流中的廓线的层结订正方案。用此模式对西太平洋暖池区ＴＯＧＡＣＯＡＲＥＩＯＰ期间,在向阳红５号船（２°Ｓ,１５４°Ｅ）获取的海面风、温、湿梯度资料进行了处理。计算结果显示西太平洋暖池区贴水层气流中不稳定层结占５０％－８０％,其中很不稳定的占１０．３％;该海区海气通量和整体交换系数受层结影响远大于受风速的影响;海气通量和整体交换系数随不稳定程度增加而增大,在相同风速下量值可相差４倍以上;其变化范围为０．３×１０－３—３．２×１０－３。由此可见,层结的影响使它们的变化大于其它海区的结果。在ｕ１０＝０－１０ｍ／ｓ范围内,中性化整体交换系数平均为ＣＤＮ＝１．２×１０－３,ＣＨＮ＝１．１４×１０－３,ＣＥＮ＝１．１９×１０－３,与Ｌａｒｇｅ和Ｐｏｎｄ（１９８１,１９８２）不稳定条件的研究结果相差无几。     

西太平洋暖池在不同天气系统下的海气交换差异

为了进一步了解海气交换在不同天气系统下的差异，本文利用TOGA-COARE IOP考察期间实测资料和国家气象中心逐日的网格点资料，对西太平洋赤道海域的大尺度热量和水汽收支及其他物理量的特征进行分析后指出:（1）在强对流天气系统下加热率、干燥率、垂直速度、散度等物理量强度达到最大，平稳天气系统下次之；此时大气加热主要是由于凝结降水释放的潜热引起的。（2）在西风爆发过程中加热率和平稳天气过程中的量级相同，但干燥率远小于加热率，且为负值；此时表面感热通量和表面蒸发达到最强（大于凝结降水的加热作用），从而造成了在大气低层出现水汽源。     

ENSO和西太平洋暖池对我国气候影响的诊断分析研究

一、引言ENSO是热带最强的气候信号，而西太平洋暖他又是热带西太平洋特有的暖水堆积的现象，两者有十分密切的关系，它们的变化直接影响全球大气环流异常和气候变化，但它们对我国气候究竟有多大影响目前尚无定论的说法。因此，研究这一问题回答两大问题：（1）确定EN－SO和西太平洋暖地对我国气候异常变化的影响程度和它们的相对重要性；（2）仅考虑热带太平洋海温异常变化条件下的海气耦合模式究竟预测我国短期气候变化的能力有多大？二、资料和分析方法1．资料本研究使用四组不同的资料，即（亚）ECMWF300hpa和850hpa格点风场资料…     

陕西省2004年气候影响评价

20 0 4年度(2 0 0 3年1 2月—2 0 0 4年1 1月)陕西气候的主要特点是:年平均气温陕北大部、关中偏高1～2 o C,陕南基本正常,年内气温起伏较大,冬春暖、夏秋凉,仍为暖冬年份。降水正常略偏少,春季第一场透雨出现在2月1 9日—2 1日,较常年异常偏早,全年未出现大范围、强降水性的洪涝灾害和大面积、严重的干旱事件,光照充足,天气平稳。年降水总量虽偏少,但农作物生长关键时刻降水及时,光热水三者资源配置对农果业较为有利,属好年景     

赤道西太平洋暖池次表层水温变化对热带气旋的影响

分析了西太平洋暖池和南海次表层水温变化对TC的影响，研究结果表明：当赤道西太平洋暖池次表层水温夏半年持续出现正(负)距平时，西北太平洋生成的TC个数比常年偏多(少)是主要现象，这种现象极值年份尤其明显，对南海1℃(指南海生成的TC，下同)的个数影响不明显，西北太平洋和南海生成TC的时间比常年提早(推迟)。当南海北部次表层水温夏季和秋季持续出现正(负)距平时，南海TC比常年偏多(少)。TC对南海和东海的影响趋势是一致的，但所受影响的程度东海比南海更为强烈。原因是东海台风波浪比南海高、海面气温比南海低、相对湿度比南海小，故导致SST急速下降。     

区域海气耦合过程对中国东部夏季降水模拟的影响

本文以区域环境系统集成模式(RIEMS)和普林斯顿海洋模式(POM)为基础,建立了一个区域海气耦合模式,评估了其对1985～2004年中圜东部夏季降水的模拟性能,并通过与观测海温强迫下单独大气模式模拟结果的比较,分析了海气耦合过程对降水模拟性能的影响.结果表明:耦合模式基本能够模拟出中国东部地区夏季降水的气候态分布及中...     

恩平市1962～2009年暴雨气候特征

采用统计分析方法、Mann-Kendall方法及复Morlet小波函数等方法,分析了恩平市1962～2009年暴雨的气候特征,结果表明：恩平市年平均暴雨日数为12.7 d,属于暴雨多发区,暴雨日平均强度为95.0 mm/d。全年各月有暴雨发生,但主要集中在4～9月。暴雨月际分布呈典型的双峰型,主峰在5～6月,次峰在8月。年暴雨日数的年际变化很大,最多的年份达19 d,最少的只有5 d。小波分析显示,暴雨频次存在准9年、准20年的周期震荡,未来几年暴雨仍处于多发期。恩平暴雨具有初、终日推迟的特点,且与年降水量存在显著正相关。持续暴雨占暴雨总日数的37.4%,1997年7月出现持续7天的连续性暴雨,这也是广东省单次持续性暴雨过程的最长记录。突变检验分析表明,1988年为暴雨的突变年份。     

南海——西太平洋海域热量平衡各发量的年变化特征及其与天气系统的关系

就海表面热量平衡Qι而言，它包括进入海平面的太阳总辐射Qs，海面有效回辐射Qb，蒸发耗热Qe，以及海洋与大气间感热交换Qc，它们之间的关系是：Qι＝Qs－Qb－Qe－Qc。本文对1965－1967年期间南海及西太平洋海域热量平衡各分量的月际变化进行了分析，结果表明：（1）海面热量平衡各人量的年变化中，季节变化是最显著的，各年之间具有共同性。（2）热量平衡各分量的季节变化对该地区的重要天气系统的作用是不一样的：（a）冬季感热加热带（也包括潜热）可能对移出大陆的气旋在海上加强有一定的贡献；（b）全年在低纬度海洋上一直存在的潜热加热带与台风活动有着密切的联系；（c）而进入海面的太阳总辐射可能对西太平洋副热带高压轴线的位移有一定的控制作用。     

印度洋海气相互作用对热带夏季大气环流气候态的影响

利用分辨率较高的SINTEX-F(Scale INTeraction EXperiment-FRCGC) 海气耦合模式, 进行多组长时间积分模拟和理想试验, 分析研究热带印度洋海气耦合对夏季大气环流气候态的影响。主要结果有: (1) 热带印度洋海气相互作用使热带东印度洋产生明显的东风变化, 使热带中西太平洋赤道北部产生气旋性切变变化。 (2) 印度洋海气相互作用对大气环流气候态的影响绝大部分由于大气对海气相互作用的响应存在年际变化正负距平不对称性造成, 这种年际变化不对称性包括正偶极子与负偶极子的不对称、 海盆宽度正异常与海盆宽度负异常的不对称。 (3) 年际和季节内两种时间尺度海气相互作用对印度洋关键区大气环流平均态都有影响, 约各占60%、 40%; 季节内尺度海气相互作用对太平洋近赤道区大气环流平均态有重要影响; 年际尺度海气相互作用对太平洋赤道外地区大气环流平均态有重要影响。热带印度洋年际尺度、 季节内尺度海气相互作用对大气环流气候态的影响, 都存在年际变化以及年际变化正负距平不对称性。这两种尺度海气相互作用主要通过年际变化正负距平不对称性而对大气环流平均态产生影响。     

中低纬海气相互作用的耦合模态变化研究

利用1948—2003年的NCEP再分析资料和英国气象局Hadley气候预测和研究中心的海表面温度资料,从整体分析地球中低纬三大洋海气耦合系统的角度出发,使用SVD方法研究中低纬海气相互作用的耦合变化。结果表明,中低纬海气相互作用是一个有机的耦合整体,其变化不管从年际还是年代际上都存在耦合相关性,这一点给我们提出了一个新的研究全球范围海气耦合变化的思路。提取的海气耦合基本模态的正、负异常年份的海温和风场异常合成分析结果显示,当赤道东太平洋的海水偏暖时,热带印度洋和热带大西洋的海水也偏暖,热带西太平洋直至中纬度太平洋的海温总体偏冷。就印度洋而言非洲大陆以南30~50 °S的大片海区存在明显的海温负异常。北美洲大陆的东岸30 °N以北和南美洲大陆的东岸30 °S以南的海区都为明显的海温负异常。当赤道东太平洋的海水偏冷时各大海区的海温分布情况反之。      

西太平洋热带海域厄尔尼诺年和非厄尔尼诺年期间湍流通量输送的不同特征

本文根据海洋科考船“实验三号”1986—1989年在西太平洋热带海域、使用系留气艇探测系统观测的140多次温度、湿度和风等廓线资料,利用Monin-Obukhov相似理论的半经验通量-廓线关系,计算给出该海域的动量通量M(特别是曳力系数C_D)、感热通量H_S和潜热通量H_L以及海表温度T_S和Richardson数Ri.结果表明:它们有明显的年际变化;感热通量H_S和潜热通量H_L与海表温度T_S呈明显正相关;曳力系数C_D与风速和Richardson数Ri也有明显相关关系,当风速一定时,C_D值随着Ri值的减少(Ri<0时的不稳定情况)而增加,而当Ri值不变时,C_D值随着风速值的增加而增加.     

西太平洋暖池海温异常对东亚环流的影响

利用SST资料对西太平洋暖池海温异常年进行划分,通过对异常年850 hPa、200 hPa矢量风场进行合成分析后发现:在西太平洋暖池夏季暖异常年,副热带夏季风和副热带季风经圈环流得到加强,热带西南季风得到削弱;在暖池夏季冷异常年,热带西南季风和热带季风经圈环流得到了加强,副热带夏季风得到削弱.在暖池冬季暖异常年,东亚冬季风、东亚和印尼一北澳冬季风(北半球)经向垂直环流得到削弱;在暖池冬季冷异常年,东亚冬季风、东亚和印尼一北澳冬季风(北半球)经向垂直环流得到加强.     

区域海气耦合模式对1998年5～8月东亚近海海况的模拟研究

采用区域海气耦合模式对1998年5～8月东亚近海海况进行了模拟研究。耦合模式模拟出了黑潮海流及其右侧的大尺度反气旋式涡旋,对南海表层海流的模拟也与实际基本相符,并模拟出了南海海流受季风影响较大的特点。模式也模拟出了伴随西南季风爆发及推进而发生的海温突增及暖水区北推过程。这为进行区域气候变化与区域海气相互作用问题的研究开辟了一条新途径。     

热带西太平洋风应力异常在ENSO循环中作用的数值试验

利用一个中等复杂程度的海气耦合模式来研究热带西太平洋地区风应力异常对ENSO循环的影响,并以1997/1998年的El Nino事件为例,分析了模式结果中热带西太平洋地区风应力异常对El Nino事件形成影响的动力学及热力学作用.结果表明,热带西太平洋地区的风应力异常对ENSO循环有很重要的作用.在耦合模式中,当热带西太平洋地区的风应力异常由观测给定时,耦合模式基本上可以模拟出自1971年以来的EI Nino事件,观测与模拟的Nino 3区海面温度异常(SSTA)的相关系数可达0.63.赤道西太平洋地区的风应力异常可加强该地区大气的辐合,从而加强了大气的加热场,进而加强了海气相互作用的不稳定.赤道西太平洋地区西风异常激发出来的Kelvin波及水平平流对EI Nino事件初始阶段的发展起重要作用;海气相互作用及东边界的反射对EI Nino事件的发展及维持起重要作用.     

北太平洋海表温度与500hPa西太平洋副高和极涡相互作用的统计分析

本文采用斜交PROMAX因子分析方法分析了1954—1986年北太平洋逐月海表温度与500hPa西太平洋副高和极涡环流指数(7个因子)的相互关系,指出(1)500hPa西太平洋副高和极涡指数与北太平洋海温的相关值存在明显的年变化,以赤道太平洋区最敏感,(2)赤道东太平洋海表温度的变化与10个月前的极涡中心强度、同期和1—3个月前西太平洋副高面积、强度、位置变化有联系,(3)500hPa西太平洋副高面积和强度的变化受到前3—5个月赤道东太平洋和3个月前赤道中太平洋海表温度的影响,500hPa西太平洋副高位置与前3—5个月赤道东太平洋海表温度有联系.     

西太平洋暖池热含量年际变化及其对东亚气候异常的影响

利用1980—2010年共31个冬季的GODAS海洋同化资料,以5～366 m次表层海温构造西太平洋暖池区域的热含量,分析了冬季西太平洋暖池次表层热含量的时空特征、持续性以及对其邻近区域的气候异常影响,结果表明:(1) 整体一致性分布是冬季西太暖池区次表层热含量年际变化的主导模态,其时间系数的年际振荡较好地代表了暖池区次表层热状况的年际异常。暖池区热含量的变化与ENSO事件联系密切,它能保持超前两季以上的显著自相关,持续性较赤道中东太平洋海温异常更为稳定。(2) 冬季暖池区热含量异常对后期春、夏季暖池热状况产生持续影响,相应的暖水体积变化导致暖水的经向输送及垂直交换,对后期春夏两季暖池及邻近区域尤其是菲律宾海的表层海温、海表热通量变化有较大影响。(3) 冬季暖池区热含量上升对应春季菲律宾海以东洋面OLR数值下降以及降水偏多,所引起的对流活动加热异常导致热带及副热带西北太平洋位势等压面抬升,进而对西太副高产生影响。之后,此区域相应的海表热通量交换加强,对流层低层形成强大的异常气旋,海气相互作用加强,加上对流加热异常,使得冬季暖池热含量异常与夏季副热带高压变化联系更加紧密。因此冬季暖池区热含量可作为春、夏季西太副高变化和西北太平洋夏季风强度的有效预测因子。