基于不同资料的影响南海热带气旋环流背景对比北大核心CSCD

利用1981—2020年中国热带气旋最佳路径数据集、中国大气再分析资料(CMA-RA)、欧洲中期天气预报中心ERA5及美国NCEP/NCAR再分析资料(NCEP-Ⅰ),对比不同资料在表征影响南海热带气旋活动环流背景的能力,探讨CMA-RA的适用性。结果表明:不同资料基本刻画出与热带气旋活动密切相关的环流特征,包括南方涛动、菲律宾至南海低层纬向风、热带低层纬向风反向分布型、菲律宾至南海中东部低层涡度、热带西太平洋垂直风切变及南海至菲律宾以东海域中层湿度。它们对南方涛动、关键区纬向风和中层湿度的刻画较相似,CMA-RA和ERA5对南方涛动、低层纬向风及其与热带气旋关系的描述一致性高,较NCEP-Ⅰ密切,但低层经向风、关键物理量差异较大。对极端年环流具有相似的表现能力,但异常程度存在差异,海平面气压、低层纬向风高度一致,以CMA-RA与ERA5最接近;中层湿度CMA-RA与ERA5接近,较NCEP-Ⅰ偏小;关键物理量差异较大。CMA-RA对南海热带气旋环流的刻画具有与ERA5和NCEP-Ⅰ相当的性能,并与ERA5一致性较高,可为相关工作提供可替换的再分析资料集。     

近50 a春季东亚温带气旋活动频数的气候特征及其变化

根据1948-2000年共53 a的NCEP/NCAR逐日海平面气压再分析资料,分析了春季(3、4、5月)东亚内陆和沿海地区气旋活动频数、气旋移动路径等气候特征及其年际、年代际变化,结果表明在春季的3、4、5月份中,内陆存在三个明显的气旋活动频数较大的地区,分别位于101°E、45°N附近的蒙古高压南缘、贝加尔湖以东的115°E、53°N附近地区和126°E、53°N我国东北北部附近地区.蒙古地区春季气旋活动频数存在明显的年代际变化,50年代气旋活动频数较少,60年代开始到70年代后期气旋活动频数较多,从70年代末至今又进入一个气旋活动频数较少的时期.贝加尔湖东部地区在50年代初气旋活动频数较多,50年代中期到60年代中期气旋活动频数较少,而60年代后期到70年代后期气旋活动频数又较多,此后气旋活动频数逐渐减少.我国东北地区春季各月气旋活动频数没有明显的年代际变化,只有80年代以来气旋活动频数的振幅较大.东亚沿海春季气旋活动频数较高的地区主要位于我国东北到俄罗斯远东和我国长江中下游到日本一带.从气旋活动路径来看,我国长江中下游到日本一带气旋活动路径在各个年代基本相同,没有明显的年代际变化,而我国东北到俄罗斯远东地区气旋活动路径在不同年代略有差异.进一步分析发现,气旋活动频数与北方地区春季降水量及沙尘暴发生次数具有一定关系.     

蒙古气旋的天气气候分析

本文根据1979—1988年10个冬半年(10月一次年5月)的资料,分析了蒙古气旋的某些统计特征。     

蒙古气旋的气候特征及变化研究

基于1979-2001年ECMWF海平面气压(SLP)再分析资料,采用改进的气旋客观识别与追踪算法,计算分析了蒙古气旋的频数及强度,结果表明,蒙古气旋活动存在明显的季节、年际和年代际变化。1979-2001年,蒙古气旋频数减少,强度减弱。20世纪80年代中期,蒙古气旋活动最强,80年代末开始到90年代,蒙古气旋日数明显下降。此外,春季蒙古气旋出现的频数最高,冬季出现的频数最低。从80到90年代,春、夏、秋、冬四季蒙古气旋活动呈一致的波动减少趋势,其中春季变化与全年最为一致。蒙古气旋活动的年际差异也十分明显,蒙古气旋活动偏多年和偏少年对流层低层温度场距平分布存在明显差异,说明大气环流是影响气旋活动的一个重要因素。     

蒙古气旋的气候特征及变化研究

基于1979～2001年ECMWF海平面气压(SLP)再分析资料,采用改进的气旋客观识别与追踪算法,计算分析了蒙古气旋的频数及强度,结果表明,蒙古气旋活动存在明显的季节、年际和年代际变化.1979～2001年,蒙古气旋频数减少,强度减弱.20世纪80年代中期,蒙古气旋活动最强,80年代末开始到90年代,蒙古气旋日数明显下降.此外,春季蒙古气旋出现的频数最高,冬季出现的频数最低.从80到90年代,春、夏、秋、冬四季蒙古气旋活动呈一致的波动减少趋势,其中春季变化与全年最为一致.蒙古气旋活动的年际差异也十分明显,蒙古气旋活动偏多年和偏少年对流层低层温度场距平分布存在明显差异,说明大气环流是影响气旋活动的一个重要因素.     

影响华东地区热带气旋年频数与热带对流场的关系

利用由美国NOAA系列卫星观测的OLR资料研究了影响华东地区热带气旋年频数（记为ATC）与热带对流场的关系，结果表明两者存在密切的联系：（1）当华东地区热带气旋年频数ATC为异常偏多（少）时，ITCZ位置累积距平为正（负）值，即ITCZ位置异常偏北（南）；（2）利用OLR设计了Walker综合指数WI，该指数的强弱可以反映ATC的异常情况，即当ATC为异常偏多（少）时，walker环流圈异常强（弱）；（3）OLR距平累积量场能较好的表征ATC异常年份所对应的低纬度及中高纬地区大气环流的配置，其可以作为预测影响华东地区热带气旋年频数的强信号。     

7—9月登陆华南热带气旋频数异常与大气环流和海温的关系

利用1949—2021年中国气象局上海台风研究所热带气旋资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA重构的海表温度资料（SST）和大气向外长波辐射（OLR）资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法分析了近73年7—9月登陆华南热带气旋频数的变化特征。采用合成分析的方法研究7—9月登陆华南热带气旋频数异常与同期大气环流和海温的关系。结果表明,1949—2021年7—9月,登陆华南热带气旋有243个,年均3.3个,占全年登陆总数的70.2%。登陆华南热带气旋频数具有显著的年际和年代际变化特征。1973年最多（7个）,1950年最少（0个）;在1990年代中期由前期偏多转为后期偏少,但没有突变发生。近73年7—9月登陆华南热带气旋频数以0.1（10a）-1的速率减少。7—9月登陆华南热带气旋频数异常与大气环流和海温异常密切相关,在异常多、少年同期：（1）大气环流差值场上,南亚高压偏强、偏东、偏北,副高偏西、偏北、偏强,110°E以东的赤道东风引导气流偏强,季风槽加强,北半球中低纬海平面气压场东高西低,北高南低,同时南海、热带西太平洋对流活动加强。（2）海温差值场上,赤道中东太平洋偏冷,西太平洋暖池偏暖,沃克环流加强。高中低层大气环流和海温这种差异可能是导致登陆华南热带气旋频数异常的原因。     

春季北方气旋活动的气候特征及与气温和降水的关系

利用1948-2002年NCEP／NCAR再分析逐日海平面气压资料以及中国160站的降水和气温资料，分析了春季北方气旋活动频数和强度的时空变化特征，以及两者与中国降水和气温的相关关系。结果表明：春季北方气旋活动频繁，存在明显的两个高值中心，分别位于蒙古国的中部和我国东北北部地区。春季北方气旋活动频数和强度均存在明显的年际和年代际变化。伴随着一次全球性的年代际气候跃变，20世纪70年代中后期无论是频数还是强度均出现了显著的突变。春季北方气旋活动频数主要对我国北方地区的降水和气温有一定影响，活动频数多(少)年，我国华北大部、新疆北部降水偏少(多)；北疆地区气温回升(下降)，甘、宁、陕、内部分地区偏冷(暖)。80-90年代春季北方气旋活动频数的偏少，强度的减弱，导致我国北方地区沙尘暴次数比70年代减少.     

1949—2008年热带气旋在中国大陆活动的统计特征及环流背景

利用中国气象局1949—2008年热带气旋年鉴资料,对60年来西北太平洋（包括南海）热带气旋（TC）在中国大陆的登陆活动进行统计分析,包括TC登陆的频率、位置、强度、陆上维持时间、路径、移速及消亡等。结果表明:60年间共有391个TC登陆我国大陆,最高袭击率出现在广东西南部和广西南部,江西和安徽则为袭击率较多的内陆地区。TC在大陆的年均登陆纬度为24.1 °N,长期无明显变化,但1990年代至2006年间有偏北的趋势。登陆后强度衰减主要出现在前6 h,登陆24 h后各强度等级TC的衰减率趋于一致。TC陆上维持时间年均25 h,无明显年际变化,但2004—2008年普遍大于平均值。TC登陆时移速较慢,低于20 km/h,登陆后有所加快。TC平均移速在我国东北部最大,可达45 km/h以上。陆上TC最终34%重新入海,6%移至国外,60%在我国大陆消失（其中65%消失在沿海）。在此基础上,利用NCEP资料,对TC在我国大陆以不同路径活动及不同季节相似路径（北上转向）的环流背景进行合成分析对比。结果表明,西行、西北行、东北转向的TC环流背景的差别主要体现在副高形态和强度、西风槽的影响以及高空流型的差异上,其中东北转向TC与青藏高压以及西风槽的加强活动有密切联系。孟加拉湾低值系统的活动以及TC环流与西南风低空急流联结是三类TC的共同特征,说明季风活动、水汽通道的建立是TC在我国大陆活动的重要条件。不同季节相似路径TC的环流形势相似,但西风槽与TC的相互作用对TC陆上维持有不同影响。      

2005年登陆我国热带气旋特征分析

热带气旋是影响我国沿海的主要灾害性天气系统之一, 它产生的狂风、暴雨、巨浪和风暴潮, 给沿岸地区人民生命和国家财产安全带来严重威胁。而严重的台风灾害, 往往是台风登陆引起的。为进一步研究登陆热带气旋的活动规律, 总结了2005年登陆我国热带气旋的特点, 结果表明:2005年登陆我国热带气旋具有登陆季节短、登陆地点分布异常、台风比例异常偏高、灾害损失极为严重的特点。同时, 还讨论了2005年登陆我国热带气旋异常的气候原因, 并指出未来几年登陆热带气旋和台风的年频数处在上升趋势中。     

近年来强沙尘暴天气气候特征的分析研究

2000～2002年春季(3～5月)中国北方有12次强沙尘暴天气过程发生,其中11次与蒙古气旋有关.作者从干旱气候背景、环流状况、沙尘源、沙尘路径及天气系统等方面进行了分析,并集中对引发强沙尘暴的蒙古气旋进行了诊断分析.结果表明:在这3年中,春季我国北方强沙尘暴天气主要与蒙古气旋的发展移动有关,气旋冷锋后的大风是强沙尘暴天气发生的主要动力因子;蒙古国南部、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙地是强沙尘暴过程的主要沙尘源地;影响我国的强沙尘暴的沙尘路径至少可分为3种类型,即偏西路径、西北路径和南疆盆地型,以西北路径居多;我国北方春季的连续干旱、气温偏高及冷空气活跃是强沙尘暴天气形成的重要气候背景.     

台风Polly（9216）和Matmo（1410）对辽东半岛降水影响的对比分析

台风Matmo(1410)和Polly(9216)影响辽东半岛时的路径近乎重合,但台风Polly造成了大范围的暴雨和大暴雨,而台风Matmo仅个别测站出现暴雨。利用中国气象局热带气旋年鉴、FY-2D卫星的黑体亮度温度(TBB)产品(0.1°×0.1°)、日本气象厅TBB资料、大连地区逐时自动气象站降雨量资料、常规观测资料和欧洲中期数值预报中心ERA-Interim全球再分析资料(0.125°×0.125°),对两个台风影响辽东半岛的降水过程进行了对比分析。结果表明:(1)两个台风均进入西风槽区而变性,在其西侧和北侧分别具有冷锋和暖锋锋生,辽东半岛的降水均发生在台风低压环流北侧的锋生区和环境风垂直切变明显增大过程中。但两个变性台风的大尺度环流背景却差异显著,台风Polly与西北侧较强冷空气相互作用,锋区随高度增加向西北倾斜,且与低空东南急流相连获得丰富水汽供应,强降水持续时间长,而台风Matmo与东北部对流层低层冷空气相互作用明显,锋区随高度增加略向东北倾斜,但其低空急流水汽通道被快速隔断,不稳定度和动力抬升条件减弱,强降水持续时间短。(2)台风Polly和Matmo的降水分布非对称明显,均出现在顺垂直切变方向的左侧,但台风相对于高空槽的位置不同,对流活动发展的方位有所差异。台风Polly中尺度对流活动在其北侧发展旺盛,且向西南弯曲,而台风Matmo对流活动仅发生在台风环流东北侧。(3)台风的强降水落区还与其低层环流内冷、暖平流的活动密切相关。台风Polly西北侧的冷平流加强,辽东半岛位于台风北侧低层冷暖平流交汇区,水平辐合加强,深厚的上升运动维持,而台风Matmo东北侧的冷平流加强,辽东半岛逐渐位于台风西侧,低层为冷平流控制的下沉运动区,大气层结趋于稳定。     

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.     

不同动力热力条件下蒙古气旋引发沙尘天气过程的对比分析

通过分析不同环流背景下蒙古气旋引发的两次沙尘天气过程发现,大尺度环流形势500 hPa上的冷空气和冷涡主体的位置不同,造成地面蒙古气旋的强度和气旋的生命周期也有所不同;强的斜压大气有利于蒙古气旋的发展,斜压大气中的温度平流和涡度平流的输送促进了气旋的快速发展,伴随着地面温、压、风等气象要素的急剧变化,产生强沙尘天气过程;大气行星边界层稳定度的理查孙数(Ri)有可能较好地描述沙尘天气过程的强度,强的沙尘天气过程中,Ri小于1并持续较长时间,有利于动力乱流发展;弱的沙尘天气过程中,只有短时出现负Ri.因此,Ri的强度以及持续时间的长短可以作为沙尘天气预报中的一个参考的预报因子.     

2003年春季中国沙尘天气异常的气候及环境背景

概述了2003年春季我国北方地区沙尘天气异常偏少的观测事实及其本特征.利用NCEP再分析资料以及台站观测资料,对可能影响2003年春季我国北方地区沙尘天气异常的气候与环境背景进行了分析.初步研究结果表明:2002/2003年冬季东亚大槽偏浅、东亚冬季风偏弱,从而导致春季冷空气活动偏少,这是造成2003年春季沙尘天气异常偏少的动力成因.此外,2003春季中国北方大部地区降水量偏多,沙尘源区内蒙古等地地表积雪覆盖面积大,从而造成积雪融化较晚,地表冻土层解冻推迟,土壤湿度增加,这也在一定程度上抑制了沙尘天气的形成.对卫星遥感反演的叶面积指数的分析表明,2003春季我国北方地区沙尘天气异常偏少与下垫面植被覆盖异常的关系不大.     

浙江热带气旋气候特征及其与环境场的关系

根据1950～2006年共57年的热带气旋(TC)年鉴资料对影响浙江热带气旋的气候特征进行了统计,结果表明,在影响我国和登陆我国热带气旋频数呈减少趋势的背景下,影响浙江和登陆浙江的热带气旋频数呈增加趋势,20世纪90年代以来,这种相反态势尤为明显。影响和登陆浙江TC频数均存在准15年和准25年的长周期,短周期则分别为准5年和准8年。影响浙江TC平均源地较影响我国TC平均源地偏北和偏东,90年代以来,影响浙江TC平均源地偏西、偏北。通过对热带气旋集中活动期(7～9月)的东亚环流形势进行分析发现,影响浙江TC偏多和偏少年,东亚高、中、低各层环流场特征几乎相反。     

热带内外地区环流季内变化的相互作用特征 I. 诊断分析研究

基于ECMWF客观分析资料，本文分析了１９８３／19８４和１９８６／19８７两个典型年份冬季东亚地区季内低频域中热带内外地区的季风环流、热带对流及低频波能之间的相互作用特征，强调了东亚冬季风对于这种相互影响的重要激发作用，同时指出热带地区积云对流可以是联系季内热带内外地区相互作用的一种重要的衔接因子。