热带西太平洋区域性大气能量收支的初步分析

本文探讨了中美西太平洋海-气相互作用合作考察期间,热带海洋不同海域上空大气能量的水平输送和局地变化。我们把热带西太平洋划分成三个多边形（东、中和西部区）,分别计算了1986年1月9—15日、2月1—14日逐日三个海区上感热、潜热和位能的平均、扰动输送项、局地变化项以及各边界面上大气能量的输送。得出西太平洋西部海域上空大气柱内能量的平均输送是由外界向区内输送,而中、东部海域则相反。这表明西太平洋西部热带海洋上大气柱内增温明显,而中、东部则不然。另外,大气能量局地变化的区域性差异,其量值比输送项值要小些。     

1986年10—12月西太平洋热带及其邻近海域的大气加热场分析

本文利用1986年10—12月西太平洋的考察资料和世界月平均气候资料详细地计算了西太平洋、太平洋中部热带及其邻近地区整层气柱的辐射和热量收支。主要结果是:(1)西太平洋和太平洋中部赤道及其热带海域10—12月整层气柱是一个范围很大的强热源区,而与之相邻的赤道南北两侧的副热带海域则是较强的冷源区。我国南海也有独立的热、冷源中心。(2)上述热源区主要是降水潜热很大造成的,而冷源则是由于整层气柱辐射支出多形成的。(3)热源区的月际变化明显。     

冬季热带西太平洋MJO活动强弱年的环境场特征

利用1948—2011年NCEP等再分析资料,采用合成分析等方法对比分析了冬季(冬半年)热带西太平洋MJO(Madden-Julian Oscillation)活动强、弱年的环境场特征。结果表明,冬季热带西太平洋MJO的活动具有显著的年际和年代际变化。MJO活动强年,对流层低层在菲律宾以东洋面上空有异常气旋式环流,赤道东太平洋上空为较强的东风距平,赤道印度洋到赤道西太平洋上空是异常西风,西太平洋地区有较强辐合,从而导致热带西太平洋地区积云对流活动显著加强;而MJO活动弱年的环流特征相反。热带MJO以东传为主,有少量西传波动。在MJO活动强年,无论东传还是西传其时空谱值都显著大于MJO活动弱年,其中心频率较MJO活动弱年偏高。MJO活动的异常和海温及东亚冬季风紧密相连,在MJO活动强年,海平面气压和500 hPa位势高度异常场表现为中高纬度的正异常和低纬地区的负异常,东亚冬季风活动偏强,中国大陆中部气温普遍偏低,同时,黄河以南长江以北地区降水偏多,而长江以南地区降水偏少;台湾附近海域受强东亚冬季风影响,海表温度偏低,东太平洋上海温距平呈现La Ni?a型的异常分布,而在MJO活动弱年上述特征基本相反。      

热带西太平洋边界层大气的多逆温层特征

本文主要利用第四航次“中美热带西太平洋海气相互作用联合调查”所获得的海洋水文气象及低空大气温度探测资料,分析了热带西太平洋暖水区边界层大气层结特征,指出春季热带西太平洋边界层大气具有多逆温层的层结特征。逆温层个数大多为4个左右,厚度多在30m以上,最厚336m。这一研究结果是关于热带大洋边界层结构观测研究的重要补充。      

1986—1987年北半球冬季亚澳地区大气环流异常及其与西太平洋SST异常的联系

1986—1987年冬季亚澳地区大气环流异常主要表现在北半球中纬盛行纬向气流,副热带西风急流、西太平洋副热带高压脊及ITCZ位置异常偏北;西北太平洋热带气旋活动频繁;赤道盛行异常西风和异常南风;澳大利亚海平面气压偏高等现象。在这种大气环流异常形势下,东亚地区冬季风偏弱,冷空气主要在偏北地区东移,温度异常偏高,中国北方降水偏多,南方降水偏少。与此同时,澳大利亚夏季风偏弱并推迟一个月建立,整个澳大利亚地区降水偏少。大气环流异常是从低纬开始的。ITCZ位置异常偏于北半球,比其他环流系统异常要早一个月以上发生。1986年夏季以来,西太平洋赤道附近及其偏北地区SST始终维持异常偏高,可能是造成ITCZ异常偏北的原因,并进而引起瓦克环流减弱和南方涛动指数(SOI)偏低,从而对1986—1987年的ENSO事件的发生起了促进的作用。1986年夏秋季节西北太平洋30°N950hPa上北风异常,冬季南风异常又可能是引起西太平洋SST异常分布的原因,因此,1986—1987年冬季亚澳地区的异常事件必须从海—气相互作用的观点来加以说明。      

赤道西太平洋大气气溶胶分布与热带天气的关系

通过1985年至1987年TOGA试验,我们获得了不同热带环流条件与大气气溶胶分布之关系。在热带辐合带中,由于雨水的冲刷作用,可使气溶胶浓度值≤10μg/m3,并且其分布与风速无关,而当无雨的时候,其浓度值可以比有雨时大一个量级。在台风热带环流中,其气溶胶浓度分布在云雨带中是不均匀的。在台风雨带中,气溶胶浓度值＜10μg/m3,而在台风干带中,其值＞100μg/m3。     

热带西太平洋秋季低空大气温度层结的基本特征

本文利用现场考察资料,分析了热带西太平洋低空大气温度层结基本特征。发现其边界层内往往有多个弱逆温层存在,在2000—3000m之间也常有弱逆温层存在。     

热带西太平洋海面的热量收支——中美西太平洋海-气合作考察观测事实之三

本文根据1986年2月8—14日中国“向阳红14号”考察船以及其它的船泊水文气象观测资料,计算了西太平洋热带海面(140—160°E、18°S—14°N)的能量收支各分量。计算结果表明,这个期间内该海面所获得的热量净收入的大小与赤道辐合带低值系统的增强或减弱有关;海面向大气输送的热量主要是以潜热通量输送方式进行的;考察海域内相当部分海面,供给大气能量大于它从大气接收的能量,其中最明显的地区出现在西太平洋热带地区(10°N附近),而不是在赤道地区。     

冬季热带西太平洋海平面气压与后期亚洲夏季风的关系

利用月平均的NCEP/NCAR再分析资料(1958-1996),基于一个新的冬季热带西太平区域环流指数,研究了冬季热带西太平洋环流的极端异常及其随时间的演变。研究发现,冬季热带西太平洋环流异常与北半球亚洲大陆高纬度地区的气候变化有紧密的联系。随着季节发展,冬季出现在热带西太平洋的一个反气旋(气旋)环流异常逐渐向东北方向移动并向西扩展,其东西方向的轴线逐渐被拉长。因此,位于反气旋(气旋)环流异常南部的异常东风(西风)连续向西伸展到印度半岛,导致南亚夏季风减弱(增强)。同时,随着季节发展,源于热带西太平洋的气压异常逐渐移近并最终占据亚洲大陆,进而影响夏季亚洲大陆热低压。     

大气瞬变强迫对冬季西太平洋遥相关型影响

用NCEP/NCAR1948—2005年逐月和逐日资料,分别从天气尺度瞬变热力异常强迫和瞬变动力异常强迫两方面的作用着手,就大气瞬变异常强迫对冬季西太平洋遥相关(WP)型形成的影响进行了初步分析。通过分析表明,在对流层低层,天气尺度瞬变热力异常强迫对冬季WP型的形成主要起削弱作用,而瞬变动力异常强迫对WP型的形成没有明显的加强或削弱作用;在对流层中高层,瞬变热力和动力异常强迫都有助于WP型的形成和维持,而且瞬变动力异常强迫对WP型的形成和维持作用还存在南北非对称性的特点,即瞬变动力异常强迫对WP型的南北偶极子型中北区异常的形成和维持作用显著,而对WP型中的南区异常的形成作用不明显。研究还表明,天气尺度瞬变异常强迫对WP型形成的作用时间是次月尺度的。     

CHARACTERISTICS OF HEAT FLUX OVER THE TROPICAL WESTERN PACIFIC DURING THE IOP OF TOGA-COARE

Based on the surface meteorological and radiosonde data during the IOP of TOGA-COARE (Tropical Ocean Global Atmospheric-Coupled Ocean Atmospheric Response Experiment) at the observation site (2°15′S, 158°E)of "R/V Shiyan 3", characteristics of the heat flux, especially that pertaining two WWBs (westerly wind bursts)over the tropical western Pacific for the IOP, are exhaustively analyzed. Meanwhile, the relationships among large-scale circulation and mid-and-high latitude circulation are discussed. The results show that the latent and sensible heat fluxes from sea surface to air over the tropical western Pacific are very strong in both the WWBs,and that their causes of formation have important relations with cross-equatorial flow from the winter hemisphere,and the heat exchange over sea surface varies with different weather condition.     

夏季西太平洋副热带高压北抬过程动能变化分析

本文利用ECMWF/WMO2.5°×2.5°网格点资料,对1982年7月西太平洋副热带高压一次明显北抬过程的动能及其收支进行了诊断分析。结果表明西太平洋副高北抬过程中动能和动能收支具有明显的特征,并指出了副高北抬的可能机制及预报副高北抬的着眼点。      

TOGA-COARE强化期(IOP)西太平洋热带海域的热通量特征

选取夏季月 份南海局地性扰动发展与不发展的个例各一个,利用动能收支方程分别考察了辐散风和旋转风的动能制造和输送对扰动发生发展的贡献,并计算了辐散风旋转风之间的动能转换。     

IMPACT OF TROPICAL INTRASEASONAL OSCILLATION ON THE TRACKS OF TROPICAL CYCLONES IN THE WESTERN NORTH PACIFIC

In this work,an index of tropical 20-90 d oscillation(intra-seasonal oscillation;ISO)in the western North Pacific(WNP)was determined via the combined empirical orthogonal function(EOF)method using daily outgoing longwave radiation(OLR)field data from the National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA),daily wind field data(at 850 hPa)from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF)and referencing the Madden-Julian oscillation(MJO)index proposed by Wheeler and Hendon.An in-depth investigation was conducted to examine the impact of the ISO on changes in tropical cyclone(TC)tracks in the WNP during different ISO phases.The research results indicate that during the easterly phase of the ISO,under the impact of the northeastern airflow of anti-cyclonic ISO circulation,the easterly airflow south of the western Pacific subtropical high is relatively weak,and TCs generated in the subtropical high tend to change their tracks east of 140°E;during the westerly phase,there is a relatively high probability that TCs change their tracks west of 140°E.This work also analyzed the ISO flow field situation in cases of typhoons and determined that the track of a tropical cyclone will experience a sudden right turn when the center of the ISO cyclonic(anti-cyclonic)circulation coincides with that of the cyclone.     

1986～1987年El Niño期间热带西太平洋及南海海气热量交换研究

文中根据热带西太平洋海气相互作用研究（ＴＯＧＡ）第１～５及第８航次和南海科学考察结果,对热带西太平洋和南海海气热量交换作了分析。结果表明：ＥｌＮｉｎｏ事件发生前,热带西太平洋及南海海气热量交换非常强烈;ＥｌＮｉｎｏ事件发生后,热带西太平洋及南海海气热量交换反而减弱。     

西北太平洋热带气旋强度变化的若干特征

使用NOAA海表温度资料、ECMWF再分析资料和JTWC台风最佳路径数据,对1984—2013年30年西北太平洋热带区域（100 °E~180 °,0~60 °N）内热带气旋（TC）的强度变化特征及其与环境风垂直切变（VWS）、海表温度（SST）、最大风速半径（RMW）的关系作了统计分析,尤其关注TC强度突变。结果表明:（1）在研究区域内,TC样本中35.2%强度稳定,52.8%强度变化缓慢,仅12.0%强度突变,约92.7%的迅速加强TC样本发生在其台风及以上强度等级;（2）2000年以来,TC强度稳定样本减少,强度迅速变化样本增多。5月和9—10月是TC强度突变的高频期;（3）超过12 m/s的环境VWS下TC迅速加强较少,且只有台风及以上强度TC才能在大于12 m/s的VWS下迅速加强;（4）TC加强和迅速加强主要在28.5~30.0 ℃的SST洋面上发生,在较低SST下仍迅速加强的TC强度等级较高;（5）TC样本的RMW多小于100 km,其中强度突变TC RMW峰值区在20~40 km;（6）加强TC的RMW的24 h变化一般减小,减弱TC的RMW则增大;其中强度突变TC尤其明显,超强台风发生迅速加强时,RMW减小的比率达84.6%,但仍有15.4%比率的RMW增大。      

冬季热带太平洋和印度洋SSTA对大气协同作用的数值试验

通过比较热带太平洋和印度洋典型分布的海表温度距平（ＳＳＴＡ）场以及热带西太平洋孤立海域ＳＳＴＡ对大气环流影响的数值试验结果，发现两者存在明显的差异，前者与观测事实一致，由此说明大气环流异常是热带太平洋和印度洋ＳＳＴＡ协同作用的结果。     

A CLIMATOLOGY OF EXTRATROPICAL TRANSITION OF TROPICAL CYCLONES IN THE WESTERN NORTH PACIFIC

Based on best-track data and JRA-25 reanalysis, a climatology of western North Pacific extratropical transition (ET) of tropical cyclone (TC) is presented in this paper. It was found that 35% (318 out of 912) of all TCs underwent ET during 1979–2008. The warm-season (June through September) ETs account for 64% of all ET events with the most occurrence in September. The area 120°E–150°E and 20°N–40°N is the most favorable region for ET onsets in western North Pacific. The TCs experience ET at latitudes 30°N–40°N and have the greatest intensity in contrast to other latitude bands. The distribution of ET onset locations shows obviously meridional migration in different seasons. A cyclone phase space (CPS) method was used to analyze the TC evolution during ET. Except for some cases of abnormal ET at relatively high latitudes, typical phase evolution paths—along which TC firstly showed thermal asymmetry and an upper-level cold core and then lost its low-level warm core—can be used to describe the main features of ET processes in western North Pacific. Some seasonal variations of ET evolution paths in CPS were also found at low latitudes south of 15°N, which suggests different ET onset mechanisms there. Further composite analysis concluded that warm-season ETs have generally two types of evolutions, but only one type in cold season (October through next May). The first type of warm-season ETs has less baroclinicity due to long distance between the TC and upper-level mid-latitude system. However, significant interactions between a mid-latitude upper -level trough and TC, of either approaching or being absorbed into the trough, and TC’s relations with downstream and upstream upper-level jets, are the fingerprints for both a second type of warm-season ETs and almost all the cold-season ETs. For each type of ETs, detailed structural characteristics as well as precipitation distribution are illustrated by latitude.     

热带西太平洋海温变化及其与赤道东太平洋海温变化的关系

利用１９５１－１９８８年１０°Ｓ－５０°Ｎ太平洋的ＳＳＴ资料对热带西太平洋海表温度的变化及其与赤道东太平洋海表温度变化的关系进行了分析，发现热带西太平洋ＳＳＴ存在准两年周期的变化。这种变化与ＥＮＳＯ活动相联系：Ｅｌ Ｎｉｎｏ年的ＳＳＴ距平值位于谷值；反Ｅｌ Ｎｉｎｏ年的ＳＳＴ距平值位于峰值。热带西太平洋与赤道东太平洋的ＳＳＴ变化存在弱的反相关关系。两者间存在位相差，前者的变化比后者超前几个月甚至１     

APPLICATIONS OF THE CLOUDSAT TROPICAL CYCLONE PRODUCT IN ANALYZING THE VERTICAL STRUCTURE OF TROPICAL CYCLONES OVER THE WESTERN PACIFIC

Cloud profiling radar (CPR) onboard CloudSat allows for deep penetration into dense clouds/precipitation. In this study, tropical cyclones (TCs) are classified into three stages as developing, mature, and decaying. The circular TC area with the radius of 500 km is divided into five regions. The vertical structure characteristics of 94 Western Pacific TCs at different stages in different regions from June 2006 to February 2014 are statistically quantified using the CloudSat tropical cyclone overpass product (the CSTC Product). Contoured frequency by altitude diagrams (CFADs) of radar reflectivity show an arc-like feature and exhibit opposite distributions with a boundary at 5 km. Bright bands are found at this altitude, indicating melting layers. Deep convective (DC) clouds have the largest occurrence probability in the inner region, while Ci clouds occur more frequently in the outer region at 10-15 km. As clouds have the second largest vertical scale after DC clouds. Distributions of Ac, Cu, and Ns clouds at different stages have few distinctions. As the altitude increases, the ice effective radius and the distribution width parameter decrease while the particle number concentration increases. Moist static energy (MSE), cloud thickness (CT), liquid water path (LWP), ice water path (IWP), water vapor (WV), and rain rate (RR) all diminish along the radial direction and are significantly larger at the mature stage. The average value of MSE at the developing stage is larger than that at the decaying stage.