青藏高原卫星观测地表温度的分析

利用 ＩＳＣＣＰ－Ｃ２卫星观测地表温度资料，使用 ＥＯＦ方法分析了青藏高原地区地表温度的空间分布和时间变化特征，讨论了地表温度变化对气候变化如季风和降水的影响和响应。根据地表温度的相关性讨论了青藏高原地区的气候区划，并据此划分了３个气候区。     

北半球冬季环流异常对我国东北夏季长期天气过程的影响

用北半球１４个冬季的５００ｈＰａ候距平高度场和１４个夏季东北地区温度和降水候距平资料，分析了冬季环流异常对次年夏季温度和降水异常的影响，发现北半球冬季环流异常的显著区与冬季大气活动中心或超长波槽脊相联系；与我国东北地区夏季温度和降水异常关系密切。在Ｅｌ Ｎｉｎｏ和反Ｅｌ Ｎｉｎｏ年，这种现象更为明显。     

大气遥相关与湖北省温度及降水异常的关系

利用已定义的遥相关强度指数公式,分别计算了１９５１－１９９５年北半球５００ｈＰａ夏季和冬季（１２、１、２月）的遥相关强度指数,同时计算了湖北省１０个代表站温度距平、降水距平百分率与各遥相关型的相关系数。结果表明,对湖北省温度有影响的遥相关型主要有１２月的ＥＵＰ指数、７月的ＮＡＥＷ指数;对湖北省降水有影响的遥相关型主要有冬季的ＰＮＡ、ＥＵＰ指数等。     

夏季青藏高原对流层温度与西北太平洋副热带地区降水的关系

利用1979—2016年CMAP(CPC Merged Analysis of Precipitation)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project)的降水数据以及ERA-Interim再分析资料,通过统计方法研究了夏季青藏高原地区对流层中上层温度年际变率与同期西北太平洋副热带地区降水的关系及其相关的物理过程。结果表明,在年际变化尺度上,夏季高原对流层温度与同期西北太平洋副热带地区降水存在显著的正相关,即当高原对流层温度偏高时,西北太平洋副热带区域的降水偏多,反之亦然。分析研究指出,当夏季高原对流层温度偏高时,高原上空南亚高压显著增强并且向东扩展至日本地区,高原北部对流层出现异常的上升运动,这一异常上升气流随着高度增加逐渐北偏,并在中高纬度地区沿着异常西风气流向东扩展至日本地区,随后向南下沉至日本南部;受该异常下沉运动影响,日本南部对流层低层出现异常反气旋,其东侧的异常北风与西北太平洋低层的异常气旋、反气旋环流存在紧密联系。西北太平洋地区这种异常环流特征为西北太平洋副热带区域的降水提供了有利的动力和水汽条件,从而使该区域降水增多。     

海表温度和地表温度与中国东部夏季异常降水

主要研究太平洋与印度洋海表温度和地表温度场与中国东部夏季降水的相关关系,以及异常大降水产生的下垫面条件.研究结果表明:(1)夏季黑潮区海温与同期长江流域的降水存在明显正相关,北方地区夏季降水与靠近非洲东岸的印度洋海域存在明显负相关.(2)夏季海温异常与同期中国降水异常场之间的相关分析(SVDI)表明,20世纪70年代后期当海温由La Nina多发期向El Nino多发期转变后,长江流域向异常多雨转变,而其北方和南方地区则向异常少雨方向发展.(3)中国东部区域降水与陆面温度的明显相关区有:(a)春,夏季热带非洲和夏季亚洲大陆部分地区地表温度与当年长江流域夏季降水存在显著正相关;(b)春季4、5月份部分亚洲大陆地表温度与当年华北地区夏季降水有明显负相关.(4)通过对比分析发现:长江(1954,1998和1999年)或江淮(1991年)流域几次特大异常降水的下垫面条件是黑潮区为海温正距平,同期欧亚大陆主要为正地表温度距平场.     

ENSO事件对我国季节降水和温度的影响

对近40年来ENSO当年和次年我国季节降水和温度异常进行了合成分析和信度检验。结果表明，ENSO当年我国以少雨、低温为主，次年则相反。降水和温度异常季节变化也基本呈相反趋势。长江中下游地区显著降水异常并不发生在夏季，而在ENSO当年春、秋季和次年春季；东北地区最显著的低温也不在夏季，而在ENSO当年秋季至次年春季。根据本文结果对目前ENSO影响研究中的有关问题提出了看法。     

赤道东太平洋海温与湘西温度,降水的统计分布

根据１９５７－２０００年４月赤道东太平洋海温和本州温度、降水、统计分析了厄尔尼诺（Ｅ１Ｎｉｎｏ）、拉尼娜事件（ＬｉＮｉｎａ０及Ｎｉｎｏ３区海温与本区域温度降水的关系。结果发现：Ｎｉｎｏ３区海温、Ｅ１Ｎｉｎｏ和ＬａＮｉｎａ与本州温度、降水存在一定的内在关系,又以冬季温度、后汛期降水关系最好,且对长期气候有一定的预测意义。     

华西秋雨与海表温度的关系

利用1951-2011年华西地区25个测站逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及NOAA ERSST海表温度资料,分析了影响华西秋雨降水异常的环流场特征,并探讨了华西秋雨变化与海表温度的联系。研究表明:多雨期(少雨期)东亚500 h Pa高度距平场呈东高西低(西高东低)态势,西太平洋副高东退(西伸);700 h Pa风矢量合成分析亦表明,典型多雨年华西地区位于反气旋后部,盛行偏南气流,水汽供应充足。赤道西太平洋以及赤道中太平洋海域是影响华西秋雨异常变化的关键海区,该海区夏季海表温度变化可以作为华西地区秋季降水变化的预测指标之一。     

青藏高原地表热力异常与我国江淮地区夏季降水的关系

利用NCEP/NCAR再分析月平均资料和中国160站降水资料,分析了1951～2000年间5月青藏高原主体、高原东部和高原西部（90°E分界）地表温度的变化特征及其与江淮地区夏季降水的关系。结果发现:在研究高原热力异常对我国江淮地区夏季降水的影响时,要考虑到高原热力状况的空间差异对其的影响。相关分析发现,与高原主体和高原西部相比,高原东部地表温度变化对7月江淮地区的降水有更好的指示性。高原东部和其以北区域的大尺度热力差异比高原本身的热力异常对江淮地区夏季降水有更好的指示意义,可以作为我国江淮地区夏季降水的一个预报因子。     

工业SO2排放对东亚和我国温度变化的影响

根据东亚地区工业ＳＯ２排放资料和硫化物输送模式模拟得到的ＳＯ２－４气溶胶的区域分布状况,计算了ＳＯ２－４对地气系统的直接辐射强迫作用,并用能量平衡模式模拟了其对东亚和我国温度变化的影响。模拟结果和资料分析表明,８０年代以来在全球变暖的背景下,我国南方大部分地区平均气温（特别是日最高温度和白天温度）普遍下降。工业ＳＯ２排放引起的大气中ＳＯ２－４含量的增加可能是引起降温的主要原因之一     

淮河流域汛期暴雨与西太平洋海温关系

利用淮河流域172测站1960—2009年逐日气象资料和全球海温资料,通过对淮河流域汛期暴雨与前期西太平洋海温的相关分析来研究海温的变化对淮河流域汛期暴雨的影响。选取西太平洋海域（158°～170°E,8°～14°N）作为关键海区,前一年5—6月作为关键时段,通过分析发现海温偏低（高）年,淮河流域的绝大部分地区的暴雨量减少（增加）,淮河流域东北部呈现与其他地区反相的变化特征;在暴雨偏多（少）年,对应的前一年5—6月关键海区正好是海温偏高（低）。正是由于西太平洋关键海区持续的海温异常引起了次年汛期大气环流的异常,导致了淮河流域汛期暴雨的异常,这正是海温与暴雨具有很好相关的内在原因。     

Marginal sea surface temperature variation as a pre-cursor of heat waves over the Korean Peninsula

This study examines the role of the marginal sea surface temperature (SST) on heat waves over Korea. It is found that sea surface warming in the south sea of Korea/Japan (122-138°E, 24- 33°N) causes heat waves after about a week. Due to the frictional force, the positive geopotential height anomalies associated with the south sea warming induce divergent flows over the boundary layer. This divergent flow induces the southerly in Korea, which leads to a positive temperature advection. On the other hand, over the freeatmosphere, the geostrophic wind around high-pressure anomalies flows in a westerly direction over Korea during the south sea warming, which is not effective in temperature advection. Therefore, the positive temperature advection in Korea due to the south sea warming decreases with height. This reduces the vertical potential temperature gradient, which indicates a negative potential vorticity (PV) tendency over Korea. Therefore, the high-pressure anomaly over the south sea of Korea is propagated northward, which results in heat waves due to more incoming solar radiation.     

新疆塔城地区暴雨时空变化特征及其影响因子分析

摘要：利用1960—2022年新疆塔城区域9个国家气象观测站逐日观测数据、国家气候中心大气环流和海温指数,分析塔城区域暴雨事件的时空变化特征及其影响因子。结果表明：近63 a塔城区域年平均暴雨事件发生频数为1.98站日数,西北部最多,中部最少;各站暴雨强度相差不大,平均强度为30.78 mm?d-1;塔城区域暴雨频数和暴雨量均呈增多趋势。暴雨事件主要集中在5—7月,7月最多。暴雨事件年代际变化阶段性特征明显,20世纪60年代至80年代持续偏少,90年代开始转为增多趋势并在21世纪10年代达到峰值。西太平洋副热带高压面积、强度和北界位置指数和亚洲（北半球）极涡面积（强度）的变化对暴雨事件有重要影响,ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）冷（暖）事件与塔城区域暴雨的少（多）有较好地对应关系。     

热带太平洋地区风场异常和与El Nio有关的年际变化

利用1964~1993年NCEP/NCAR再分析风应力资料和中国科学院大气物理研究所发展的14层热带太平洋环流模式(OGCM),对热带太平洋与El Ni~no有关的年际变化进行了研究。首先,分析了西太平洋暖池次表层海温异常(SOTA)与Ni~no 3区海表温度异常(SSTA)的年际变化关系,发现在El Ni~no事件之前,暖池的次表层海温都有明显正异常出现,它的东传导致了El Ni~no的发生,并且SOTA的传播随纬度变化,沿赤道东传,在赤道外西传。然后,选取了20世纪70年代和80年代两次最强的El Ni~no事件讨论了引起这种机制的可能原因———西风异常的作用。最后,对1964~1993所有的El Ni~no年的风场、次表层海温和海表温度的异常进行了综合分析。     

北极—欧亚温度偶极型对应环流的非对称特征及可能成因

基于1950—2021年美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料以及英国哈德莱中心提供的海温、海冰密集度资料,分析了年际尺度上北极—欧亚温度偶极型模态及其对应环流的非对称特征和可能形成机理。结果表明,这种模态自身即相关地表气温异常的位置和强度在其正负位相下非对称性都较弱,其中暖北极—冷欧亚(Warm Arctic-Cold Eurasia,WACE)事件下的温度异常分布略偏北,在欧亚大陆的冷异常相较于冷北极—暖欧亚(Cold Arctic-Warm Eurasia,CAWE)事件暖异常的强度略强。然而,WACE模态正负位相对应的环流有明显的非对称性,WACE事件对应着弱的北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)正位相以及欧亚大陆上空的强大的高压异常,而CAWE事件则对应着强NAO负位相。进一步研究表明,这种环流的非对称性特征与热带太平洋海温调控的非对称性有关,当La Niña事件出现,尤其海温的负异常中心偏西时,欧亚大陆中高纬地区地表气温易呈现WACE的形态,而CAWE事件则主要由大气内部变率调控,与热带太平洋海温的联系不明显。     

一个冰气相互作用数值模拟结果的可能统计解释

基于一个全球海-冰-气耦合模式的数值模拟结果,选取冬季格陵兰海海表面温度(SST)、海冰密集度、海表面感热通量等物理量以及3个相关区域海平面气压分别作经验正交函数展开,取第一模时间系数作相关分析。结果表明,上一年海冰密集度偏大(小)与来年的SST偏低(高)相联系,但二者同期相关性最大。当海气热通量交换变化超前一年时,其与SST相关性最大。模式最低层大气温度与海洋表面热通量之间的同时相关性最大,冬季模式最低层气温偏高(低)与海洋表面失去的感热、潜热通量偏少(多)相联系。气温、比湿都和冰岛低压区及格陵兰海的海平面气压相关性最强,冰岛低压气压偏低(高)与模式最低层气温和比湿偏高(低)相联系。所以,在海-冰-气年际尺度的相互作用中,主要关系是大气环流调整造成大气中云量和低层气温、湿度变化,进而影响海气界面上的通量交换,造成SST的变化。SST变化决定着海冰范围及海冰密集度的变化,但海冰变化时通过相变潜热的释放或吸收反过来对SST变化有较明显影响。     

中亚地区夏季温度的季节预测

根据1979~2016年春季海表温度、土壤温度以及大尺度气候指数与中亚地区夏季温度的相关关系,确定了印度洋东南部海表温度、非洲西北部土壤温度、大西洋多年代际振荡（AMO）和东亚/西俄型（EA/WR）4个春季预测因子,进而建立了中亚地区夏季温度的预测模型。春季印度洋东南部海表温度暖异常、非洲西北部土壤温度暖异常、AMO正异常与EA/WR负异常均对应夏季中亚地区500 hPa位势高度场正异常,为该地区夏季高温发生提供有利条件。预测模型留一法交叉验证产生的1979~2016年中亚地区夏季温度无（有）趋势的时间序列与观测的无（有）趋势的时间序列的相关为0.65（0.74）,表明该预测模型具有良好的预测能力。研究结果有望帮助提高中亚地区夏季温度的预测技巧。     

Suppression of ENSO in a coupled model without water vapor feedback

 We examine 800-year time series of internally generated variability in both a coupled ocean-atmosphere model where water vapor anomalies are not allowed to interact with longwave radiation and one where they are. The ENSO-like phenomenon in the experiment without water vapor feedback is drastically suppressed both in amplitude and geographic extent relative to the experiment with water vapor feedback. Surprisingly, the reduced amplitude of ENSO-related sea surface temperature anomalies in the model without water vapor feedback cannot be attributed to greater longwave damping of sea surface temperature. (Differences between the two experiments in radiative feedback due to clouds counterbalance almost perfectly the differences in radiative feedback due to water vapor.) Rather, the interaction between water vapor anomalies and longwave radiation affects the ENSO-like phenomenon through its influence on the vertical structure of radiative heating: Because of the changes in water vapor associated with it, a given warm equatorial Pacific sea surface temperature anomaly is associated with a radiative heating profile that is much more gravitationally unstable when water vapor feedback is present. The warm sea surface temperature anomaly therefore results in more convection in the experiment with water vapor feedback. The increased convection, in turn, is related to a larger westerly wind-stress anomaly, which creates a larger decrease in upwelling of cold water, thereby enhancing the magnitude of the original warm sea surface temperature anomaly. In this manner, the interaction between water vapor anomalies and longwave radiation magnifies the air-sea interactions at the heart of the ENSO phenomenon; without this interaction, the coupling between sea surface temperature and wind stress is effectively reduced, resulting in smaller amplitude ENSO episodes with a more limited geographical extent. Received: 26 March 1999 / Accepted: 25 October 1999     

On the relationship between arctic sea‐ice anomalies and fluctuations in Northern Canadian air temperature and river discharge

Abstract

A lagged cross‐correlation analysis of climatic data from the period 1953–1984 was carried out for three regions of Northern Canada (Beaufort Sea, Hudson Bay, Baffin Bay/Labrador Sea) to determine the relationships between sea‐ice anomalies and surface air temperature and river discharge anomalies. Significant negative correlations at the 95% level were found between sea‐ice and temperature anomalies. A significant correlation at the 95% level was found between sea‐ice and river discharge anomalies in only one of two subregions studied.     

The surface heat flux feedback. Part II: direct and indirect estimates in the ECHAM4/OPA8 coupled GCM

The surface heat flux feedback in the Atlantic Ocean is estimated in the ECHAM4/OPA8 coupled model. The net heat flux feedback is negative everywhere, mostly ranging between 15 and 35 W m^-2 K^-1, but reaching up to 50 W m^-2 K^-1 in the tropics, so that it damps existing sea surface temperature anomalies. The bulk of it is due to the turbulent flux, although in the tropics the radiation feedback also strongly contributes. The turbulent heat flux feedback is strongest in fall and winter at extra-tropical latitudes, and in spring and summer near the equator. At mid-latitudes, the radiation feedback remains small in each season, but it can be strongly negative in parts of the tropics. At extra-tropical latitudes the model feedback compares rather well with estimates derived in Part I from the COADS observations and the NCEP reanalysis, but in the tropical Atlantic the negative heat flux feedback is much too strong. An indirect estimation of the model heat flux feedback is also attempted in regions of small mean surface current, based on the difference in decay time of sea surface temperature and salinity anomalies. The inferred negative heat flux feedback is qualitatively correct, but the seasonal changes in the mixed-layer depth are too large for the method to be accurate at high latitudes.