1982年8月—1983年7月西太平洋及其邻近地区的大气加热场特征

本文用月平均资料详细地计算了强厄尔尼诺时期(1982年8月—1983年7月)西太平洋及其邻近地区的大气加热场。结果表明:(1)西太平洋、太平洋中部赤道及其热带全年是一个范围大、强度强的热源区,而上述热源区北、南两侧的副热带则为大范围的冷源区。我国南海也有一个较强的热源区。赤道热源带的南移和加强是厄尔尼诺时期的一个重要特征;(2)各月大气加热场的分布特征可分为冬春和夏秋两类;(3)总加热率的月际变化明显,且有2次显著的增热过程。     

夏季热带西太平洋海温对厄尔尼诺发展阶段我国东部汛期降水的影响分析

通过分析处于厄尔尼诺事件发展阶段的我国东部汛期(6—8月)降水异常与海温的关系,指出热带西太平洋海温异常对厄尔尼诺发展阶段汛期降水的异常可能起到重要作用。尽管已有研究显示,处于厄尔尼诺事件发展阶段的夏季容易出现长江以南少雨的分布特征,但本文利用最新资料(1951—2014年)对于所有处于厄尔尼诺发展阶段的夏季降水的分析显示,降水与ENSO指标(Nino3和Nino3.4指数)的关系并不显著,却与热带西太平洋海温之间存在显著的相关。同样处于厄尔尼诺发展阶段,降水可能出现截然不同的异常特征,当热带西太平洋海温偏冷时,夏季降水容易出现以长江为界"南少北多"的分布特征,而当热带西太平洋海温偏暖时,降水则容易出现以长江为界"南多北少"的分布特征。分析还指出,当热带西太平洋海温冷、暖不同时,热带(太平洋至印度洋)海温的分布会呈现出不同的特征,从而对热带大气及东亚副热带大气产生不同的影响,最终导致我国东部降水出现不同的异常分布。对于刚刚过去的2014年夏季,热带西太平洋海温异常偏暖可能是导致降水异常分布的原因之一。2014年夏季处于厄尔尼诺事件的发展阶段,同时热带西太平洋海温是1951年以来历次厄尔尼诺发展年夏季之中的最高值,而相应于热带西太平洋偏暖的特征,降水呈现出明显的"南多北少"的异常分布。夏季降水与海温的这种显著关系说明,除了用来定义厄尔尼诺事件的热带中东太平洋海温之外,热带西太平洋海温对于汛期降水的预测也具有重要的指示意义。     

安徽春季连阴雨与不同类型厄尔尼诺/拉尼娜衰减年的关系

研究安徽省最近几十年春季连阴雨变化规律及其与厄尔尼诺/拉尼娜事件的关系,对提高春季连阴雨认识和防灾减灾具有重要意义。基于1961—2018年安徽省77站逐日降水量和日照时数、美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,采用EOF、合成等方法分析了安徽省春季连阴雨的变化特征,并探讨不同类型厄尔尼诺/拉尼娜衰减年对春季连阴雨的可能影响。结果表明：近58 a安徽春季连阴雨日数、频次和最长连阴雨过程天数均呈北少南多的分布特征,其中江南南部是大值中心。连阴雨日数具有明显的减少趋势,平均每10 a减少1.0 d。连阴雨日数变化主要为全省一致型和南北反向型。东部型厄尔尼诺(拉尼娜)衰减年对应安徽春季连阴雨日数偏多(少),中部型厄尔尼诺/拉尼娜衰减年均有利于连阴雨日数偏少。东部型厄尔尼诺(拉尼娜)衰减年对应春季西太平洋副热带高压明显偏强(弱)偏北(南),厄尔尼诺衰减年日本海高压偏强,欧亚中高纬500 hPa高度场为两脊一槽(一槽一脊)形势,乌拉尔山高压脊(低压槽)明显,贝加尔湖为宽广低槽(高压脊),槽底部(脊前)冷空气持续南下,与西北太平洋异常反气旋(气旋)西侧的西南暖...     

对流圈加热场特征及其同我国江淮流域旱涝联系的初步研究

本文采用热流量方程计算了对流圈下半部(1000—500hPa)与对流圈上半部(500—200hPa)1980—1983年各年全球月平均加热场,讨论了冬夏季全球加热场分布及年际变化特点,指出中国东部降水异常与加热场异常之间有较一致的关系,凝结潜热在加热场中起主要作用,加热场特点同我国长江中下游区域旱涝存在一定关系,旱涝前期某些区域的加热率有明显差异。ENSO事件期间,发现亦道太平洋区域存在这样的关系(ΔQ/ΔT)>(ΔQ/ΔT)海温区,上升气流最强支移到赤道太平洋中部,同亦道西太平洋之间构成一个反Walker环流,赤道太平洋中部纬向风速是辐散的,经向风速则是辐合的,赤道西太平洋加热性质对ENSO出现有先兆现象。     

两类厄尔尼诺事件期间热带大气GILL响应分析

分析了1979—2018年两类厄尔尼诺事件期间月平均热带太平洋海面温度(sea surface temperature, SST)异常、对流降水异常、大气环流异常等特征,发现东部型、中部型厄尔尼诺期间海洋及大气加热场并不是赤道对称,赤道以南热源强度大于赤道以北。大气对热源的响应表现在:1)低层在大气热源西侧出现南、北半球热带相对应的气旋环流异常,但是赤道以南气旋的涡度大于赤道以北,且两类厄尔尼诺事件期间涡度中心的位置不同;到高层赤道中东太平洋呈现赤道对称的反气旋环流控制。2)低层热源的西侧出现西风异常,东侧为东风异常,西风异常的强度与范围明显大于东风异常,且东部型西风异常的强度大于中部型;而到高层,纬向风的风向和低层正好相反。3)低层东部型、中部型厄尔尼诺上升运动异常分别位于赤道中东太平洋和赤道中太平洋,下沉运动出现在热源东西两侧及赤道两侧5°N以北、5°S以南的热带地区;东部型到中层上升运动异常强度达到最大,而中部型到高层上升运动异常强度达到最大。4)低层东部型、中部型厄尔尼诺期间位势高度在中东太平洋为负异常,西太平洋为正异常;到高层,整个赤道中东太平洋地区均为位势高度正异常,并且在赤道两侧分别出现位势高度正异常中心,与反气旋环流涡度中心及下沉运动异常中心相对应。5)除西风异常范围大于东风异常,其他特征与赤道非对称热源GILL响应的理论计算模态基本一致。     

1986年冬季热带西太平洋区域性大气总能量收支

本文采用中美海-气合作考察第一次航程(1986.1.9—15,2.1—14)和若干站点的海洋气象资料,计算了热带西太平洋不同区域的大气湿静力能量的水平输送和局地变化、大气非绝热加热诸分量以及各区域海面与大气的热交换项。分析指出,在考察期间热带西太平洋上空,西部区是大气能量水平输送的能汇区,而东、中部区则反之。同时,热带西太平洋上空大气和海洋下垫面是个热源区,尤以西部区最为明显。由此可知,热带西太平洋大气能量收支具有明显的区域性差异,其西部区是较强的大气和海洋下垫面的热源区域,是热量、能量积存最多的地区。     

中国热带大气季节内振荡研究进展

热带大气季节内振荡(包括MJO)是大气环流的重要系统,它的活动及异常既对其他系统有一定的作用,也对长期天气和短期气候有明显影响。因此,热带大气季节内振荡一直是大气科学的前沿研究课题之一。文中对近5—10年中国学者的有关研究工作及其进展做了简要回顾和综合,主要包括:(1)热带大气季节内振荡特别是MJO的动力学机制;(2)热带大气季节内振荡以及MJO的数值模拟问题,特别是大气非绝热加热廓线对模式模拟MJO的重要作用;(3)热带大气季节内振荡和MJO,特别是在赤道西太平洋地区,与ENSO的相互作用关系;(4)热带大气季节内振荡(包括MJO)及其流场形势对西太平洋台风活动的重要影响,即MJO对西北太平洋台风生成数的调制作用,以及热带大气季节内低频气旋性(LFC)和反气旋性(LFAC)流场对西太平洋台风路径的影响;(5)热带大气季节内振荡(包括MJO)的活动及异常对东亚和南亚夏季风建立、活动异常的影响,以及它们与中国降水异常的密切关系。     

不同分布型厄尔尼诺事件及对中国次年夏季降水的可能影响

利用1951—2009年线性最优插值全球海温资料,NCEP/NCAR再分析大气资料,以及中国160个站的降水资料等,重点分析了不同分布型厄尔尼诺事件的海温演变特征及对应的热带大气的响应情况,并进一步探讨了不同分布型厄尔尼诺事件对次年夏季中国降水的可能影响。根据厄尔尼诺事件发展达到盛期时海温距平的分布特点,将1950年以来的厄尔尼诺事件分为东部型、中部型和混合型。不同分布型厄尔尼诺事件的海温演变及后期的发展都表现出较为明显的差异,对应的热带太平洋上空向外长波辐射距平分布及热带印度洋-太平洋上空的沃克环流异常也表现出明显的不同。在厄尔尼诺的次年夏季,通过影响850hPa风场、水汽输送及500hPa西太平洋副热带高压系统,东部型、中部型及混合型厄尔尼诺事件可能分别导致中国雨带呈现南方型(III类)、中间型(II类)和北方型(I类)的分布特点。     

近45 a浙江连阴雨时空分布的环流特征及成因

利用1973—2017年浙江省63个常规气象观测站的日降水资料及NCEP/NCAR提供的月平均海温场、风场、高度场和湿度场以及射出长波辐射(OLR)场等再分析资料,运用EOF和距平合成以及t检验等方法,分析了近45 a浙江省2—4月总连阴雨日数的时空分布与全省一致连阴雨分布型的大气环流场及海温场,OLR场等的分布特征,并探讨其成因。结果表明:浙江省2—4月总连阴雨日数空间分布主要有全省一致型、南北相异型两种类型。当欧亚大陆中高纬度为乌拉尔山脊偏强(弱),鄂霍次克海地区槽偏强(弱),副高强度偏强(弱),易发全省一致偏多(少)型连阴雨;浙江上空OLR为负距平区易发生全省一致偏多型连阴雨,浙江上空OLR为正距平区易发生全省一致偏少型连阴雨;全省一致偏多型赤道中东太平洋海温明显偏暖,而全省一致偏少型赤道中东太平洋海温明显偏冷;赤道西太平洋海温为反位相。厄尔尼诺次年,全省一致偏多型连阴雨易发生;拉尼娜次年,全省一致偏少型连阴雨易发生。     

西太平洋暖池次表层海温一场与ENSO关系的CGCM模拟结果

全球大气与热带太平洋相耦合的数值模式（ＣＧＣＭ） 很好地模拟了ＥＮＳＯ （ 厄尔尼诺和拉尼娜） 型海表水温（ＳＳＴ） 异常, 进一步分析多年的模式积分结果, 清楚地表明赤道中东太平洋ＳＳＴ 异常与西太平洋暖池次表层（ 深１００ ～２００ ｍ） 的海温异常有密切的关系。在Ｅｌ Ｎｉｎｏ 事件发生之前的半年到一年左右, 西太平洋暖池次表层海温有明显正异常,并向东传播; 而在Ｌａ Ｎｉｎａ 发生之前的半年到一年左右, 暖池次表层海温有明显负异常, 并向东传播。因此, 西太平洋暖池次表层海温异常及其东传对Ｅｌ Ｎｉｎｏ （Ｌａ Ｎｉｎａ） 的发生有极重要作用。     

NUMERICAL STUDY ON DOMINATING FACTOR AND KEY AREA OF EL NINO CYCLE FORMATION

A coupled model,which is employed to study the dominating factor and key area of El Ninocycle formation,consists of a dynamical ocean model and a statistical atmospheric model.Thecoupled model with seasonal forcing successfully reproduces the El Nino event cycle which exhibitsquasi-regular oscillations with a preferred period of about 4 years.The results show that the heatcontent(HC)is transported between the eastern and the western tropical Pacific areas.The spatialdistribution of HC anomalies for four phases of the whole cycle clearly shows a possible formationmechanism of El Nino.Experiments further suggest that sea surface temperature in the tropicalPacific and HC in the central tropical Pacific are the most important factors and the central tropicalPacific is the most important area for determining formation of El Nino cycle.     

NUMERICAL STUDY ON DOMINATING FACTOR AND KEY AREA OF EL NINO CYCLE FORMATION*

A coupled model,which is employed to study the dominating factor and key area of El Nino cycle formation,consists of a dynamical ocean model and a statistical atmospheric model.The coupled model with seasonal forcing successfully reproduces the El Nino event cycle which exhibits quasi-regular oscillations with a preferred period of about 4 years.The results show that the heat content(HC) is transported between the eastern and the western tropical Pacific areas.The spatial distribution of HC anomalies for four phases of the whole cycle clearly shows a possible formation mechanism of El Nino.Experiments further suggest that sea surface temperature in the tropical Pacific and HC in the central tropical Pacific are the most important factors and the central tropical Pacific is the most important area for determining formation of El Nino cycle.     

赤道太平洋降水与厄·尼诺

根据1899年—1982年赤道太平洋降水资料,研究了10月—12月降水量的时空变化。发现中太平洋最主要的特点是赤道地区与20°N以北及10°S以南变化相反。与赤道东太平洋海温变化比较证实,海温高时中太平洋多雨。分析赤道中太平洋多雨及少雨时海平面气压场表明,多雨时赤道低压偏东,南太平洋高压弱,而澳大利亚气压上升。最后指出,1982—1983年的厄·尼诺事件,就其伴随的环流与气候异常来讲,与以前的事件并无本质上的不同,但其强烈程度则是几十年来少见的。     

Distinguished Effects of Interannual Salinity Variability on the Development of the Central-Pacific El Nino Events

El Nio events in the central equatorial Pacific (CP) are gaining increased attention,due to their increasing intensity within the global warming context.Various physical processes have been identified in the climate system that can be responsible for the modulation of El Nio,especially the effects of interannual salinity variability.In this work,a comprehensive data analysis is performed to illustrate the effects of interannual salinity variability using surface and subsurface salinity fields from the Met Office ENSEMBLES (EN3) quality controlled ocean dataset.It is demonstrated that during the developing phase of an El Nio event,a negative sea surface salinity (SSS) anomaly in the western-central basin acts to freshen the mixed layer (ML),decrease oceanic density in the upper ocean,and stabilize the upper layers.These related oceanic processes tend to reduce the vertical mixing and entrainment of subsurface water at the base of the ML,which further enhances the warm sea surface temperature (SST) anomalies associated with the El Nio event.However,the effects of interannually variable salinity are much more significant during the CP-El Nio than during the eastern Pacific (EP) El Nio,indicating that the salinity effect might be an important contributor to the development of CP-El Nio events.     

海气系统年际异常中欧亚环流的作用及其与华南沿海降水的关系

本文利用通过周期分析提取主要信息的方法,分析了赤道东太平洋海温、欧亚西风环流经向指数、西太平洋副高面积指数和广州降水量之间的关系。发现它们之间有着密切的联系。主要表现为:欧亚西风环流经向度的变化早于赤道东太平洋的海温;赤道东太平洋的海温变化先于西太平洋副高;副高的变化又先于降水;同时,还有副高的变化先于欧亚环流的迹象。此外,本文进一步证实了欧亚环流对El Nino事件的作用,并且这种作用有可能是低纬普遍存在的准2年振荡的原因。最后,本文还指出了利用环流、海温等的变化进行El Nino预报和华南沿海降水预报      

热带太平洋地热散量与厄尼诺事件

国内外有关专家从海气间相互作用对厄尼诺事件进行了有益的探讨。认为与厄尼诺有关联的秘鲁海岸外的海面温度上升,是由于东南信风减弱而引起的冷水上翻的减弱(Bjerknes,1966;Wooster和Guillen,1974)。然而,E.M.Rasmusson等指出,日界线以东(140—170°w)沿着赤道,风距平出现的东西减弱不是在厄瓜多尔—秘鲁沿岸海温正距平之前,而是在它之后。C.S.Ramage等通过统计,在单侧检验15％的水平上没有拒绝海面温度与风速无关的零假设。认为人们必须抛弃厄尼诺时期秘鲁海面的风异常弱的想法。     

厄尔尼诺年和反厄尔尼诺年北半球500hPa非绝热热流量场的特征

本文应用谱方法,诊断、计算了1964—1985年间,6个厄尔尼诺年和6个反厄尔尼诺年北半球月、季大气非绝热热流量距平场。结果表明:厄尔尼诺现象对大气非绝热热流量距平场具有显著影响,大气的响应表现为低纬和中高纬非绝热热流量正负距平中心有组织的优势排列,其位相或强度存在低频振荡,并且差值中心表现为双月周期。反厄尔尼诺年,大气具有分布不变,但距平中心基本上为反位相的响应形式。最后,通过海气相关分析,指出了海温异常是决定大气非绝热热流量异常的最重要的原因。     

STUDY ON THE QUASI-FOUR YEAR OSCILLATION OF AIR-SEA INTERACTION

Complex Singular Value Decomposition(CSVD)analysis technique was applied to study theQuasi Four year Oscillation(QFO)of air sea interaction and its coupled pattern evolution duringdifferent phases.Results show that:(1)CSVD method can better reveal phase relation betweentwo physical fields:(2)Not only northerly anomalies from Northern Hemisphere but alsosoutherly anomalies from Southern Hemisphere contribute to EI Nino.They converge in westernequatorial Pacific,leading to outburst of strong equatorial westerly anomalies,and result in strongEl Nino event onset:(3)An abnormal subtropical anticyclone circulation appears overnorthwestern Pacific while El Nino developing.It favors transitions from the warm SST(EINino)to the cold SST(La Nina),just as the tropical westerly anomalies produced by abnormalcyclone during a decaying La Nina.which encourage the development of El Nino:(4)Thewesterly anomalies in equatorial Pacific are mainly induced by eastward abnormal subtropicalcyclone pairs,which are located in north and south Pacific respectively,and are not the eastwardwesterly anomalies from equatorial Indian Ocean.