西北太平洋热带气旋路径异常偏折的分类特征

基于中国台风网CMA-STI热带气旋（TC）最佳路径资料,对1949—2016年西北太平洋TC路径发生异常偏折的地理位置进行K-means聚类分析,并将其分为五个区域。对各区TC路径异常偏折的频数、方向变化、周期及时间变率等特征进行分析。结果表明:(1)不同分区TC异常偏折高频月份不同,纬度较高区域主要发生在夏季,纬度较低区域则主要发生在秋季。(2)异常右折TC在发生偏折前移向主要为西北向,偏折后为北向;异常左折TC偏折前主要为北向,偏折后主要转为西北向。(3)西北太平洋TC异常偏折总频数存在准2~4年、准3~6年的年际变化周期,其长期变化趋势表现为20世纪80年代中期之前呈增加趋势,其后呈减少趋势, 低纬区域年变化与之最为相似,中高纬区域变化趋势不明显。（4）将研究区域按5 °×5 °进一步栅格化统计TC异常偏折频数的时间变率,发现其地理分布表现为中国沿海为正、台湾岛以东海域为负的变化特征。其中沿海的增加趋势主要由异常右折增加引起,台湾岛以东洋面的减弱趋势主要由异常左折的减少引起。(5)异常右折TC强度增强的高频中心主要位于菲律宾半岛以东洋面,次中心位于中国南海中部,而强度减弱位于台湾岛西南区域;异常左折TC强度增强的高频中心位于南海中部,强度减弱中心位于我国东南沿海。      

北京秋季城区和近郊近地层O3特征

北京十三陵地区出现O3高值,一直是人们所关心的环境问题,秋季是北京地区高O3浓度季节,为此2001年9月7～17日在北京城区舞蹈学院楼顶和十三陵地区昭陵进行了一次以O3为主,并结合其前体物的综合比对实验.对北京城区和郊区地面O3特征进行了比对分析,目的是了解北京秋季近地面城乡O3差异的原因.结果表明郊区O3浓度日均值普遍大于城区O3日均值,城区和郊区白天O3浓度接近,城乡O3平均浓度的差异是由于不同天气条件下城区夜间地面O3浓度很低,有时甚至接近于零,而郊区夜间O3依然维持一定浓度.其主要原因在于城区有较多的污染排放源,致使夜间NO浓度维持相对高值,其通过滴定过程大量消耗O3所致.观测中发现无论城区或郊区当小时平均NO浓度大于10×10-9(体积混合比)时,相应小时平均O3浓度接近于零.NO2/NO低值区对应于地面O3低浓度,城区夜间NO2/NO值低于郊区.由此可见城区O3日平均值较低和城区空气污染重于郊区有密切关系.     

季风背景流场及跨赤道气流相关因子的探讨

本文采用数值试验方法、研究了冬季风和夏季风背景流场及跨赤道气流的相关因子。试验结果表明,西风带的分布与南北半球行星尺度锋区及赤道高温带的季节性经向位移相关。西风急流位置发生改变,可使基流与大地形强迫作用的非线性动力效应变化,导致大气运动趋向于不同背景流场的平衡态,形成了冬季风、夏季风的环流型以及跨赤道气流的季节特征。      

青藏高原地形重力波对东亚春季降水的重要作用

春季持续性降水是东亚夏季风爆发前的主要雨季,对东亚地区乃至全球水循环都具有深刻影响.过去研究揭示了青藏高原大尺度地形的动力和热力作用对东亚春季降水的重要影响,但青藏高原小尺度地形的作用尚不明确.本研究发现,副热带西风流受青藏高原小尺度地形扰动激发的地形重力波,同样对东亚春季降水具有重要贡献.垂直传播的地形重力波在对流层中层发生破碎,产生纬向拖曳,从而驱动跨越青藏高原的经向环流.在青藏高原南侧,经向环流上升支的动力抽吸作用使得对流层低层气压减弱,从而增强经向气压梯度力和西南季风,将更多水汽输送至下游东亚地区,最终导致春季降水的增多.该研究有助于更加全面地理解青藏高原多尺度地形对东亚春季降水的影响,为西风-季风协同作用提供了新的视角.     

1991年江淮梅雨的湿有效能量分析

利用新给出的湿有效能量的表达式计算了１９９１年５～７月亚洲地区逐日的湿有效能量。结果表明：（１）亚洲地区的湿有效能量变化特点能很好地揭示该地区春向夏的季节转变;（２）江淮地区人梅前后湿有效能量有显著差异,入梅前该地区湿有效能量低,梅雨期湿有效能量高;（３）１９９１年江淮地区３段持续性暴雨在湿有效能量上有明显反映,暴雨发生在江淮地区大气对总湿有效能量贡献大的时段。     

两极海冰与青藏高原陆面物理过程“耦合”特征

为探讨南极、北极强信号区域海冰变化 ,青藏高原陆面热力状况与北半球大气环流及中国气候变异的遥相关特征以及“三极”因子间的“互反馈”机制 ,应用遥相关等统计方法研究了影响东亚以及中国区域气候变化特征前期“三极”强信号特征 ,探讨了两极海冰与高原陆面水热状况之间的“耦合”影响及其“互反馈”相关特征 ,比较了“三极”前期因子对中国夏季气候变异的贡献程度及其动力结构形成的影响特征 ,并从全球海 -陆 -气 -冰相关定性模型来认识全球气候变化与中国区域气候变异的形成机制。     

中低纬度环流系统的相互作用及其暴雨特征的模拟研究

利用MM5模式分别模拟了台风、中纬度西风槽对台风远距离槽前降水的影响.试验结果表明,(1)台风的强度影响了台风东侧东南急流向中纬度槽前的水汽输送.低层水汽输送,造成中纬度暴雨区强水汽辐合和不稳定能量积聚,故槽前降雨的强度与其南方台风东侧的水汽输送有着相当密切的关系.(2)中纬度西风槽提供了有利于台风远距离降水的大尺度背景场.西风槽的存在,有利于垂直运动的发展和维持,有利于降雨的产生和发展.模拟结果表明,槽的加强和减弱将会相应地造成中纬度暴雨区的加强和减弱.     

第2次青藏高原大气科学试验(1994～2000)──青藏高原地-气系统物理过程及其对全球气候和中国灾害性天气影响的观测和理论研究

高原地势高耸、地形复杂,称为“世界屋脊”。青藏高原对东业及全球大气环流的影响是举世瞩目的。青藏高原近地面层及边界层大气物理参数的观测研究与任何地点的观测研究相比,难度更大,而且意义十分重要。１９９８年５～８月ＴＩＰＥＸ现场观测试验在“世界屋脊”青藏高原选择了具有代表性３个基地（当雄,昌都,改则）,第１次采用边界层综合探测系统,首次取得了一批有价值的高原边界层物理数据,并建立系统的高原边界层综合数据库。采用这些新的观测资料,结合环境大气综合观测资料（包括卫星遥感等信息）,在观测研究、理论研究及模式…     

近40年北京地区强热岛事件初步分析

利用北京市1961—2004年间气象站及自动气象站逐日或逐时及每10 min的日平均地面气温观测资料,给出了近44年北京市强热岛事件日的序列,划分了热岛日的大致标准,并分析了北京市强热岛事件日的时空分布特征。分析表明,在1961—2004年北京市出现了79例强热岛事件日,强热岛日主要出现在冬季,秋季次之,但夏季时有发生,热岛强度中心位于公主坟、天安门、大观园附近。观测发现,近44年间北京市强热岛日呈明显增多趋势,年际波动明显;强热岛日强度年际波动明显,但强度的年代际变化趋势并不明显。热岛强度一般在02~08时达到最强,在12~17时最弱,有时还出现负值,热岛消失。     

拉格朗日方法诊断2007年7月中国东部系列极端降水的水汽输送路径及其可能蒸发源区

以2007年7月中、下旬中国中东部地区系列极端降水为研究对象,分别以NCEP/NCAR分析资料和中尺度气象模式(WRF)模拟输出驱动拉格朗日三维粒子输送模式(FLEXPART),通过对极端降水有贡献的大气粒子群(气块)的后向轨迹,诊断了极端降水事件的水汽输送路径及其可能蒸发源区,并定量估算了不同水汽源区对降水事件的相对贡献大小。结果表明,极端降水事件的水汽输送可以向上游追溯到阿拉伯海和西亚地区,青藏高原的地形和副热带高压对水汽输送路径具有重要影响。源于热带和副热带低纬度地区的气块在到达降水区域之前,经历了多次的降水和蒸发过程,其中,阿拉伯海、印度半岛、孟加拉湾、中南半岛的缅甸以及中国西南部的川、滇等地区都是水汽的蒸发源区,上述所有源区为极端降水事件贡献了约80%的水汽。但是,不同水汽源区的相对贡献计算结果发现,陆地蒸发对水汽贡献相对重要,尤其是中南半岛的缅甸、中国的川、滇等地区的地表前期蒸发对这次极端降水的贡献超过了40%,这表明上游地区前期的土壤湿度异常可能对极端降水的发生具有重要的指示意义。