Activities of Low-Frequency Waves in the Tropical Atmosphere and ENSO

ＥＮＳＯ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｔｈｅｏｃｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥＮＳＯｉｓｓｔｉｌａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔｉｎｃｌｉｍａｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎ．ＵｓｉｎｇｔｈｅＥＣＭＷＦｄａｔａ,ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｎＥＮＳＯａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｖｅｓｉｎｔｈｅｔｒｏｐｉｃａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＩｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｏｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥＮＳＯｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｔｒａｓｅａｓｏｎａｌｏｓｃｉｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｑｕａｓｉ－ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｗａｖｅｓ（ｔｈｅｐｅｒｉｏｄ＞９０ｄａｙｓ）ｉｎｔｈｅｔｒｏｐｉｃａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．ＡｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥｌＮｉｎｏｅｖｅｎｔ,ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｖｅｓｈａｓｏｂｖｉｏｕｓｖａｒｉａｔｉｏｎ：ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｉｎｔｒａｓｅａｓｏｎａｌ（３０－６０ｄａｙｓ）ｏｓｃｉｌａｔｉｏｎ     

不同分布型El Ni?o期间MJO活动的差异

利用Hadley中心的月平均海温资料、NCEP/NCAR和ERA-Interim逐日再分析大气环流数据等,详细对比了赤道大气季节内振荡(MJO)活动在东部型El Ni?o与中部型El Ni?o发展期间的异同点.结果表明,与传统的东部型El Ni?o发展前MJO明显偏强的特征相似,在中部型El Ni?o迅速发展前的春夏季,MJO动能亦较强且持续东传特征显著.这说明无论是东部型El Ni?o还是中部型El Ni?o,与MJO能量的突然增长相联系的低频纬向西风和低频对流活动的增强及其持续东传是激发El Ni?o的重要因素.但是,在中部型El Ni?o发展成熟的冬季至次年春季,热带中西太平洋MJO动能的强度突然再次增强,所占大气总扰动动能的比重也再次增大,热带MJO动能的逐日演变达到第二次峰值,且较第一次峰值更强;MJO从热带印度洋向赤道中东太平洋持续东传的特征也更为显著.这与在传统东部型El Ni?o盛期MJO能量和东传都明显减弱的特征表现出显著的差异.进一步分析指出,中部型El Ni?o成熟期海温正距平中心位置的西移以及由中部型El Ni?o激发的范围偏小、位置偏西的菲律宾附近异常反气旋环流可能是导致中部型El Ni?o盛期MJO活动显著增强的主要原因.     

东亚夏季风活动与东亚高空西风急流位置北跳关系的研究

利用美国NCEP/NCAR再分析资料(1980～1999年)探讨了东亚夏季风活动的两个重要事件,即南海夏季风爆发和江淮流域梅雨起始,与东亚高空西风急流位置北跳的关系.系统的分析研究表明,东亚高空西风急流在由冬向夏的转变过程中一般存在着两次向北突跳现象,并与东亚夏季风活动有密切关系.第一次东亚高空急流的北跳(由25～28°N跳到30°N以北)平均发生在5月8日左右,比南海夏季风爆发日期(平均为5月15日)早7天左右;高空急流位置的北跳是中高纬度大气环流系统减弱北退的表现,它为热带环流和系统的向北推进提供了条件,从而有利于南海夏季风的爆发.第二次东亚高空急流的北跳(由32°N左右北跳到35°N以北)平均发生在6月7日左右,先于江淮流域梅雨起始时间(平均在6月18日左右)10天左右,它是梅雨起始的前期征兆.高空西风急流的两次北跳分别与亚洲大陆南部地区对流层中上层(500～200 hPa)经向温度梯度的两次逆转(反向)有关,在由冬到夏的季节转换中,由于大陆加热较快,导致对流层中上层大气在5～25°N间的经向温度梯度发生反向(逆转),通过地转适应使流场向气压场(温度场)调整,从而高空急流位置北跳.数据分析还发现,东亚高空急流位置的第一次北跳有时也受到南半球副热带高空急流位置北移和加强的影响.     

南极中山站F-lacuna特征分析

F-lacuna是高纬极区电离层测高仪频高图上经常出现的一种F层回波描迹部分或全部消失的现象,直接影响电离层参数的标定,其表征的电离层物理过程尚未定论.利用南极中山站测高仪频高图数据,本文统计分析了Flacuna在不同太阳风速度水平下的发生频率,主要对2012年2月15日一次F2-lacuna观测实例的粒子沉降及电离层特性进行了分析.观测特征表明,F2-lacuna发生期间,电离层电子总含量TEC明显减小,昭和站SuperDARN高频雷达观测到的中山站上空电离层Bragg后向散射增强,但对应来自磁层的电子和离子沉降并不明显.这可能是由磁层亚暴引起的极区电离层电流体系扰动,触发电离层F-B不稳定性,产生沿场向排列的小尺度不规则体,其热效应导致F2层密度减小,F2-lacuna出现.     

春季东海黑潮海表温度与风场的年代际变化特征

利用高分辨率遥感海表温度和海表面风场数据,通过经验正交分解(EOF)和合成分析等方法对春季(3—5月)东海黑潮海温暖舌和海表面风场的年代际变化特征进行分析。结果表明:春季黑潮海温暖舌存在明显的年代际变化特征,在1996/1997年发生由弱到强的位相转换,该年代际变化主要受到北太平洋涡旋振荡(NPGO)的调制。进一步研究表明,与气候态相反,春季黑潮海表温度和风场散度在年代际尺度上表现出显著的负相关关系,合成分析表明,该现象主要是由黑潮西侧东海陆架海域海温的异常增暖所造成。     

南亚季风区TBO机制的进一步研究

1961—2000年的ECMWF逐日格点资料和印度降水量资料,分析研究表明南亚地区的气候,特别是印度的夏季降水存在明显的准两年振荡（TBO）特征。为了研究南亚地区TBO的机理,定义了一个统一的南亚季风指数来描述南亚冬季风和南亚夏季风以及两者之间的转换特征。通过研究南亚季风指数的异常变化特征,发现南亚冬季风和南亚夏季风存在相互影响和相互作用的关系。通常来说,强（弱）的南亚冬季风后南亚夏季风活动一般偏弱（强）;另外,偏强（弱）的南亚冬季风一般发生在强（弱）南亚夏季风活动后。南亚夏季风和南亚冬季风的这种循环演变特征可能是南亚地区出现TBO的重要机制之一。      

南海季风试验研究

介绍了"九五"国家攀登项目"南海季风试验"外场观测系统和主要结果.该试验是一次旨在了解南海季风爆发,维持和变化主要物理过程的大气与海洋联合试验,是由十几个国家与地区参加的一次大型国际合作项目.通过1998年5～8月的外场观测试验,取得了大量和多种大气与海洋的加密观测资料,为南海和东亚季风及其与海洋的相互作用研究提供了比较完善的资料集.目前研究正在深入阶段.作者只是对这个试验的一般情况作了说明.     

平流层爆发性增温对中国天气气候的影响 及其在ENSO影响中的作用

本文通过分析1957~2002年平流层爆发性增温(SSW)的环流特征,研究平流层爆发性增温可能对我国天气气候的影响.平流层爆发性增温发生后平流层高纬地区有异常的环流变化,但是这种变化并不仅局限于平流层内部,其产生的环流异常能够向下传播,并对对流层的天气和气候产生影响.研究发现,平流层出现强爆发性增温后,平流层异常温度场和位势高度场在中、高纬度形成AO型振荡并向下传播,使得对流层低层西伯利亚高压增强、阿留申低压加深,500 hPa东亚大槽加深且偏西,导致东亚冬季风增强,我国北部大部分地区气温偏低.而在爆发性增温前,强行星波扰动使得东亚大槽加深,西伯利亚高压和阿留申低压同时增强,也可能导致东亚冬季风偏强.El Nio可能激发出强行星波,有利于强SSW事件的发生.通过上述的两个过程可能造成东亚冬季风的加强,这将会对"El Nio事件通过对流层过程而引起东亚冬季风减弱"的结论有一定影响. 因此,ENSO事件影响东亚冬季风及中国的天气气候存在不止一种途径,具体影响情况应该是几种途径的综合结果.     

21世纪海上丝绸之路:海洋新能源大数据建设研究——以波浪能为例

文章构建国内外首份"21世纪海上丝绸之路"波浪能资源大数据框架,主要包括波浪能气候背景特征、波浪能等级区划、波浪能短期预报、涌浪能特征、资源长期变化趋势和资源中长期预测6大模块;按照三维网格和时间序列实现波浪能信息的全面数字化和全息化存储,对数据进行质量控制并实现四维可视化。研究成果可广泛运用于海上风能和海流能等海洋新能源的大数据建设,为国家和参与"21世纪海上丝绸之路"建设的决策人员、研究人员和工程人员提供数据支撑和决策支持,助力"21世纪海上丝绸之路"新能源开发。     

索马里跨赤道气流对南海夏季风爆发的重要作用

通过分析NCEP/NCAR多年再分析资料,清楚地揭露了南海夏季风爆发与索马里跨赤道南风气流建立之间的重要关系.对应南海夏季风爆发,总是已先期在赤道印度洋地区有西风加强和索马里跨赤道南风气流的建立;而且,若南海夏季风爆发偏早(晚),赤道印度洋地区西风的加强和索马里跨赤道南风气流的建立也偏早(晚).可以认为,索马里跨赤道南风气流的稳定建立是南海夏季风爆发的重要物理机制之一,它的建立导致赤道印度洋地区西风的持续加强和向东扩展,并最终在南海地区形成西南气流.