Rossby波和热带对流活动对2010年6月梅雨发生前后我国东部两次强降水过程的影响

基于574台站的逐日降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,在比较2010年梅雨期前后(6月7—11日和18—22日)我国东部两次强降水过程的大尺度环流型差异的基础上,从Rossby波活动通量及热带对流活动探讨了这两次强降水过程的异同。结果表明,相同之处在于:两次强降水过程期间中高纬度地区都存在Rossby波向下游传播,中纬度地区呈现双阻型式,低纬度地区西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)强度偏强、西伸脊点位置偏西。不同之处在于:1)第一次降水过程中Rossby波的波源位于北欧地区附近,贝加尔湖地区为低槽,使得冷空气南下到36°N左右;同时孟加拉湾活跃的对流系统使西太副高加强西伸到95°E左右,冷暖空气交汇,导致强降水发生;2)第二次降水过程中Rossby波的波源位于北欧地区和中西伯利亚地区附近,东亚地区的低槽较第一次过程明显加深,有利于冷空气到达长江中下游地区(30°N左右),西太平洋暖池地区活跃的对流系统使得西太副高加强西伸到90°E左右,冷暖空气在长江中下游及其以南地区交汇,导致强降水发生。     

NATURE OF PRECIPITATION AND ACTIVITY OF CUMULUS CONVECTION DURING THE 1991 MEIYU SEASON OF CHANGJIANG-HUAIHE RIVER BASIN

Seasonal variability regarding the nature of precipitation and the activity of cumulus convectionduring the 1991 Meiyu season of Changjiang-Huaihe River Basin(Jianghuai)has been investigatedby calculating apparent heat source/apparent moisture sink and analyzing TBB(cloud-topblackbody radiation temperature)data.It is found that three periods of strong ascending motionduring the Meiyu season lead to three episodes of heavy rain,and the latent heat due to theprecipitation is of the sole heat source of the atmosphere.The nature of precipitation showsdistinct seasonal variability,from frontal precipitation of the first episode to the extremely strongconvective precipitation of the third episode.TBB field of East Asia may well reflect not only theintensity of convection and rainfall,but also the movement of rain belt and convection belt.In thewhole Meiyu season.convection belt mainly stays in Jianghuai.but may shift within the domain ofEast Asia.Its locating in Jianghuai or not determines the maintenance or break of Meiyu.In thethird episode,the narrow convection belt over Jianghuai is mainly caused by southwest monsoonwhich takes moist and convective atmosphere from tropical ocean.     

一种表征南海季风强度的指标及其与华南降水的关系

风场强度与方向的季节性变化是季风区最显著的气象要素变化特征之一。Lu and Chan（1999） 利用大气低层风场，定义了一个表征南海季风强度的指数，为简单起见，只用了经向风分量，研究表明该指数与华南夏季降水有很好的相关。为了进一步验证和改进该指数，本文利用逐月NCEP/NCAR（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）风场再分析资料以及华南地区的基准、基本气象站降水资料，将设计指数时允许的实际风的投影方向从规定的正北方向（即经向风），拓展为允许偏转的其他方向，以此建立改进的指数。为了更好地反应改进后的指数与华南降水的月异常之间的关系，本文引入了广义线性模型及正态分布和Gamma分布两类假设，来建立两者非线性的回归关系。结果证明，实际风在自正北方向逆时针旋转11.3°的方向上的投影与华南降水具有最好的相关性，采用这一方向上的投影可以对原指数加以改进；中国南海季风所覆盖的风场与华南降水的月异常之间有显著的非线性关系，而对降水采用Gamma分布假设的广义线性模型能够比正态分布假设得到更符合实际的回归结果。     

1961—2010年我国夏季总降水和极端降水的变化

利用1961—2010年我国753站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了近50年我国夏季降水的变化,包括夏季总降水量、极端降水量和极端降水频次的变化。结果表明,夏季总降水量和极端降水量的空间分布大致相似,在我国东南和西南部呈上升趋势,在东北和西北部呈下降趋势。用泊松回归拟合出的极端降水频次变化趋势显示,江淮流域及其以南地区测站的降水频次普遍增加,以北地区则呈减少趋势。进一步分析得到,我国大部分地区的夏季总降水量变化由降水平均强度的变化引起,而极端降水量的变化多由降水频次的变化引起。通过比较温度和水汽变化对降水量变化影响的相对重要性得到:在黄河以北大多数地区,水汽变化主导夏季总降水量的变化;而在江淮流域及华南大部分地区,温度变化为主导。     

2010年梅雨期间我国东部地区降水异常的成因

基于我国台站的逐日降水观测资料,根据2010年梅雨期间(6—7月)我国东部地区雨带的落区,将该年梅雨期间的降水划分为3个主要阶段:第一阶段为6月7—11日,雨带主要集中在长江中下游地区;第二阶段为6月18—22日,雨带中心南压至江南地区;第三阶段为7月7—17日,此时雨带北抬重回到长江中下游地区.结合NCEP/NCAR逐日的再分析资料,分析了上述3个阶段的环流特征,结果表明:1) 雨带出现南北摆动的现象与强冷空气南下有关;2) 在第一阶段和第三阶段,长江中下游地区分别处在暖式切变和弱的暖式切变的控制之下,是造成降水的主要原因;3) 6—7月西太平洋副热带高压脊点位置明显偏西,脊线位置明显偏南,二者与长江中下游降水存在显著的负相关,3次强降水过程的发生时间都对应着西太平副热带高压位置偏西,降水发生的位置正好位于西太平洋副热带高压的北侧.     

2008年初南方雨雪冰冻期间降水过程的温湿异常

2008年1月10日—2月2日我国中南部地区发生了严重的低温雨雪冰冻灾害。该文分析此次过程的冷空气活动和水汽输送,比较两者在降水形成中的相对重要性。利用文中定义的两个参量,可以直接比较水汽和温度这两个量在降水中所起的作用,并比较两者作用的相对重要性。结果表明:在低层 (850 hPa及以下),我国中南部地区温度偏低、水汽偏少,但温度偏低对降水偏多的正贡献大于水汽偏少的负贡献,两者的净贡献为正,因此,冷空气活动主导降水。在较高层 (600 hPa及以上),中南部地区水汽偏多、温度偏高,但水汽偏多对降水的正贡献大于温度偏高的负贡献,因此,水汽输送主导降水。在中层 (700 hPa),干冷空气和暖湿空气混合导致,中南部地区水汽偏多、温度偏低,两者均有利于空气饱和,对降水均起正作用;计算结果显示,水汽的贡献略强于温度的贡献。     

1991年江淮持续性特大暴雨的夏季风活动分析

文章分析了1991年江淮梅雨期间的东亚夏季风活动及其在梅雨期对流性暴雨形成中的作用。结果指出，第一场暴雨发生在夏季风暴发之前，它主要受副热带西风气流影响；后两场暴雨期间由于副高和东南季风稳定少动，西南季风的暴发和活动起了十分重要的作用，其进退演变导致了江淮梅雨的维持和中断。西南季风的一个重要作用是将热带地区（阿拉伯海及孟加拉湾）对流性很强的大气输送到江淮一带，由此使江淮流域在梅雨中后期形成了远强于一般年份的对流性降水，特别是第三场暴雨。文中通过定义低纬偏西风强度，讨论了强风带上强风速核的地域分布和传播特征。     

1991年江淮特大暴雨的位涡分析与冷空气活动

文章用位涡分析讨论１９９１年５－７月江淮特大暴雨期间的冷空气活动特征及其对暴雨形成的作用，结果表明，在持续的东亚阻塞形势下，中高纬冷空气分三次以低频振荡（１５－２０天）的形式南下、侵入江淮流域。南下冷空气在江淮一带被来自低纬的西南暖气流和东南暖气流所切断，形成一高位涡冷空气中心，它与两支暖气流相互作用，维持梅雨锋，从而形成持续性暴雨。冷、暖空气相互作用的结果使东亚温度场呈现南北暖、中间冷的形式。      

热带气旋结构对其运动的影响

我们采用无辐散正压数值模式,在无基本气流的条件下研究了热带气旋结构对其运动的一些作用。正如 DeMaria 先前所指出的,初始最大风速对涡旋轨迹影响甚微。与β效应相联系的涡旋移动十分敏感地依赖于离中心300至1000km 范围内的气流强度。如果此圆环内的气流气旋性加强,则涡旋轨迹也会气旋性地转向,在北半球其移动更偏向于西。通过分解出对称和不对称环流,我们讨论了β漂移的动力学。对称气流经历了最大风速稍微减弱和在600km 以外激发出一反气旋环流的过程。不对称环流由方位1波环流所支配,中心东侧有一反气旋环流圈,西侧有一气旋性环流圈,两环流圈之间有一近于均匀的,尺度较宽的通风气流。涡旋移动的速度和方向几乎等同于该通风气流在涡旋内有显著气旋性环流区域上的平均值。模式流函数趋势方程的分析证实,线性β项导致初始不对称环流圈的形成。对称涡旋气流平流不对称环流,这一非线性项使两环流圈之间的内部区域发生扭曲,并使通风气流的方向由向北演变成向西北。由于该项几乎与线性β强迫相平衡,所以流函数时间趋势(及涡旋移动)主要由通风气流平流对称涡旋这一项决定。     

气候模式对海冰反照率参数化的敏感性

在NCAR的通用气候模式(CCM)中,用三种海冰反照率参数化方案,各作一年的模拟试验,与控制试验结果作比较,以检验这些参数化对极地表面温度、行星反照率和云的影响.试验I中所用的1977年春、夏季北极海盆的海冰反照率是从国防气象卫星图像(DMSP)推演得到的.试验Ⅱ将冰沟和融水池部分预先指定并采用反照率加权方案.试验Ⅲ含有相互作用的海冰/雪反照率参数化的耦合,它为表面状态的函数. 结果表明,与控制试验中所用的标准CCM海冰反照率方案相比,预先指定的或假定的“真实”卫星海冰反照率会产生更高的行星反照率.结果在北极地区温度更低(低0.5K),云量增多.标准CCM海冰反照率方案用来调节,以维持极地海洋“正常”温度.冰沟和融水池增暖海冰地区的辐射作用只是短时间的.与控制值相比,第三种方案明显地得出更低的行星反照率(减少0.07到0.17),及较高的表面温度(高2.0K). CCM摸拟出春、夏北极云量逐渐减少,而观测表明,春季云量陡增.因此有必要检验CCM的程序,特别是云的参数化.