南海夏季风爆发前后SST异常特征及其与近地面西南气流的关系

利用1982~1999年周平均海表温度资料和逐日近地面风场资料,采用合成分析与相关分析技术,研究了南海和孟加拉湾地区夏季风爆发前后短时间尺度SST变率的异常及其与近地面西南气流的关系。结果表明:季风爆发前2周,南海和孟加拉湾海温的上升除与海洋现象有关外,还与大气的影响因子有一定的关系;季风爆发后1~2周,南海和孟加拉湾海温变率出现较大差异,二者西南部海温降低,而其东海岸及西北部海温却升高;海温变率这种异常分布与西南气流的变化具有较好的相关性,即西南气流的增强导致南海西南部和孟加拉湾西南部海温降低及二者东海岸与西北部海温升高,这是由于离岸的上翻作用及海洋蒸发作用共同所致。     

冬季200 hPa西太平洋急流异常与海表加热和大气瞬变扰动的关系探讨

使用ERA40和NCEP/NCAR再分析资料探讨了冬季200 hPa东亚沿海到太平洋上空西风急流(WPJS)异常与北太平洋冬季海表加热和天气尺度瞬变扰动异常的关系.研究表明,东亚-北太平洋中纬度地区冬季海气系统与天气尺度瞬变扰动活动有十分密切的局地空间匹配型.通过进一步的诊断分析发现,与冬季200 hPa WPJS 3种不同的空间异常型相伴随的北太平洋海表加热异常型和天气尺度扰动异常型也截然不同:第1种空问异常型的西风异常主要发生于日界线以东的中东太平洋上空,而WPJS主体处却没有显著的异常发生,此时,在赤道中东太平洋和北太平洋海盆中部地区有异常的海表加热,西风异常区的瞬变扰动也发生异常变化;第2种空间异常型表现为WPJS主体区西风急流强度的变化,并与黑潮表面加热异常以及WPJS出口处的瞬变扰动活动异常有密切关系;第3种空间异常型显示出WPJS的南北移动,它与以35°N为界的西北太平洋南部和北部海区海表加热异常的正负对比有关系,与此同时,瞬变扰动活动也存在相应的南北移动.一个可能的联系是海表加热异常与大尺度平均气流异常密切关联,从而改变了中纬度大气斜压性,由此导致了瞬变扰动异常,后者通过大气内部动力过程对冬季WPJS异常起维持作用.     

对流层上层东半球副热带西风急流与副热带(南亚)高压的关系

用NCEP/NCAR月平均再分析资料对南亚高压和对流层上层西风急流的季节变化及盛夏两类型态进行对比。结果表明,南亚高压和西风急流中心都有从冬到夏的西移北进和从夏到冬的东退南撤,急流中心位于南亚高压中心北侧。东亚夏季风盛行期间南亚高压中心的北移提前于西风急流中心的北移,二者的强度呈反相的季节变化。一般情况下,伊朗高压对应西部急流型,青藏高压对应东部急流型。典型东、西部急流年份中高纬气温及高度场的差异表明气压梯度力强弱对比是急流东西型变化的主要原因,南亚高压的位置基本上决定了急流中心的型态,但由于南亚高压具有"趋热性",而急流的移动符合热成风的规律,因而二者的热力影响机制有所不同。     

区域海气耦合模式对华北夏季大气水汽输送模拟结果的检验及其与单独气候模式的比较分析

将区域海气耦合模式RegCM3-POM和区域气候模式RegCM3 40年(1963-2002年)的模拟结果与NCEP/NCAR再分析资料进行对比,检验区域海气耦合模式对中国华北地区夏季大气水汽含量和水汽输送特征的模拟能力,比较耦合模式与单独区域气候模式的差异.结果表明,区域海气耦合模式RegCM3-POM的模拟性能相对于单独区域气候模式RegCM3,大气水汽输送特征的模拟能力有了较大的改进.分析显示两种模式都能够较好地再现东哑地区气候平均夏季大气水汽储量浅红和水汽输送的空间分布特征,而耦合模式对大气水汽输送的模拟更为合理.在对流层中低层更接近观测;耦合模式对中国华北地区夏季平均大气水汽输送通量在垂直方向卜的分布型及水平4个边界水汽输送收支的模拟,相对于单独大气模式有了一定的改进;耦合模式对伴随华北地区夏季早涝的大气水汽异常输送也具有较好的模拟能力,其模拟的水汽输送异常的来源与观测基本一致,尤其是在20°N以北地区,耦合模式结果相对于单独区域气候模式有了很大的改进.但同时耦合模式在低纬度海洋上对气候平均夏季大气水汽含量模拟的偏差比区域气候模式显著;与观测相比,耦合模式对来自孟加拉湾地区的大气水汽输送模拟偏弱,而对西太平洋副热带高压西侧水汽输送模拟偏强,与华北夏季旱涝相联系的水汽输送异常的模拟在低纬度海洋上也存在明显偏差.     

长江中下游冬季两类冷空气活动事件的环流差异及其与急流的关系

利用1981—2020年台站观测的降水和最低气温资料,从长江中下游地区冬季冷空气活动事件中分出\"降温有降水\"和\"降温无降水\"两类事件(简称为\"冷湿\"和\"冷干\"事件),结合再分析资料,分析两类事件的冷暖空气活动特征和大气环流差异,进而探讨其与急流的联系。结果发现,长江中下游冷空气活动事件发生频次逐年减少,其中冷干事件发生频次逐年减少,冷湿事件发生频次显著增加,且冷湿事件的降温幅度大于冷干事件。冷湿事件发生时,高层副热带急流北移、极锋急流偏弱,中层存在倾斜槽脊、副热带高压偏西,低层西伯利亚高压增强,有来自西南的暖湿气流在长江中下游地区辐合上升;冷干事件发生时,高层副热带急流偏弱、极锋急流偏强,中层槽脊倾斜程度偏弱、副热带高压偏东,低层西伯利亚高压南移,有来自北方的偏干气流在长江中下游地区辐散下沉。此外,与冷湿事件相比,冷干事件过程中急流强度指数和经向风位置指数的波动更加频繁,冷空气活动持续时间更短。     

Climatic features of the south-westerly low-level jet over southeast china and its association with precipitation over east China

The major features of the south-westerly low-level jet (LLJ) in the lower troposphere over Southeast China and its climatic impacts are investigated by using FNL reanalysis data and observational precipitation data. Results show that LLJ mainly occurs in spring and summer and the occurrence frequency of LLJ over southeast China has significant diurnal cycle, most LLJ occur in the nighttime (0200 LST and 0800 LST). The high nocturnal occurrence frequency of LLJ is mainly resulting from increased nocturnal ageostrophic wind. Research on the climatic impacts of large-scale conditions depicts that, the occurrence of LLJ in April mainly results from the northward shifting of western pacific subtropical high (WPSH), and the occurrence of LLJ in July results from the strengthening of detouring flow around Tibetan Plateau. Analysis of the climatic effects of LLJ on precipitation distribution in 3 rainy seasons over Southeast China indicates that the rainfall events with strong intensity correspond to strong LLJs. The LLJ affects the precipitation over Southeast China by transporting water vapor and triggering upward motion. Rainfall regions well corresponds to the regions of the moisture convergence and strong upward motion triggered by LLJ. Negative wind divergence anomalies at 850 hPa and positive wind divergence anomalies at 200 hPa over the Yangtze-Huaihe River Valley strengthen the upward motion over this region, which are conductive to produce more precipitation over the Yangtze-Huaihe River Valley.     

Effects of the Physical Process Ensemble Technique on Simulation of Summer Precipitation over China

The effects of the physical process ensemble technique on simulation of summer precipitation over China have been studied by using a p-σregional climate model with 9 vertical levels（pσ-RCM9）.The results show that there are obvious differences among simulations of summer precipitation over China from different individual ensemble members.The simulated precipitation over China is sensitive to different cumulus convection,radiative transfer,and land surface process parameterizations.These differences lead to large uncertainties in the simulation results.The standard deviation of the simulated summer precipitation departure percentage over West China is larger than that over East China,signifying that the simulated precipitation over East China has higher reliability and consistency than that over West China.The Talagr and diagram shows that the ensemble system has reasonable dispersion in the simulated summer mean precipitation over East China.The summer ensemble mean precipitation over East China evaluated by various indices is better than most single simulations.The physical process ensemble technique reduces the uncertainties of the model physics in precipitation and improves the simulation results as a whole.Further, adopting the optimized ensemble mean method can obviously improve the performance of the pσ-RCM9 model in simulation of summer precipitation over East China.     

冬,春季海温异常关键区对长江中下游夏季降水影响的敏感性试验

本文利用9层菱形截断15波的全球大气环流谱模式（L9R15）研究了前期冬季和春季海温异常的关键区对我国长江中下游地区夏季降水的影响,数值试验结果表明,冬季赤道东太平洋和黑潮区海温异常及春季印度洋和黑潮区海温异常使得长江中下游地区的夏季降水明显增多,同时500hPa副热带高压和100hPa南亚高压增强,但从范围和强度上来看,冬季赤道东太平洋和黑潮区海温异常时我国西南至长江中下游地区一带的夏季降水异常比春季印度洋和黑潮区海温异常时更明显,由此证实了观测资料的分析结果。     

物理过程参数化方案对中国夏季降水日变化模拟的影响

系统地分析了不同陆面过程、辐射传输以及积云对流参数化方案对区域气候模式模拟中国夏季降水日变化能力的影响,发现日内最大标准化降水及其出现时刻的模拟对不同模式物理过程的组合方案敏感。陆面过程、辐射传输参数化方案只影响降水强度的模拟,而对降水日变化形式和峰值出现时间模拟的影响较小, 降水日变化形式的模拟对积云对流参数化方案敏感且与模拟区域的选择关系密切。Grell方案对青藏高原东部、长江中游地区夏季降水的日变化特征具有较好模拟能力,Kuo和Anthes Kuo方案较好地模拟出了东北、华南地区夏季降水的日变化特征,BM方案仅能模拟华南地区夏季降水的日变化特征。4种积云对流参数化方案均不能模拟出江淮—华北地区夏季降水日变化的双峰值结构。     

物理过程参数化方案对中国夏季降水日变化模拟的影响

系统地分析了不同陆面过程、辐射传输以及积云对流参数化方案对区域气候模式模拟中国夏季降水日变化能力的影响,发现日内最大标准化降水及其出现时刻的模拟对不同模式物理过程的组合方案敏感。陆面过程、辐射传输参数化方案只影响降水强度的模拟,而对降水日变化形式和峰值出现时间模拟的影响较小,降水日变化形式的模拟对积云对流参数化方案敏感且与模拟区域的选择关系密切。Grell方案对青藏高原东部、长江中游地区夏季降水的日变化特征具有较好模拟能力,Kuo和Anthes-Kuo方案较好地模拟出了东北、华南地区夏季降水的日变化特征,BM方案仅能模拟华南地区夏季降水的日变化特征。4种积云对流参数化方案均不能模拟出江淮—华北地区夏季降水日变化的双峰值结构。