Multi-scale climate variability of the South China Sea monsoon: A review

This review recapitulates climate variations of the South China Sea (SCS) monsoon and our current understanding of the important physical processes responsible for the SCS summer monsoon's intraseasonal to interannual variations. We demonstrate that the 850 hPa meridional shear vorticity index (SCSMI) can conveniently measure and monitor SCS monsoon variations on a timescale ranging from intraseasonal to interdecadal. Analyses with this multi-scale index reveal that the two principal modes of intraseasonal variation, the quasi-biweekly and 30–60-day modes, have different source regions and lifecycles, and both may be potentially predicted at a lead time longer than one-half of their corresponding lifecycles. The leading mode of interannual variation is seasonally dependent: the seasonal precipitation anomaly suddenly reverses the sign from summer to fall, and the reversed anomaly then persists through the next summer. Since the late 1970s, the relationship between the SCS summer monsoon and El Niño-Southern Oscillation (ENSO) has significantly strengthened. Before the late 1970s, the SCS summer monsoon was primarily influenced by ENSO development, while after the late 1970s, it has been affected mainly in the decaying phase of ENSO. The year of 1993 marked a sudden interdecadal change in precipitation and circulation in the SCS and its surrounding region. Over the past 60 years, the SCS summer monsoon's strength shows no significant trend, but the SCS winter monsoon displays a significant strengthening tendency (mainly in its easterly component and its total wind speed). A number of outstanding issues are raised for future studies.     

沙尘表面非均相吸附系数不确定性及其影响的数值模式研究

本文从实验气溶胶样品、实验技术和分析方法三个方面对以往的实验室研究结果进行综合分析, 归纳总结出适合东亚地区沙尘气溶胶的非均相吸附系数γ的参考值, 并利用区域大气化学模式, 模拟研究了非均相吸附系数γ的不确定性对东亚地区沙尘气溶胶非均相化学过程的影响。为了研究非均相反应对γ的敏感性, 针对其中四种物质(HNO3、N2O5、O3和SO2) 的γ上限值和下限值, 分别进行了T-up (上限值) 和T-low(下限值)两个敏感实验; 针对相对湿度对HNO3和N2O5非均相吸附系数的影响进行了T-rh敏感实验。模拟结果与观测资料进行了对比分析, 结果表明模式可以比较好地反映气态物质、气溶胶浓度的演变过程和非均相反应过程。考虑非均相反应后模拟的硫酸盐和硝酸盐浓度与观测值更接近一些。采用γ参考值的模拟结果总体上比采用γ上限值和γ下限值更合理, 把γ系数作为相对湿度的函数来处理比作为常数处理更合理。沙尘气溶胶通过非均相化学反应, 可以使模拟区域内SO2、NOx和O3的平均浓度下降, 使硫酸盐和硝酸盐颗粒物浓度增加, 采用γ参考值计算得到3 km以下的上述物质的变化率分别为－3.44%、－5.92%、－1.75%、5.22%和23.25%, 显示沙尘表面非均相化学反应对大气化学成分特别是气溶胶有较大的影响; 不同γ取值对上述物质变化率有一定影响, 其中对硝酸盐和臭氧的影响较大, T-up和T-low 模拟结果之间可以相差13.4%和10.1%。     

江苏地区一次罕见持续性强浓雾过程的成因分析

2013年11月30日—12月9日,江苏出现持续10 d的强浓雾天气。利用秒级探空资料、能见度资料、江苏省高速公路沿线高时空密度的交通气象观测站资料以及NCEP/NCAR的1°×1°的分析资料,结合天气形势、气象要素、物理量场,对这次持续性强浓雾的特点和形成、维持机制进行分析。结果表明,(1)此次雾过程持续时间长、范围广、强度大、污染重。(2)在大陆高压控制下,江苏长时间处于高压带的均压区内是这次连续性强浓雾过程的重要天气条件。(3)地面辐射冷却、低空下沉气流以及东南暖湿气流是强浓雾形成的重要原因。(4)双层逆温和深厚的逆温层是出现强浓雾的重要热力条件。(5)弱冷空气入侵,是雾体爆发增强的促发因子。      

一种新的El Niño海气耦合指数

利用1980～2010 年月平均Hadley中心海表温度、美国全球海洋资料同化系统(GODAS)海洋温度和NCEP/NCAR 大气环流再分析资料,通过对2 个海洋要素(海表温度SST、上层热含量HC)和5 个大气要素(海平面气压SLP、850 hPa 风场、200 hPa 速度势和对外长波辐射OLR)的多变量经验正交函数展开(multivariate EOF,简称MV-EOF)探讨了热带太平洋的主要海气耦合特征。结果表明,MV-EOF 分析的前两个耦合模态分别很好地对应了传统型El Ni?o 和El Ni?o Modoki 的海气耦合特征:传统型El Ni?o 期间,伴随着赤道中东太平洋SST 的异常增温,HC、SLP、200 hPa 速度势等要素总体呈东西反相的“跷跷板”变化,低层850 hPa 赤道中太平洋出现较强西风距平,西北太平洋上空为反气旋性异常环流;El Ni?o Modoki 期间,SST 持续增温和HC 正异常中心均显著西移至中太平洋,低层SLP 和高空200 hPa 速度势均呈现纬向三极型异常分布,低层异常强西风向西移至暖池东部,西北太平洋上空呈现气旋性异常环流。两类El Ni?o 的海气耦合特征存在显著差异,较优的El Ni?o 指数应不仅可以客观描述和区分El Ni?o 现象本身,更要紧密联系两类事件所产生的大气响应。以往定量表征El Ni?o 年际变化的指标大多立足于SST 或SLP,本文选取HC 作为研究指标,定义了一组新的El Ni?o 指数HCEI 和HCEMI。较以往基于SST 的El Ni?o 指数,HCEI 和HCEMI 不仅能更清楚地表征和区分两类El Ni?o(如1993 年的传统型El Ni?o 和2006 年的El Ni?o Modoki),而且能更好地反映和区分两类El Ni?o 与大气间的海气耦合特征,为El Ni?o的监测和短期气候预测工作提供了一个新工具。     

基于对流参数的洋口港地区雷暴预报方法研究

文章分析了洋口港地区2001-2009年4-9月1645个样本22种对流参数与雷暴事件的相关性以及这些参数的统计特征。结果表明,各对流参数月际分布差异较大,各参数与雷暴事件相关系数也不同。因而选择沙氏指数SI、全总指数TT、杰弗逊指数JI、抬升凝结高度温度tcl_t、上下层温差dt_58、大气可降水量Pw、风暴强度指数SSI等7个对于雷暴活动具有较好相关性的因子,并考虑到4-9月月际分布差异,使用不同月份Pw、SI、TT、JI的不同阈值作为排空因子,不’同月份SSI、tcl_t、dt_58的不同阈值作为预报因子,使用二级逻辑回归法建立排空方程和预报方程,同时对所建立各月预报方程进行了检验和拟合结果分析,并对2010年4-9月样本进行试报,预报效果较好。     

1962—2017年辽宁省设施农业生长季寡照灾害时空特征及影响因素

利用辽宁省28个气象站日照时数观测数据,采用Fortran语言自动识别技术和统计诊断分析方法,以设施黄瓜和茄子为例,分析了1962-2017年辽宁省设施农业生长季寡照灾害发生频数的时空变化特征。结果表明：气候态下,辽宁省设施黄瓜和茄子轻度寡照灾害发生频数占总发生频数的百分比高达96.1%,中度寡照灾害发生频数仅占总发生频数的3.9%,且近56 a没有发生重度寡照灾害。轻度寡照灾害发生频数呈经向型分布,辽宁西部地区最少,辽宁北部和辽宁东部地区最多;11月发生频数最多,2月和3月最少。轻度寡照灾害发生频数空间上阜新东部和朝阳东部增加趋势最大,时间上气候倾向率为0.68次·（10 a）^-1,并且在1999年前后发生了显著的年代际突变。轻度寡照灾害发生频数与同期风速呈显著负相关,与相对湿度和降水日数呈显著正相关。风速和降水日数对辽宁大部地区寡照灾害发生频数的线性增加影响显著,相对湿度则对辽宁局部地区的线性增加影响显著。1962年以来,辽宁省设施黄瓜和茄子最易发生轻度寡照灾害,且发生频数在时间和空间上均呈显著增加趋势。     

西安市城市热岛效应卫星遥感分析

2008年初我国南方大部分地区发生了大范围、持续性的低温雨雪冰冻灾害天气,部分省市县的低温、冻雨、暴雪灾害属历史罕见。本文通过对1月10日-2月2日4次雨雪过程期间南方整体环流背景的描述,得到有利于雨雪天气产生并长期维持的环流背景场;同时副高偏强偏北,南支槽发展强烈,使得低层带来旺盛的偏南气流水汽输送。在江南华南一带的准静止锋长期维持是造成雨雪天气成灾的直接原因,静止锋与高低空急流的耦合抬升共同作用,以及南支气流对静止锋强度的影响,是使地面锋线附近产生强降水的主要因素。最后重点分析了第3次雨雪天气过程中的锋区东段与锋区西段的结构特点,得出造成冻雨和冰雪不同天气的空间场特征。     

三峡工程运用后荆江河段崩岸时空分布及其对河床调整的影响

三峡工程运用后长江中游荆江河段河床持续冲刷,局部河段崩岸频发,影响河道内悬沙输移与河床形态调整.本研究采用实测长程河道地形及固定断面地形资料,确定了2002-2018年荆江河段的主要崩岸区域,估算了崩岸土体的泥沙总量,进而定量分析了河岸崩退对河床调整的影响.计算结果表明:荆江段累计河岸崩退体积约为2.0亿m3,约占该河...     

基于自然邻点插值法的洱海湖面降水特征分析

湖面降水是影响湖泊水量和水质的重要因素之一,对湖面降水的研究有利于湖泊水环境的研究和治理。本文利用洱海周边11个气象站降水观测数据,对洱海周边站点的降水进行分析,并基于自然邻点插值法对洱海湖面降水进行分辨率为0.01°的网格插值,分析洱海湖面降水的分布特征。结果表明:洱海湖面降水分布时空差异显著,时间上具有季节性特征,夏季最多,秋季次之,冬季最少;空间上存在显著分布不均,降水高值中心位于洱海中部靠西岸湖湾区域,低值中心位于东南部湖区,最大格点降水量是最小格点的1.9倍;湖面降水存在明显的季节性空间振荡特征,降水的高值中心夏季略有北移向外呈发散性递减。洱海湖面降水时空分布特征的研究为大气湿沉降敏感区域和时段的划分提供数据支持,同时为湖泊水环境研究治理提供科学的技术支持。