2004年7月冷空气活动及其对西南地区强降水的影响

利用中国逐日站点降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2004年盛夏(7月)中国西南地区的强降水过程及冷空气活动在降水过程中的作用。结果显示:西南地区强降水与冷空气的活动关系密切,强降水的发生是中高纬环流变化和低纬系统共同作用的结果。首先,中纬度的低槽冷涡与登陆北上台风和东移西南涡合并,以及东亚地区横槽向竖槽的迅速转变,造成了7月上旬和中旬中高纬环流的3次大调整,东亚地区长波迅速增幅,从而导致了盛夏罕见的大范围冷空气向低纬地区的侵袭。与此同时,暖湿的西南夏季风十分活跃,二者在中国南方地区产生强烈相互作用,结果在冷空气南侧形成大范围的对流性降水。其中,冷空气活动对降水的影响主要表现在3个方面:其一,中高层冷空气的迅速南下常伴有偏南高空急流,位于急流中心左前方的次级环流上升支为降水的形成提供了有利的动力抬升条件。其二,冷空气向南推进极大地增强了大气的斜压性,有利于斜压扰动的发展。冷空气迅速南下造成对流有效位能释放,从而形成大范围的对流活动。另外,中高层干冷空气的平流也是暴雨区位势不稳定得以重建并产生持续性强降水的重要原因。     

A THEORETICAL STUDY ON THE MULTIPLE EQUILIBRIA OF TROPICAL ATMOSPHERE AND THEIR RELATION TO THE ONSET OF THE SUMMER MONSOON

Multiple equilibria and their stability in tropical atmosphere are investigated through β-plane barotropic models with consideration of heating and dissipation. We have derived the solutions of the model equations corresponding to the multiple equilibria or the steady flows first, and then establish the criteria for the stability of steady flow by use of the Liapunov direct Method. When these criteria are applied to the solutions of equilibria obtained, stable flows, which are closely related to the different patterns of quasi-stationary circulation in the tropical region, are found. The configurations of these stable flows and the shift between two of them as season changes provide quite reasonable explanations to many fundamental problems of tropical circulation features such as the catastrophe mechanism of the onset and the break-active cycle of the Asian summer monsoon. It follows that the onset or the abrupt transition of the Asian summer monsoon could be attributed to the multiple equilibrium property of the tropical circulation resulted from the advective nonlinearity, which provide another explanation among others.     

第二次亚欧环境论坛圆桌会议总结

2004年3月25～26日亚欧环境论坛第二次圆桌会议在韩国济州岛召开，主题是加强亚欧在气候变化方面的合作。国家气候中心丁一汇教授前往出席。     

我国短期气候预测业务系统

中国第一代短期气候监测、预测、评价和服务业务系统主要由6个部分组成：数据库、动力气候模式系统、气候监测诊断系统、短期气候预测系统、气候影响评价系统与气候应用服务系统。在建立短期气候业务系统过程中，主要获得了三方面的成果：第一，揭示出影响中国气候异常的最强气候信号是厄尔尼诺事件、高原积雪和季风；第二，发展并建立了复杂的全球与区域动力气候模式预测系统，该系统包括T63L16全球大气环流模式、高分辨率区域气候模式、T63L30全球海洋模式和海冰模式、太平洋和印度洋高分辨率海洋模式和厄尔尼诺预测模式；第三，在高性能计算机和网络的支持下建立了完整的业务应用系统，不仅可提供短期气候预测信息，而且可以快速、客观、准确地给出气候变化对水资源、农业、林业、交通、电力、重大工程等国民经济重要部门和关键地区的影响，及时为决策部门提供决策服务。1998年开始应用以来，国家和大区两级整体预报水平比“九五”以前20年平均提高了6％～10％。但对区域性强洪涝事件的预报能力偏低，尚需进一步提高。     

南海季风试验与东亚夏季风

南海季风试验是一次国际性大气与海洋的联合试验 ,旨在更好地了解南海季风的爆发、维持与变化 ,以改进东亚和东南亚地区的季风预报。 1998年 5～ 8月进行的外场试验取得了圆满成功 ,获得了大量气象与海洋资料。不少国家对这些资料进行四维资料同化 ,并改进数值模拟和预报 ;同时也为东亚与南海地区季风的研究提供了必要的资料集。文中总结了中国科学家在这方面的主要研究成果 ,共包括 6个方面 :(1)南海夏季风的爆发过程与机理 ;(2 )南海季风爆发过程中对流与中尺度系统的发展及其与大尺度环流的相互作用 ;(3)低频振荡与遥相关作用 ;(4 )南海海 气通量的测量及其与季风活动的关系 ;(5 )夏季风时期南海海洋的热力结构、环流和中尺度涡旋及其与ENSO事件的关系 ;(6 )南海与东亚季风的数值模拟。     

对流凝结加热对华北夏季锋面影响的数值模拟研究

本文利用改进的ＭＭ２模式，用干、湿过程模拟了一次夏季华北锋面结构。干模式仅能模拟出大尺度特征和明显偏弱的锋面环流，而湿模式可模拟出某些重要的中尺度流场特征。表明只要具有合理的模式物理过程，使用大尺度资料，也可以在一定程度上模拟出中尺度系统。对流参数化的试验表明，系统演变和降水预报对湿润因子ｂ和增温廓线很敏感。在此工作基础上，设计了考虑下沉气流的积云参数化方案。初步结果表明，这种方案使降水量预报有改进。     

北京地区强对流天气短时预报方法的研究

本文由两部分组成，第一部分分析了北京地区冰雹落区与中尺度天气系统、散度场、涡度场、地面总能量场及相对湿度分布的关系。在此基础上概括出冰雹落区的概念模式，为冰雹落区预报提供了一种依据。第二部分说明了利用北京０８时单站探空资料预报强对流天气有无及强度的判断树方法，为强对流天气的短时预报提供了有应用价值的思路和方法。     

实际大气中对称不稳定的存在及特征：—对称不稳定理论的应用现状分析

文章从多个方面分析了对称不稳定在实际大气中的存在和特征，总结了不对称不稳定理论在锋面降水带、雪暴、雷暴、飑线和爆发性气旋等领域中的应用现状，并且指出对称不稳定分析中的不确定性和以后的发展方向。     

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。      

中国暴雨理论的发展历程与重要进展

中国东部位于东亚季风区,随着东亚夏季风的爆发、盛行和向北推进,东亚夏季风主雨带明显自南向北移动,在中国东部地区依次形成华南前汛期雨期、江淮梅雨季和北方雨季。这三个雨季和地区也是暴雨多发期和地区。因而中国地区的暴雨既不同于印度季风区的热带类型暴雨,也不同于北美与欧洲地区中纬度型的暴雨,它是由热带季风气流与来自中高纬的冷空气强烈相互作用下发生的,不但强度大,而且持续时间长和范围广。早在20世纪初期,中国科学家就开始研究中国暴雨,经过长期的努力,在暴雨理论、暴雨分析和预报方面,获得了重大的进展。本文将对中国暴雨的理论与重要进展作一综述和评论,共包括四个方面:(1)中国暴雨的主要气候特点;(2)中国暴雨理论研究的发展历程;(3)中国暴雨发生机理研究的主要成果;(4)未来中国对流尺度暴雨理论研究的挑战。