北大西洋多年代际振荡（AMO）对南海夏季风撤退年代际变率的影响及可能机理

基于美国国家海洋和大气管理局（NOAA）物理科学实验室（PSL）和科罗拉多大学环境科学研究所（CIRES）重建的NOAA-CIRES 20th再分析数据和国际综合海洋大气数据集（ICOADS）的全球月海表温度数据（ERSST）,并结合数值试验分析了南海夏季风撤退的年代际变率特征及北大西洋多年代际振荡（AMO）对其产生的影响。结果表明,南海夏季风撤退时间具有明显的年代际变率,南海夏季风撤退偏晚（早）年代中国南海及其附近区域上空有显著的气旋性（反气旋性）环流异常,降水偏多（少）。进一步研究发现,AMO与南海夏季风撤退年代际变率呈显著正相关,即AMO为正位相时,南海夏季风撤退偏晚;AMO为负位相时,南海夏季风撤退偏早。北大西洋海温升高（即AMO位于正位相）,从海洋释放更多的热通量到大气,导致北大西洋上空对流层的对流活动明显增强,通过海-气相互作用激发北大西洋上空的波活动异常,进而影响与东北亚关键区域大气环流变化密切相关的中纬度欧亚遥相关波列的形成和传播,引起东北亚关键区的正位势高度异常和明显的下沉运动,并在其对流层低层产生辐散运动,能量伴随着偏北的辐散风气流传播至中国南海及邻近区域辐合上升,进一步加强了南海区域的气旋性环流异常,使得南海夏季风撤退偏晚。AMO负位相时,异常情况与之大致相反,使得南海夏季风撤退偏早。      

The Summer Monsoon Onset over the Tropical Eastern Indian Ocean： The Earliest Onset Process of the Asian Summer Monsoon

The onset process of the tropical eastern Indian Ocean (TEIO) summer monsoon (TEIOSM) and its relationship with the cross-equatorial flows are investigated via climatological analysis. Climatologically, results indicate that the earliest onset process of the Asian summer monsoon occurs over the TEIO at pentad 22 (April 15–20). Unlike the abrupt onset of the South China Sea (SCS) summer monsoon, the TEIOSM onset process displays a stepwise advance. Moreover, a close relationship between the TEIOSM development and the northward push of the cross-equatorial flows over 80–90E is revealed. A difference vorticity center, together with the counterpart over the southern Indian Ocean, constitutes a pair of difference cyclonic vortices, which strengthens the southwesterly wind over the TEIO and the northerly wind to the west of the Indian Peninsula from the end of March to late May. Therefore, the occurrence of the southwesterly wind over the TEIO is earlier than its counterpart over the tropical western Indian Ocean, and the cross-equatorial flows emerge firstly over the TEIO rather than over the Somali area. The former increases in intensity during its northward propagation, which provides a precondition for the TEIOSM onset and its northward advance.     

华北汛期降水月内时间尺度周期振荡的年代际变化分析

利用中国740站逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,使用小波分析等方法,对华北汛期降水的月内时间尺度周期振荡的年代际变化及其原因进行了分析.结果表明:由于西太平洋副热带高压和华北夏季风的月内时间尺度周期振荡存在显著的年代际变化,使得华北汛期降水在两个不同阶段,存在着显著不同的月内时间尺度的周期振荡.在华北汛...     

季节气候预测的进展和前景

对季节气候预测的进展进行了评述,主要集中在动力季节预测方面.全文共分四部分:(1)季节预报的科学基础;(2)动力( GCM)季节预报的进展;(3)东亚季节预报水平低的原因分析;(4)从国际气候预测未来发展规划国家气候中心气候预测的前景.根据上述结果,最后提出了中国气象局季节预测发展的建议.     

1997年东亚夏季风异常活动在汛期降水中的作用

利用1997年逐日降水资料和国家气象中心提供的T63再分析资料,详细讨论了中国汛期降水及东亚夏季风活动的异常特征及其间的联系。结果表明,该年中国夏季降水及东亚夏季风活动均表现了突出的异常,东部雨带长期滞留在江南、华南一带,夏季风向北的推进很弱,主要活跃于较低纬度,最北仅至35°N,未能在黄河以北的地区建立,比起气候意义下夏季风北进的最高纬度偏南10°左右。在这一过程中,夏季风异常是主要雨带异常发展的重要影响因子,候大雨带的建立和北推均与季风的建立与活跃密切相关。进一步对大尺度水汽场的分析表明,夏季风的活动明显改变了大尺度水汽输送及辐合,进而影响和制约了主要雨带的分布。夏季风爆发后,南海及中国大陆的主要水汽输送源均发生了明显变化,来自于孟加拉湾和热带印度洋的水汽输送到南海后,再从南海输送到中国大陆。而季风的活动同时也制约了强水汽辐合带的出现,其在低纬的维持为雨带长期稳定于南方地区提供了有利条件。     

近百年中国气候变暖趋势之再评估

基于均一化的气温观测序列集,1900年以来中国气温升高趋势1.3—1.7℃/(100 a)。这个已用于新近的中国国家气候变化评估报告的结果,远高于早期的评估结果(0.5—0.8℃/(100 a))。回顾了始于20世纪80年代的中国百年气温序列的研究,指出其中关键进展在于近年来研发了均一化的长期站点气温观测序列集。早年构建的中国气温序列中,20世纪40年代前异常偏高,除了战乱期间观测缺失严重及记录代表性问题外,主要是50年代前后很多台站迁址导致早期气温观测值系统性偏高所致,从而低估长期变暖趋势。40年代前后部分区域确实偏暖,但由于不同区域气温波动位相不一致,因而大范围平均序列中并不明显。这一事实可与近年发展的"北极暖-大陆冷"等气候变化动力学理论以及一些区域气温代用资料相印证。近几十年城市化对中国气温变化趋势之贡献大小尚存争议,但远非主导因素。     

ENSO暖冷事件下东亚冬季风的区域气候模拟

选取强El Nio年(1997/1998年)和强La Nina年(1998/1999年)作为个例,利用中国国家气候中心水平分辨率为60 km的区域气候模式(RegCM_NCC)对东亚冬季风进行了数值模拟,结果表明:模式不仅从500 hPa东亚大槽、副热带高压、地面蒙古冷高压和850 hPa东亚风场等方面,模拟出两年冬季风系统的不同特征,而且也模拟出与ENSO事件密切联系的大气低层环流的明显差别,表明区域气候模式对ENSO暖、冷事件下东亚冬季风的差异有较好的模拟能力.数值模拟也能够再现中国南海、菲律宾群岛以东的西太平洋和孟加拉湾3个主要的冷涌区,以及在两年不同海温和环流背景下冷涌发生的频数变化.分析还表明,模拟结果能较好地反映两年冬季中国气温的空间分布特征,模拟出的冷空气过程、最冷时段出现时间与实际基本相符,模拟的主要降水带位置也与实况接近,特别是能够较好地模拟出中国南方地区1997/1998(1998/1999)年冬季异常多(少)的降水量.虽然数值模式的总体性能是较为满意的,但也发现在形势场的模拟中存在1998/1999年冬季东亚大槽模拟偏深和东亚沿海海平面气压梯度偏大等不足,需进一步加强对模式物理过程的研究.     

亚洲夏季风指数的重新评估与季风的长期变化

使用NCEP/NCAR再分析资料对Webster与Yang的季风指数(WYI)进行计算和修改。WYI定义为850与200 hPa的纬向风差,但通过分析150—100 hPa和200 hPa的环流场、散度场与垂直运动场,发现200 hPa层并不能真正反映亚洲季风系统上层环流的变化,尤其是其最主要的环流特征即热带东风急流的变化,其核心位于150—100 hPa。纬向风切变U850-U(150 100)的值比U850-U200的值远大得多,更能真实反映季风的强度,并且与低层辐合耦合在一起的高层辐散最大位于150 hPa,在对流层高层取150 hPa比200 hPa更能反映季风系统的耦合关系。因此,在对流层上层选择150—100 hPa重新定义季风指数(DHI)为IDH=U8*50-U(*150 100),不但可以更好地表征亚洲纬向风切变中心的强度变化,也可以代表对流层上下层季风系统的变率。分别用季风指数DHI和WYI对亚洲夏季风的长期变化进行研究,发现DHI比WYI更合适。DHI的变化表明亚洲夏季风存在明显的年代际变化及突变,20世纪70年代末之后显著减弱,这主要是由于150—100 hPa层东风的减弱,但这种东风的减弱现象在200 hPa不明显。突变后总的来说:亚洲地区高层东风减弱,表明夏季风减弱;海陆气压差和海陆温差的减小导致季风减弱;相应高空辐散和水汽输送在印度半岛、中南半岛中部、中国华北与东北地区都是减弱的,也表明夏季风减弱。最后比较NCEP/NCAR和ERA-40两种再分析资料研究亚洲夏季风的强度及其长期变化的差异,以作参考。     

ENSO事件对我国天气气候的影响

从东亚环流、旱涝、台风活动和东北夏季低温等方面总结了ENSO对我国天气气候影响的观测结果和可能的物理机制,并讨论了与之有关的问题。通过总结和讨论期望对ENSO的影响及预报价值有一个总的评估。     

西北太平洋风场对台风路径的影响

本文着眼于西北太平洋对流层的风场,分析了西北太平洋环境流场对台风路径的影响。所研究的七类正常台风路径,副热带高压的反气旋环流是它们的直接影响系统。西风环流,尤其是中、高纬度高层西风的分布及其变化对于形成不同类型的台风路径亦起了很重要的作用。分析还发现,台风有沿着对流层深层暖区轴线,按照热成风方向移动的趋势。