热带太平洋次表层海温异常年代际变率及其对中国气候异常的影响

利用近50年月平均的SODA海洋同化资料和NCEP大气再分析资料,研究了热带太平洋次表层海温异常(SOTA)年代际变率主要分布型以及与之相关的亚洲-北太平洋-北美地区上空异常大气环流场,并揭示了类ENSO模态与中国气候异常之间的联系.得到主要结果:(1)热带太平洋SOTA年代际变率有两种类ENSO模态.第一模为类ENSO事件成熟期热带太平洋年代际SOTA状态；第二模为类ENSO过渡期热带太平洋年代际SOTA状态.二者组合构成类ENSO事件40年左右及其背景下13年左右的周期振荡.(2)类ENSO事件对亚洲-北太平洋-北美上空中高纬和副热带大气系统年代际变化具有重要影响.类El Ni(n)o成熟期间冬季,中高纬地区大气环流经向型发展,贝加尔湖高压脊加强,西太平洋副高偏强、位置偏西,蒙古高原为较强的异常反气旋环流.类El Ni(n)o衰退期(类La Ni(n)a发展期)夏季,贝加尔湖低压槽加深,乌拉尔山高压脊加强,西太平洋副高偏弱,新疆-河套地区为较强的异常反气旋环流距平.类La Ni(n)a事件时相反.(3)热带太平洋类ENSO事件通过影响中高纬和副热带大气系统,造成中国北部地区上空南风距平的年代际变化,进而导致东亚季风和中国气候异常.类El Ni(n)o事件成熟期,中国北部地区上空多异常偏北风,东亚季风弱,华北少雨,长江中、下游多雨；类El Ni(n)o衰退(类La Ni(n)a发展)期,中国北部地区上空亦为异常偏北气流,东亚季风较弱,华北少雨.中国气候异常型主要取决于类ENSO第一模态,而第二模态主要视位相异同来加强或减弱第一模态.两个类ENSO模态的共同作用导致1978年前后中国气候跃变和华北地区持续20余年的干旱.近期类ENSO模的振荡从1998年左右开始转为类La Ni(n)a模态,大致在2018年左右结束.在此期间,华北降水有望增加,长江中、下游降水可能减少.     

ENSO cycle and climate anomaly in China

The inter-annual variability of the tropical Pacific Subsurface Ocean Temperature Anomaly (SOTA) and the associated anomalous atmospheric circulation over the Asian North Pacific during the El Ni o-Southern Oscillation (ENSO) were investigated using National Centers for Environmental Prediction/ National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) atmospheric reanalysis data and simple ocean data simulation (SODA). The relationship between the ENSO and the climate of China was revealed. The main results indicated the following: 1) there are two ENSO modes acting on the subsurface tropical Pacific. The first mode is related to the mature phase of ENSO, which mainly appears during winter. The second mode is associated with a transition stage of the ENSO developing or decaying, which mainly occurs during summer; 2) during the mature phase of El Ni o, the meridionality of the atmosphere in the mid-high latitude increases, the Aleutian low and high pressure ridge over Lake Baikal strengthens, northerly winds prevail in northern China, and precipitation in northern China decreases significantly. The ridge of the Ural High strengthens during the decaying phase of El Ni o, as atmospheric circulation is sustained during winter, and the northerly wind anomaly appears in northern China during summer. Due to the ascending branch of the Walker circulation over the western Pacific, the western Pacific Subtropical High becomes weaker, and south-southeasterly winds prevail over southern China. As a result, less rainfall occurs over northern China and more rainfall over the Changjiang River basin and the southwestern and eastern region of Inner Mongolia. The flood disaster that occurred south of Changjiang River can be attributed to this. The La Ni a event causes an opposite, but weaker effect; 3) the ENSO cycle can influence climate anomalies within China via zonal and meridional heat transport. This is known as the "atmospheric-bridge", where the energy anomaly within the tropical Pacific transfers to the mid-high latitude in the northern Pacific through Hadley cells and Rossby waves, and to the western Pacific-eastern Indian Ocean through Walker circulation. This research also discusses the special air-sea boundary processes during the ENSO events in the tropical Pacific, and indicates that the influence of the subsurface water of the tropical Pacific on the atmospheric circulation may be realized through the sea surface temperature anomalies of the mixed water, which contact the atmosphere and transfer the anomalous heat and moisture to the atmosphere directly. Moreover, the reason for the heavy flood within the Changjiang River during the summer of 1998 is reviewed in this paper.     

数字地球的体系研究

通过对地学空间信息研究背景及其内容的分析,认为数字地球是人类空间信息革命的序幕。并结合数字地球的关键技术,提出了数字地球的全球层、区域层以及国家层的实现模式。文章还对数字地球的应用领域展开了讨论,认为数字地球是人类下个世纪经济增长的关键,并是人类适居社区等建设的决策信息支柱。     

船上气温、湿度和风速观测的代表性

当前我国有许多海洋气象调查船、商船和遥测气象浮标站的甲板上安装有气温、湿度和风速测量仪器,其中不少仪器本身测量精度是符合要求的,可是在船上使用能否获取符合要求的气象资料,其代表性如何,即是否能准确代表和反映观测船所在地点一定海域的海面上气温、湿度和风速的实际自然状况,这是应当进行探讨的。因为船上获取的气象资料的代表性如何,关系到海上天气分析和海洋气象科学研究能否正常开展,     

渤海、黄海、东海海面热量平衡的平均状况——Ⅱ.季节变化特征

本文分析了渤海、黄海、东海海面热量平衡诸分量及其总和的季节变化,结果表明,进入海面的太阳总辐射是海洋从海面得到热量的主要来源;海洋从海面失去热量的主要原因,在黑潮海域是海面蒸发潜热耗失引起的,在近海海域,春、夏季海面有效回辐射耗热超过蒸发耗热,秋冬季相反。海气之间的感热交换量较小,冬季较明显。结果还指出,在3—8月海洋计温期,海洋从海面得到热量,在9—翌年2月海洋降温期,海洋从海面失去热量。     

一次寒潮强风过程渤海海上二维风速、风向谱分析

本文使用渤海石油平台观测的超声波风速脉动资料,计算了强风条件下二维风速和风向的最大熵谱和傅立叶功率谱。结果表明,在不稳定条件下,海上大气湍流能量主要集中在风扰动的低频段,随着风速的加大,高频扰动的贡献逐渐增加;纵向风速具99s的主振荡周期,侧向风速和风向具同一谱型,它们的主振荡周期为132s。结果还指出了不同特性的气团具不同的大气湍流特征。     

黑潮区域表层水温变异特征及其对大气环流响应的初步分析

海洋和大气是一个不断相互作用的复杂的耦合系统,其相互作用的结果对长期天气过程的演变以及海洋环境的变化都有着重大的影响。从六十年代开始,这一研究课题就引起了海洋学家和气象学家的广泛重视。如Bjerknes指出，赤道海温及其相应的环流有准两年周期,表明了海表温度与中低纬度环流之间的关系; Namias指出,海表温度与海平面气压场的关系密切,可以用预报的海平面平均气压场的分布来预报下个月的海表温度。目前在数值模拟试验中,也将海气相互作用加以参数化考虑进去,提高了预报精度。本文拟以平均资料,准定量地分析黑潮地区表层水温的变异特性及其物理过程,并在此基础上探讨它与大气环流的关系。 文中的海表温度资料,1951-1962年取自美国的北太平洋海面温度资料,1963-1972年取自日本的北太平洋气候表,1973年以后采用我国海洋局水文气象总台整理的资料,北半球500毫巴高度采用上海气象台整理的资料,热量平衡各分量的计算值取自西北太平洋海面热量平衡图集。     

冬季东海黑潮海-气热量交换对长江中下游汛期降水的影响

黑潮海区的海-气热量交换,表层水温及热含量的变异对大气环流和大陆旱涝的影响已有论述。本文的目的在于分析东海黑潮海区的海-气热量交换特征及其与整个黑潮的关系,探讨它与长江中下游降水的联系,进而计算比较东海嵊山站多年海-气热量交换的特性,得到了有预报意义的指标。一、东海黑潮冬季海-气热量交换的年际变化特性及其与整个黑潮的关系作者在分析东海黑潮海区的海-气热量收支的年平均状况和季节变化特征时指出,10—3月海-气之间的热量比较显著,特别是在严冬季节。据此,本文只着重讨论东海黑     

黑潮海域海洋异常加热时后期北半球大气环流影响的分析

计算了黑潮海域海洋异常加热与后期１－１２个月北半球大气环流的时滞相关，分析了二者的相关关系。结果表明，海洋异常加热对后期半年到一年北半球大气环流场有重要影响，当黑潮海域海洋异常多加热时，后期半球范围内大气环流的经向度将趋减小，反之则趋加强，在分析相关演变的基础上，讨论了上述时滞关系的可能物理过程，指出黑潮海域海洋异常加热对后期下游大气环流型的影响，是通过改变中纬大气与高纬极地大气之间温度和位势高度     

渤海、黄海、东海海面热量平衡的平均状况——Ⅰ.资料处理和计算方法

渤、黄、东海海面热量平衡状况对该海域海洋水文和中国气候有着重要的影响。我们对该海域热量平衡各分量的年平均和年变化进行了计算,并分别就资料处理和计算方法、年平均状况、年变化特征等几个方面进行了分析。本文作为该项研究的第一部分,讨论了所用的资料和计算公式,提出了在稳定温度层结条件下的交换系数的校正方法。