与不同El Nino相伴的IOD事件的季节演变特征对比

基于1951—2012年逐月海洋和大气多种要素的再分析资料,分析了与两类El Nino相伴的IOD(Indian Ocean Dipole,印度洋偶极子)事件盛期的海洋和大气异常特征,并进一步对比了与不同类型El Nino相伴的IOD事件的季节演变及对应的海气耦合过程。结果表明:两类IOD事件盛期时,暖海温强度和位置有显著差异。发生在东部型El Nino期间的IOD事件(简称EP-IOD)盛期,正(负)SSTA中心出现在热带西北(赤道东南)印度洋,强度相当,对应的热带印度洋—海洋大陆异常Walker环流强度较强、范围较大;与中部型CP El Nino相伴的IOD事件(简称CP-IOD)的正SSTA相对较弱,且偏于南印度洋,异常Walker环流较弱、较窄。在季节演变中,两类IOD事件期间的局地海气过程差异显著,伴随着西印度洋西南季风减弱和东印度洋异常东风加强,EP-IOD事件的发展以西正东负的偶极型异常海温的出现及加强为主要特征;而CP-IOD事件的发生发展则与西北印度洋异常冷海温的生消及南印度洋暖水的堆积相伴,表现为"-+-"三极型SSTA的出现并转为西正东负偶极型的过程,夏季时出现在东印度洋的异常东风以及赤道中印度洋低层负涡度异常水平环流对其发展具有重要作用。     

上海地区不同类型短时强降水的大尺度环流背景特征分析

作为一种强对流天气,短时强降水的监测诊断和预报预警已成为气象预报部门的业务重点,也是当今社会各界的关注重点。为此,以上海短时强降水为例,利用上海地区2004—2012年11个基本气象站的逐时观测资料、NCEP/NCAR第二套逐日再分析资料及实况天气图等资料,基于对所有短时强降水的影响系统进行分类,重点分析了不同影响系统下短时强降水的大尺度环流背景。研究结果表明:1)上海汛期(6—9月)平均每年发生8次短时强降水,其中,8月份发生次数最多,占总次数的近一半。降水强度的空间分布呈现城市雨岛特征,大值区位于中心城区及其下风向的近郊。2)产生短时强降水的主要影响系统有准静止锋、热带气旋、低压倒槽、冷锋及中尺度对流系统。其中,准静止锋导致的短时强降水发生次数最多,发生比例达67%,且多出现在6—8月;热带气旋影响下的短时强降水发生比例占17%,多出现在8—9月;其他影响系统导致的短时强降水发生次数较少。3)各类影响系统为短时强降水提供了不同的大尺度背景及作用:准静止锋类型有利于形成上冷下暖的不稳定层结;热带气旋与高空急流辐散场相配合导致强烈的水汽辐合和垂直上升运动;暖性低压倒槽使地面增湿减压,高空冷平流有利于高空辐散;冷锋有利于形成北侧下沉、南侧上升的经向垂直环流圈;中尺度对流系统则主要与非均匀加热导致的局地垂直环流及其伴随的冷空气卷入相联系。     

ENSO及其组合模态对中国东部各季节降水的影响

近期的研究发现,热带太平洋低层大气存在两种主要模态,即经向对称ENSO模态和ENSO与海表温度(SST)年循环相互作用产生的经向反对称组合模态。主要探讨了这两种不同ENSO模态对中国东部各季节降水的影响。结果表明,厄尔尼诺年秋季,中国西南、长江及华南大部分区域呈现显著正降水异常;冬季,正降水异常范围扩大,覆盖华南、华东及华北东南部地区。这两个季节的异常降水都主要受ENSO模态的影响。与ENSO模态相关的正异常海温局地强迫导致120°E以西出现反气旋性环流,其西北侧增强的西南暖湿气流使得中国东部地区降水增多。次年春季,从中国华南延伸到东北出现正的异常降水,主要是ENSO组合模态的贡献。因为次年春季热带太平洋地区ENSO模态信号只局限于赤道地区,并没有对中国东部降水有显著的影响,而ENSO与海温年循环相互作用的组合模态使得与ENSO相关的赤道大气异常可以扩展到赤道以外地区。ENSO组合模态对中国降水异常有重要影响,在今后的研究和短期预测中需引起重视。      

东亚季风环流季节转变与亚太热力场之间的联系及其可能机理

利用NCEP/NCAR再分析数据集,CMAP降水资料及Hadley中心海温,进一步对东亚季风环流季节转变与亚太热力场之间的联系及可能机理进行了研究。首先选用250 hPa两个固定关键区的气温,计算全年逐候的亚太纬向热力差指数,结果表明其与赵平等采用各季不同关键区的APO指数高度一致,但该指数(下称APTD指数)可用于确定热力场季节转变的时间点。发现用APTD指数确定的季节转变时间点能表征东亚大气环流冬季型向夏季型的转变,环流的转变特征为:低层大陆冷高压东移人海,低空偏北风转为偏南风;中层东亚大槽东移减弱,副热带高压单体在菲律宾附近出现,中心显著加强;高层南亚高压从菲律宾以东移到中南半岛西部,西风急流和东风急流发生北跳,高空偏南风转为偏北风。大气环流场的季节转变和热力场联系紧密的可能机理是:在亚太热力场转变的背景下,低空南风的出现,首先改变经向风的垂直切变,触发垂直运动释放潜热,加快冬季加热型向夏季型转变,而夏季加热型又进一步推进环流的调整,促进低空南风高空北风的形成与加强,进而通过热力场和环流场的正反馈过程,最终建立起一个低空南风高空北风的季风经圈环流。最后指出该转变点的早晚与热带中东太平洋的海温异常有显著的正相关,这为短期气候预测提供了依据。     

江南雨季地理区域及起止时间的客观确定

本文基于国家气象信息中心整编的全国1 675个台站观测资料以及NCEP/NCAR的再分析资料,定义了候降水指数,利用旋转正交经验函数分解(REOF)法对全国候降水的季节进程进行了诊断分析,得到了表征气候态降水逐候进程的南、北方模态及各自的时间系数,发现REOF第二模态对应降水季节进程中的江南雨季。综合考虑我国南方(31°N以南、110°E以东区域)气候态降水的候进程、降水季节进程(4-6月降水指数减去6-8月降水指数)年际变率以及雨季(4-6月降水指数)降水年际变率的一致性,客观定义了江南雨季的地理范围。利用客观划定区域内的降水指数、925hPa经向风以及西北太平洋副热带高压500hPa脊线位置3个指标,制定了判定江南雨季起止时间的方法,进而对1961-2012年江南雨季起止时间进行了客观确定,给出了江南雨季起止时间序列。本文旨在为规范江南雨季的监测提供参考和借鉴,并为其预测提供科学基础。     

珠江口盆地西江主洼烃源岩属性、原油分类及成藏主控因素

位于珠一坳陷西江凹陷北部的西江主洼具有古地温梯度低、恩平组泥岩厚度大、岩浆作用多等特殊地质特征,导致其主力烃源岩潜力、原油类型和来源、油气聚集规律和成藏主控因素等复杂性.基于烃源岩有机地球化学特征和分布、原油分类、来源及分布规律、原油聚集与岩浆和断裂关系等分析,开展烃源岩分布及潜力、原油成藏规律及主控因素研究.明确了西江主洼发育文昌组下段的文4段和文昌组上段的文3段两种属性差异的中深湖相烃源岩,且改造作用强、供烃能力有差异.成藏原油可分为两种类型,其来源和空间分布存在差异,类型1原油来自于文4段烃源岩,裂陷层和拗陷层均有成藏,横向运移距离远.类型2原油来自于文3段烃源岩,裂陷层成藏,近洼聚集.成藏主控因素为烃源岩和断裂,文昌组烃源岩属性差异、体量控制了原油类型、成藏级别和运移距离.NE向断层因延走向的分段、分时活动速率变化控制烃源岩发育和展布;NWW-近EW向断裂控制文3段烃源岩,且为近洼处裂陷层成藏断层,为远洼处西江中低凸起拗陷层成藏断层.成藏模式可总结为：烃源控聚、断裂控层、岩浆控富.     

亚澳季风区水汽输送季节转换特征

利用NCEP／NCAR 1957～2001年45年逐日的再分析资料，从地面开始积分计算整层的水汽输送通量，从气候平均的角度分析了亚澳季风区大尺度水汽输送的季节转换演变特征。分析发现，亚澳季风区水汽输送由冬季向夏季的季节转换的基本特征是：夏季大值输送带的建立及其自西向东伸展，伴随着斯里兰卡低涡活动、自南向北的越赤道输送和副高的东撤、南海夏季风建立等一系列天气气候事件；而冬季形势的建立则是副高南侧东风输送带的西伸，伴随夏季大值输送带的断裂、西撤，最后形成亚洲低纬东风输送带，进而形成由北向南的越赤道输送以及澳大利亚和南印度洋夏季风水汽输送。伴随着冬、夏季节转换，中南半岛以西和以东地区的西风水汽输送的经向移动表现出完全不一样的特征，表明印度季风和东亚-西太平洋季风的形成机制有很大不同。     

海陆纬向非均匀热力结构与跨赤道气流和温带西风急流分布的关系

用数值模拟方法,研究海陆热力结构季节变化对经圈环流、南北半球西风轴以及急流中心的影响。数值试验得到如下结果:(1)海陆纬向非均匀加热结构不仅有利于跨赤道气流的加强,而且形成跨赤道气流高、低层反向特征;(2)海陆纬向非均匀结构使模拟到的北半球西风急流更接近实况。说明南北半球海陆热力强迫不仅是全球跨赤道气流通道形成的重要原因,而且影响北半球西风急流的强度和分布。      

利用奇异值分解方法预测东北地区夏季气温

利用1961-2002年东北地区80个测站的夏季气温和冬季北太平洋海温场资料,采用奇异值分解技术,探讨了前冬北太平洋海温与东北地区夏季气温之间的关系。结果表明,前冬北太平洋海温场与东北地区夏季气温之间存在着较好的相关关系,并基于SVD(Singular Value Decomposition)分析的结果,建立了用前冬北太平洋海温场预测东北地区夏季气温定量空间分布的方法。从近几年的试报效果看,此方法具有一定的预测能力和较好的稳定性。最后,采用此方法和2002年冬季北太平洋海温场实况资料对2003年东北地区夏季气温做出了预测。     

近50年中国东部夏季降水与贝加尔湖地表气温年代际变化的关系

最近50年全球变暖,陆地增温幅度大于海洋,主要的增温中心位于亚洲北部、欧洲和北美等地区。因此,全球变暖有可能通过改变大尺度季风环流而影响中国气候变化。利用美国国家航空航天局空间研究中心(GISS)的逐月地表气温资料、NCEP/NCAR再分析资料及中国604个站逐月气温和降水观测资料,重点讨论了1951—2007年中国东部夏季降水与同期的北半球大陆地表气温年代际尺度变化关系。结果表明,近50年中国东部夏季降水异常主要表现为南旱北涝与南涝北旱两者年代际异常之间的转换,但在1996年之后,伴随北方干旱区向南发展,呈现出华北和长江中下游地区降水同时减少的特征。研究发现中国华北地区夏季降水与同期的环贝加尔湖地表气温在年代际尺度上存在显著的负相关关系;贝加尔湖地区地表气温增暖可能导致蒙古高原对流层出现异常的暖性反气旋,使得位于蒙古高原的气旋频数减少和强度减弱。由于华北降水与蒙古气旋的活动直接相关,从而导致华北地区夏季降水的持续性减少。自1996年开始贝加尔湖地区的地表气温进一步升高,导致中国北方干旱化加剧。由于环贝加尔湖地区是过去50年全球变暖的最显著地区之一,因此,全球变暖可能是通过关键区域的温度变化对中国的气候变化产...