2012年欧亚寒冷天气过程与北极涛动异常活动的联系

利用NCEP/NCAR再分析资料和CPC逐日北极涛动(AO)指数资料,结合近30年欧亚地区地面气温年际异常变化的可能机理,分析了AO异常波动对2012年欧亚地区严寒天气过程的影响。结果表明,AO发生负异常波动对2012年1—2月欧亚地区异常寒冷天气起到至关重要的作用。AO在12月为正异常波动,次年1—2月则呈现负异常波动,其中1月中下旬至2月中旬的负异常波动过程比较显著。在AO负异常影响下,极涡面积增大,冷空气活动加强,中纬度纬向环流减弱而经向环流增强,造成冷、暖空气交换加剧,极地冷空气南下入侵到中纬度地区,从而导致欧亚大陆异常寒冷天气;同时,由北大西洋及地中海北上的暖湿气流,在遭遇冷空气阻碍后给西欧和南欧一些地区带来了大面积的雨雪天气。     

夏季亚洲高空急流纬向非对称变异与北大西洋海温和欧亚陆面热力异常的可能联系

基于1979~2015年ERA-Interim再分析资料,分析了夏季亚洲高空急流纬向非对称变异特征及其可能的外强迫因子。研究发现夏季亚洲200 hPa纬向风异常EOF第二模态（方差贡献为16.4%）主要表现出了急流纬向非对称的空间异常形态,反映了西亚和东亚区域急流南北偏移的反位相变化。通过进一步的诊断分析,我们发现急流纬向非对称变异与北大西洋海表温度（简称海温）和欧亚陆面热力异常可能存在一定的联系。北大西洋三极型海温异常会激发出向下游传播的异常波列,夏季该波列在欧亚大陆上空的异常环流中心与急流纬向非对称相关的异常环流中心对应一致,其中东欧平原的异常反气旋和巴尔喀什湖附近的异常气旋对西亚急流变化存在影响,东亚地区急流的变化与贝加尔湖北部异常气旋和贝加尔湖南部的异常反气旋有关。对比欧亚土壤湿度关键区内垂直环流,陆面热力异常可能会改变局地环流进而影响急流变异,且这种影响存在区域差异。     

欧亚地区均衡残差大地水准面和上地幔强度

首先计算了欧亚地区均衡残差大地水准面．基于地幔热对流的内负荷理论和最新全球层析成像结果，探讨了欧亚地区中波长均衡残差大地水准面的地球动力学意义．研究结果表明，中波长均衡残差大地水准面主要受上地幔粘滞度和岩石层强度的影响，进而得出欧亚地区一些古老地盾和构造稳定地区的上地幔与年轻山脉及构造活动地区的上地幔结构存在着差异．这个差异主要是占老地盾和构造稳定地区，如波罗的海地盾、中西伯利亚地台、东欧等区域，冷却的上地幔已穿透地幔较深，上地幔与岩石层之间耦合较好;而年轻山脉和构造活动区，如帕米尔、天山、贝加尔活动带、青藏高原、日本海周围地区，在上地幔可能存在着热物质即粘滞度很低的软流层，上地幔与岩石层耦合程度较差，甚至有可能解耦．从欧亚地区上地幔属性的差异，可以解释该地区的一些地球动力学问题．     

莺歌海盆地周边区域构造演化

莺歌海盆地周边新生代区域构造演化综合分析表明，该舅地形成和演化构造应力场分四个阶段：第一阶段，古新世末至早渐新世印支地块快速向南东方向挤出，同时伴随着地块的顺时针旋转运动。第二阶段，晚渐新世至早中新世印支地块向南东挤出运动逐渐减弱，华南地块整体仍然相对稳定。莺歌海盆地处于左旋剪切状态。第三阶段，中、晚中新世随着印度地块逐渐楔入欧亚板块内部，印支半岛的挤出运动进一步减弱。至中中新世末，华南地块整体开始挤出。第四阶段，上新世一第四纪印支地块相对稳定，华南地块挤出运动继续进行，两地块间的相对运动呈右旋剪切运动。莺歌海盆地新生代的构造应力场演化受太平洋板块、印度与欧亚板块之间相互作用控制。其中，印度与欧亚板块碰撞作用所导致的印支地块与华南地块的相对运动，是决定莺歌海盆地新生代构造运动应力场变化的主要因素。     

板块构造说

一种全球构造学说。认为岩石圈的构造单元是板块。全球共可分为六大板块：欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印澳板块和南极板块。板块的边界是洋中脊、转换断层、俯冲带和碰撞带。由于地幔的对流，板块在洋中脊分离、扩大，     

春季欧亚-北太平洋上空大气质量迁移规律及其对中国同期气候异常的可能影响

利用1979～2013年NCEP/NCAR月平均再分析资料及NOAA研究中心的CMAP（CPC Merged Analysis of Precipitation）月平均降水资料,通过定义欧亚—北太平洋间大气质量迁移指数I_MAMEP,分析了春季欧亚—北太平洋上空大气质量迁移（MAMEP,Migration of Atmospheric Mass over Regions between Eurasia and North Pacific）的年际变化规律及其与同期中国气候异常的联系。结果表明:在北半球中高纬度存在一个纬向分布的欧亚—北太平洋遥相关型,且其可能对中国同期气候异常的形成具有重要影响。春季MAMEP指数具有显著的长期趋势,同时还具有2～4年及5～7年的振荡周期及明显的年代际变化特征。垂直环流和波动运动对欧亚—北太平洋间大气质量迁移具有重要作用。大气质量在欧亚西部低层异常辐合,高层异常辐散,在中、西太平洋地区低层异常辐散,高层异常辐合,在纬向上构成了顺时针的垂直环流圈,将西北太平洋地区的大气质量变动与欧亚大陆上空的变动联系了起来。另外,来自西欧大陆的波扰能量可传播至北太平洋,有利于这些区域上空位势高度异常扰动的维持。I_MAMEP与春季同期降水及地表气温异常关系密切。I_MAMEP为正时,东亚以北地区、鄂霍次克海西岸以及西欧沿岸降水显著减少,欧亚西部及我国华北地区降水显著增加。850 hPa上西伯利亚受反气旋式环流控制,太平洋上空受气旋式环流控制,引起欧亚大陆北部地表显著增温,西伯利亚以东、我国东北、华北—江淮地区及韩国、日本南部地表显著降温。西欧—我国西北部分地区大面积显著降温现象与这两个地区受异常反气旋东侧的偏北气流影响有关。这些结果有利于人们更深刻认识区域春季气候异常形成机理。     

欧亚大陆积雪对我国春季气候可预报性的影响

利用大气环流模式IAP9L_CoLM,通过两组集合后报试验,考察了欧亚大陆积雪对我国春季气候可预报性的影响。一组试验为常规后报试验,积雪是由模式陆面过程预报得到的,另一组试验为积雪试验,模式积分过程中欧亚大陆雪水当量由微波遥感积雪资料替代,一天替换一次。通过分析两组试验后报结果的差异,来考察欧亚大陆积雪对我国春季（3~5月）气候可预报性的影响。分析表明:欧亚大陆积雪模拟水平的改善能提高春季欧亚大陆中高纬环流场（海平面气压场和中、高层位势高度场）的可预报性,模式对我国春季气温异常的年际变化和空间分布的可预报能力也有显著增强。对我国春季降水,虽然预报技巧较低,但引入较真实的欧亚积雪作用后,由于中高纬环流场预报技巧的改进导致降水的预测能力也有所改进。个例分析也表明,欧亚中高纬春季积雪异常模拟水平的改善导致了欧亚中高纬贝加尔湖及以南区域环流场可预报性的提高,最终使中国东部区域春季气候异常模拟技巧得以改善。以上结果也证实,欧亚大陆积雪是影响东亚区域春季气候的一个重要因子,要提高模式对中国春季气候的预报技巧,积雪模拟水平的改进是非常必要的。     

北半球秋季欧亚遥相关与华西秋雨的关系

利用EOF、相关分析、合成分析等常规统计方法研究华西秋雨与秋季欧亚遥相关(EUa)的关系。结果表明:北半球秋季欧亚遥相关(EUa)指数与华西秋雨呈显著的负相关,两者具有一致的阶段性特征。以1986年为界,20世纪80年代中期之前华西秋雨与EUa指数相关系数波动较大,均在-0.4以上,显著相关区主要集中于四川盆地西南部、贵州大部;20世纪80年代中期之后两者相关系数呈显著增加趋势,且显著相关区域向北偏移,主要集中于四川东北部、重庆大部以及陕西南部地区。EUa异常与华西秋雨的多寡关系显著。EUa正异常年,中高纬度环流形势与水汽特征有利于华西秋雨北部地区降水发生,华西秋雨南部地区缺乏水汽,动力条件不足,不利于秋雨偏多。EUa负异常年,华西秋雨东部地区,表现为有利于降水偏多,而西部地区则特征相反。