BCC_AGCM2.0.1模式系统对江淮梅雨期降水的模拟能力

文章通过累积频率方法定义江淮地区观测和模拟的梅雨期,分析国家气候中心大气模式BCC_AGCM2.0.1对我国东部地区暴雨、大雨、中雨和小雨四种等级降水的模拟能力。由于模式的模拟环流背景与实际不同,导致模拟的降水峰值时期与梅雨期有偏差,因此通过累积频率方法定义模拟的梅雨期,模拟梅雨期为6月1候至6月3候,而实际观测梅雨期6月5候至7月2候,模拟期较实际梅雨期提前了20天。模拟结果表明模拟的我国东部总降水量偏少,总雨日数偏多,主要是由于模拟的暴雨日数偏少,小雨日数偏多;观测的江淮地区近40年来暴雨、大雨和中雨呈上升趋势,小雨呈下降趋势,模式模拟的不同等级降水变化趋势与观测相反,暴雨、大雨和中雨呈下降趋势,小雨呈上升趋势。     

南方涛动与我国东部盛夏季风雨北进程度的年际遥联

上年6月南方涛动指数(SOI)和盛夏(7-8月)我国东部季风雨带位置及江淮下游雨量存在显著的相关,经过分析,发现此种遥联是通过长达15个月的如下海-气相互作用形成的:偏强(弱)的南方涛动会伴随着赤道中-东太平洋海面水温偏低(高);此种趋势会从上年6月持续到次年初春,而同时冬季中太平洋中低纬经向海温梯度(△T)即趋向减弱(增强),向中高纬的热量输送偏少(多).△T和随后春夏各月北半球100hPa高度场和500-100hPa厚度场的相关计算表明,正高相关区从热带中太平洋区逐步向东亚中纬输送,这可能反映出高空热量经由一系列行星波西传并于盛夏抵达东亚中纬,从而影响到100hPa层青藏高压东部的伸缩、我国东部季风雨带的南北位置和江淮下游的旱涝趋势.     

1991年江淮早梅及其与过赤道气流异常的关系

讨论了1991年江淮早梅现象及其形成机制。结果表明:5月第4候西太平洋副热带高压脊线出现第一次北跳,夏季风影响到江南,江淮地区入梅,比常年早二十多天;这与120—130°E间异常地出现较强的过赤道气流有关。     

中国东北地区两场罕见冻雨过程的对比分析

2020年11月17～20日（过程1）和2021年11月7～11日（过程2）在中国东北地区发生了两场历史罕见的冻雨事件,给吉林和黑龙江两省造成了异常严重的灾害。本文利用NCEP/NCAR和EC-ERA5再分析资料、地面气象要素实况和探空资料,对这两次冻雨过程进行了诊断分析。结果表明,地面关键影响系统均为北上发展加强的江淮气旋,冻雨区均位于地面暖锋北部冷空气一侧的等压线密集带中。冻雨形成过程存在差异,过程1主要表现为先有地面降温形成“冷垫”,之后气旋携带的暖空气在“冷垫”上爬升并配合850 hPa暖锋维持;过程2则表现为大量暖湿空气向北输送,地面气温回升,850 hPa暖舌发展,被抬升的暖湿空气降落在前期较冷的下垫面上形成冻雨。冻雨发生时,水汽条件丰沛,并伴有上升速度和锋区的明显加强。温度层结呈现“冷—暖—冷”三明治型垂直分布特征,即低空有逆温层且有融化层和近地面有冻结层同时存在。两次过程均符合多数北方冻雨的“冰相融化”机制。过程1逆温层顶高度、逆温强度及最大融化层厚度均强于过程2,且逆温持续时间长,导致电线积冰厚度差异明显。地形对冻雨有一定的影响。最后提炼出一个东北冻雨天气的三维结构模...     

春季江淮气旋波的某些特征

2015年5月1—2日由江淮气旋引发了一次江淮和江南暴雨天气过程, 利用常规地面、高空观测、6 h一次的NCEP 1°×1°再分析场、星下点分辨率为5 km的FY-2E水汽云图等资料, 重点分析了江淮气旋的生成环境、结构特征、演变过程及东移原因, 在此基础上分析了此次暴雨过程的成因。结果表明:(1)这次江淮气旋生成于500 hPa西风槽前, 西南涡沿暖切变线东移、地面冷锋进入低压倒槽的顶端; 此后该气旋向东移动, 但强度逐渐减弱。(2)这次江淮气旋表现为中低层浅薄系统, 温度锋区弱, 与经典的深厚温带气旋结构不同。江淮气旋生成时, 正相对涡度区随高度向西倾斜; 当高低层正相对涡度区逐渐垂直重合时, 江淮气旋减弱。(3)暴雨的产生与低空急流输送的丰富水汽、500 hPa高空槽前中低层低涡、切变线、气旋等引起的强上升运动有关; 暴雨区南北两支次级环流圈的存在有利于强上升运动的维持; 地形抬升作用使得降水加强。(4)地面气旋中心总是沿中低层暖平流区域及其下游高低层微差涡度平流较大区域移动, 移向对流层中层上升运动区。

     

北太平洋海温与江淮流域汛期流量的关系研究

利用自然正交函数分解法,对北太平洋海温与江淮流域汛期流量的关系进行了研究。结果表明,赤道东人平洋（10°S-10°N、180°-80°W）和西北太平洋（35°—45°N、150°E-140°W及30°N、170°-140°W）的海温变化与江淮流域汛期流量关系密切。当赤道东太平洋海温升高时,江淮流域汛期流量减少,反之则增加。依据这两个关键区的典型场时间系数所建立的流域预报模型,试报效果较为理想,除汉口8月流量预报误差为-10．7％外,其他要素流量预报误差均在±5％左右。     

江淮流域大气水分特征与旱涝关系的诊断分析

本文利用全国125个探空台站1980年(涝年)和1985年(旱年)的一日二次的探空资料计算了江淮流域大气中的水汽通量。通过对其年变化规律的分析,揭示了旱、涝年份水汽输送的特点。结果表明:大气中的水汽输送对于旱涝形成有着重大影响,旱、涝年份的水汽输送场存在明显的差别。夏涝年,水汽输送最大中心及雨带均停留在江淮一带。而夏早年,水汽输送最大中心及雨带则明显偏北。并且发现,在水汽输送场上的可降水量最大中心、水汽辐合带及水汽辐合量最大中心也与雨带有很好的一致性。     

江淮梅雨长期变化对太阳活动因子的响应分析

利用美国国家海洋大气局(NOAA)地球物理数据中心(NGDC)1954-2005年太阳黑子数资料,把太阳活动作为地球气候的外强迫因子,采用小波分析和交叉小波分析方法,研究了太阳黑子数与江淮梅雨特征量及西太平洋副热带高压指数的关系。结果表明:太阳活动与江淮梅雨的相关性存在南北差异,北部呈现正相关而南部呈现负相关,且正负相关性在时间序列上保持不变;江淮南部梅雨量与太阳黑子数有稳定的11年共振周期及0.5~1年的相位滞后;西太平洋副热带高压指数与太阳黑子数也有较好的相关关系,说明太阳活动影响地球气候可能存在太阳活动—西太平洋副热带高压—江淮梅雨这样一条过程链。     

江淮流域伏后延伸期降水异常的环流特征

本文利用1990—2021年高分辨率的CPC和ERA5再分析资料,分析伏后(8—9月)11～25 d和29～59 d江淮流域的大气低频特征,用奇异值分解(SVD)研究影响江淮伏后降水的大气低频信号,并选取2017和2021年两次降水个例进行机理解释。研究结果表明：11～25 d低频位势高度占原始场的方差贡献百分比大于29～59 d尺度,对流层中高层的方差贡献大于对流层低层。SVD结果指出,环球遥相关模(CGT)导致江淮流域的局地辐合上升,有利于11～25 d的低频降水;11～25 d的低频降水与日降水的峰值匹配,意味着该时间尺度的系统对江淮伏后降水具有重要贡献。欧洲至中国的大气Rossby波列使江淮流域的对流层高层辐散,产生垂直上升运动,伏后西北太平洋对流层低层反气旋环流将暖湿水汽传输至江淮流域,动力和水汽条件均有利于降水。本文的研究结果有助于理解江淮流域伏后降水的延伸期预报机制,可为延伸期预报业务提供有价值的分析路线。