北半球西风带准周期性转换的理论分析——初步探讨北极与中纬度及副热带能量相互输送的机制

本文运用准地转模式,通过等值投影方法,将等值线转换为向量场结构,探讨西风带高低指数周期性转换的机制,结果表明:（1）仅有位能转化所引起的水平涡动输送,可能产生大振幅的行星波,但不会产生西风带的断裂;（2）在波流相互作用下,平均纬向风速与基波波幅满足分岔条件时,会出现西风带断裂现象,即当满足这个分岔条件时,更有利于北极与中纬度及副热带能量的相互输送。如北极冷空气的跨纬度输送会导致东亚极端冷事件的发生;同时,也能维持西风带的高低指数循环。     

非绝热加热对南海夏季风建立的作用

分析近年欧洲中心５月份逐日格点风资料，发现南海季风建立在５月中旬，其流场特征为赤道西风带向东北伸展，并汇入华南沿海的横向切变线内。其建立过程与一次涡旋活动有关。利用等熵坐标质量连续方程计算的非绝热加热率分布表明，加热对高层辐散有直接的影响，从而有利于低层涡旋的维持。另一方面，涡旋内水汽辐合，大量潜热释放，从而使我国西南—中南半岛地区成为亚洲最大的加热中心。与此同期，热带洋面上出现非绝热冷却，促成了闭合经向季风环流的建立。这种质量循环，保证了南海季风的稳定。在特定的气候、地理条件下，非绝热加热（冷却）是促成南海季风建立的重要机制。     

Simulations of the East Asian subtropical westerly jet by LASG/IAP AGCMs

Performances of two LASG/IAP(State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sci- ences and Geophysical Fluid Dynamics/Institute of Atmospheric Physics)Atmospheric General Circulation Models(AGCMs),namely GAMIL and SAMIL,in simulating the major characteristics of the East Asian subtropical westerly jet(EASWJ)in the upper troposphere are examined in this paper.The mean vertical and horizontal structures and the correspondence of the EASWJ location to the meridional temperature gradient in the upper troposphere are well simulated by two models.However,both models underestimate the EASWJ intensity in winter and summer,and are unable to simulate the bimodal distribution of the ma- jor EASWJ centers in mid-summer,relative to the observation,especially for the SAMIL model.The biases in the simulated EASWJ intensity are found to be associated with the biases of the meridional temperature gradients in the troposphere,and furthermore with the surface sensible heat flux and condensation latent heating.The models capture the major characteristics of the seasonal evolution of the diabatic heating rate averaged between 30°-45°N,and its association with the westerly jet.However,the simulated maximum diabatic heating rate in summer is located westward in comparison with the observed position,with a rela- tively strong diabatic heating intensity,especially in GAMIL.The biases in simulating the diabatic heating fields lead to the biases in simulating the temperature distribution in the upper troposphere,which may further affect the EASWJ simulations.Therefore,it is necessary to improve the simulation of the meridional temperature gradient as well as the diabatic heating field in the troposphere for the improvement of the EASWJ simulation by GAMIL and SAMIL models.     

西风带海洋环境观测技术研究

南大洋海况常年较恶劣,导致现场观测资料匮乏。中国首套南大洋西风带环境观测浮标于2019年1月1日布放在新西兰东南近53°S海域,现场实时观测并传输风向、风速、气温、气压、相对湿度、海表层温盐、海流、波浪等数据资料。该套锚定浮标也是我国首次布放超过4 500 m水深的极端环境观测浮标系统。布放运行结果表明,我国已具备研发极端环境海洋资料浮标的技术基础和深海浮标布放作业经验,研发的西风带环境观测浮标可长期运行在南大洋西风带海域,进行长期海上水文气象和动力环境参数观测。     

新疆艾丁湖区中全新世以来孢粉记录与古环境

内陆干旱、半干旱封闭湖泊对气候变化的响应十分敏感,是较为理想的古环境研究场所。艾丁湖位于新疆维吾尔自治区吐鲁番盆地南部,湖面海拔-154.4m,是全国最低的洼地,故艾丁湖特殊的地理位置与独特的地质环境,使其在西北干旱区环境变化研究中有着重要的意义。取自艾丁湖湖区东北方向中全新世以来两个剖面共计88个沉积物样品,通过对该剖面进行年代测定、粒度分析与孢粉鉴定统计后,根据其孢粉组合与粒度特征,发现艾丁湖中全新世的环境演变经历了两个干-湿的变化过程,并且艾丁湖地区受西风带影响明显,即中晚全新世以来气候相对比较湿润,尤其在小冰期时期受西风带影响降水增加,从而进一步揭示了西北干旱区生态演化过程以及干旱区湖泊的演化过程。     

不同强度台风相伴随的内陆台前飑线对比分析

本文应用多种常规观测资料和非常规观测资料,以两个强度差异较大的台风(201409号台风威马逊和200606号台风派比安)在内陆造成的台前飑线为研究对象,从飑线产生的实况、大尺度环流背景及飑线不同阶段进行分析,重点以飑线初生阶段的环境条件和成熟阶段的地面中尺度特征、垂直结构进行对比分析。分析结果表明:(1)"威马逊"飑线主要是台风倒槽和副热带高压(以下简称"副高")的相互作用引起的;而"派比安"飑线则是由台风倒槽、副高、西风槽相互作用引起的;两次过程副高位置的不同造成台风外围东南急流位置的差异,"派比安"飑线过程中东南急流更有利于飑线的持续。(2)飑线初生阶段,充沛的水汽来源、明显的条件不稳定、不稳定能量的积累、对流抑制能量的减小均为飑线的初生提供了有利的条件,地面辐合线使得离散的对流单体组织发展成飑线;而水汽条件、地面辐合线位置的差异导致了两次飑线初生位置的不同;对流有效位能(CAPE)、对流抑制位能(CIN)差异预示着"派比安"飑线过程对流发展潜势强于"威马逊"飑线过程。(3)飑线成熟阶段:由地面温压场特征分析出"派比安"飑线冷池中心比"威马逊"飑线更明显;垂直动力结构更有利于强对流的产生和发展。(4)西风槽底部和台风倒槽顶部在湘北的结合,使得已衰减的"派比安"飑线再次增强发展形成Ⅱ阶段飑线。(5)和以往研究的西风带飑线相比,这两次飑线过程并没有分析出那么强的"雷暴高压"、正变压,但有冷池、明显的温度梯度、气压梯度,低层的垂直风切变主要是由风的方向变化所导致。     

季风及季风与西风带相互关系的数值模拟研究

利用中国科学院大气物理研究所九层大气环流模式积分20年,分析其对季风的模拟能力并探寻季风与西风带的相互关系.模式计算得到的全球广义季风区的分布和大气质量的跨纬圈输送,与由实测资料算得的结果十分接近;行星热对流环流和地表特性差异对大气质量跨纬圈传输的功效比夏季约为1.8:1,冬季为2.2:2,此值也与实测十分接近;模拟结果还发现西风带和热带的降水性质有着本质差别,前者与风暴轴有关,为大尺度抬升凝结降水,后者受控于大气层结,为对流性降水;西风带和季风降水都受两半球副热带辐散源的驱动影响,冬季风加强北半球的西风带,进而加强西风带降水,夏季风则削弱北半球西风带和其降水;起自南半球的两支夏季风气流在印度洋和南亚一带同位相叠加,引发强大的亚-澳夏季风,并伴有最强的降水中心,而冬季风会在西太平洋暖池形成一对南北对称的辐合中心,并形成冬季最强的降水中心.     

2011年7月两次区域性暴雨天气过程对比分析

2011年7月5—6日和28—29日陕西出现两次区域性暴雨天气过程,陕西省气象台对两次区域性暴雨的预报均比实况推迟12 h左右,利用常规气象观测资料和T639物理量,分析两次过程的高低空形势、物理量、卫星云图等。结果表明:7.5暴雨是在西太平洋副热带高压东退、西风槽东移加深时产生的,7.28暴雨是副高明显北抬,与东移分裂西风槽共同影响,并且南海有热带系统生成时产生的;两次暴雨低空均有辐合切变存在,地面有弱冷空气补充南下;卫星云图上,7.5暴雨为不同尺度的对流单体,7.28为明显高空槽云系;两次暴雨期间均有强烈的上升运动和水汽辐合。在暴雨落区预报方面,当暴雨区在副高边缘且高压稳定时,暴雨区稳定或沿副高外围向北发展;当副高东退时,在西风带系统影响下,暴雨落区向东移动。     

各类云系的闪电时空分布特征

对影响华南的西风带系统和热带系统的各类云系闪电时空分布特征进行分析研究,比较它们之问的异同。结果表明：西风带系统云系的闪电过程在前汛期大部分出现在夜间,而热带系统云系的闪电过程几乎都出现在日间;西风带系统云系的闪电分布形态特征和范围与热带系统云系有很大的差异。同时对各类云系的闪电成因进行了探讨。     

2004年11月南大洋上一对气旋的结构分析

利用各种观测资料,包括美国国家环境预报中心发行的FNL(Final Analysis)资料和GOES-9(Geostationary Operational Environmental Satellite)红外卫星云图资料,对2004年11月15日至25日中国"雪龙"号南极科学考察船穿越南半球西风带时对其影响最大的一对气旋M和N进行了研究.首先对天气背景进行了介绍,并利用FNL资料和卫星云图对气旋对的演变过程进行了描述,最后对这对气旋的垂直结构进行了分析,发现气旋M具有明显的暖心结构,斜压性较弱,而气旋N有不太明显的暖心结构,在其上空有明显的螺旋云团,斜压性较强.