A METHOD OF RAPID CLASSIFICATION OF TROPICAL CYCLONE TRACKS OVER CHINA AND ITS APPLICATION

Using data of tropical cyclones making landfall in China between May and October each year during the 1951-2015 period from the Shanghai Typhoon Institute, China Meteorological Administration (CMA-STI) Tropical Cyclone (TC) Best Track Dataset, we developed a method of rapid classification of TC tracks based on their average movement velocities and noted three types of tracks: a westward type, a northwestward type, and a northward type. We compared the climate characteristics of the westward and northward types and discuss their corresponding causes. The results show that the westward and northward types account for more than 80% of all TCs making landfall in China. Their climate characteristics, such as the frequency, landfall intensity, duration over land, velocity over land, movement distance over land, and other changes, show both similarities and differences. Both TC types show significant increases in their over-land durations, indicating that the effects of these landfalling TCs are increasing. However, the causes of these two TC types are similar and different in certain respects. The changes in large-scale steering flows have significantly affected the frequencies and over-land velocities of the landfalling TCs of the westward and northward types. In addition, differences between the changes in formation locations of the westward and northward types may lead to significant difference in their landfall intensities.     

Mechanisms of Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) Variability in a Coupled Ocean–Atmosphere GCM简

The mechanisms involved in the variability of Atlantic Meridional Overturning Circulation （AMOC） are studied using a 2000-yr control simulation of the coupled Fast Ocean-Atmosphere Model （FOAM）.This study identifies a coupled mode between SST and surface heat flux in the North Atlantic at the decadal timescale,as well as a forcing mode of surface heat flux at the interannual timescale.The coupled mode is regulated by AMOC through meridional heat transport.The increase in surface heating in the North Atlantic weakens the AMOC approximately 10 yr later,and the weakened AMOC in turn decreases SST and sea surface salinity.The decreased SST results in an increase in surface heating in the North Atlantic,thus forming a positive feedback loop.Meanwhile,the weakened AMOC weakens northward heat transport and therefore lowers subsurface temperature approximately 19 yr later,which prevents the AMOC from weakening.In the forcing mode,the surface heat flux leads AMOC by approximately 4 yr.     

1992—2012杭州湾海域生物多样性的变化趋势及原因分析

本文依据浙江省舟山海洋生态环境监测站(1992—2012年)20年的杭州湾生态环境质量监测数据,对杭州湾海洋生物多样性的现状及发展趋势进行了分析,并结合环境因子对生物多样性的变化原因进行了探讨。结果表明:杭州湾海域生物生存环境较为恶劣,生物多样性较低,生物群落结构简单,种类较少。20年间,杭州湾海域生物多样性的变化可大体分为2个阶段,第一阶段是20世纪90年代初至2000年,杭州湾生物群落的各项指标普遍呈现下降的趋势;第二阶段是2000年后至今,由于各项生态环境保护措施加强,杭州湾生物群落得到一定程度的恢复。相关性分析表明,DIN、DIP、COD和富营养化对杭州湾海域生物多样性产生了显著的影响。20年来杭州湾海域生物多样性的变化主要受人类活动的影响,污水排放导致的富营养化对生物多样性的丧失也有很大影响,滩涂围垦等沿海开发使海洋生物栖息地片段化,单调化,加速了生物多样性的降低。     

淮河流域汛期暴雨与西太平洋海温关系

利用淮河流域172测站1960—2009年逐日气象资料和全球海温资料,通过对淮河流域汛期暴雨与前期西太平洋海温的相关分析来研究海温的变化对淮河流域汛期暴雨的影响。选取西太平洋海域（158°～170°E,8°～14°N）作为关键海区,前一年5—6月作为关键时段,通过分析发现海温偏低（高）年,淮河流域的绝大部分地区的暴雨量减少（增加）,淮河流域东北部呈现与其他地区反相的变化特征;在暴雨偏多（少）年,对应的前一年5—6月关键海区正好是海温偏高（低）。正是由于西太平洋关键海区持续的海温异常引起了次年汛期大气环流的异常,导致了淮河流域汛期暴雨的异常,这正是海温与暴雨具有很好相关的内在原因。     

20世纪90年代末东亚冬季风年代际变化特征及其内动力成因

为纪念陶诗言先生对东亚冬季风研究的杰出贡献,本文利用我国测站、NCEP/NCAR和ERA-40/ERA-Interim再分析资料分析了我国冬季气温和东亚冬季风在20世纪90年代末所发生的年代际跃变特征及其内动力成因。分析结果表明:从20世纪90年代末之后,我国冬季气温和东亚冬季风发生了明显的年代际跃变。从1999年之后,随着东亚冬季风从偏弱变偏强,我国冬季气温变化从全国一致变化型变成南北振荡型（即北冷南暖型）,并由于从1999年之后我国北方冬季气温从偏高变成偏低,故冬季低温雪暴冰冻灾害频繁发生,同时,我国冬季气温和东亚冬季风年际变化在此时期从以往3～4 a周期年际变化变成2～8 a周期;并且,结果还表明了东亚冬季风此次年代际变化是由于西伯利亚高压和阿留申低压的加强所致。本文还从北极涛动（AO）和北半球准定常行星波活动的动力理论进一步讨论了此次东亚冬季风年代际跃变的内动力成因及其机理,结果表明:从20世纪90年代末之后,北半球冬季准定常行星波在高纬地区沿极地波导传播到平流层加强,而沿低纬波导传播到副热带对流层上层减弱,这造成了行星波E-P通量在高纬度地区对流层和平流层辐合加强,而在副热带地区对流层中、上层辐散加强,因而导致了北半球高纬度地区从对流层到平流层纬向平均纬向流和欧亚上空极锋急流减弱,而副热带急流加强,这造成了AO减弱和东亚冬季风加强。     

北京一次持续性雾、霾的特征和成因分析

基于2013年1月9-15日北京地区一次持续雾、霾过程,对环流形势、要素、物理量场以及污染监测情况进行分析。结果表明：高PM_2.5和SO₂事件持续时间超过100 h,浓度达到严重污染级别。高空为偏西或西南气流且850 hPa有弱暖平流输送和地面倒槽维持少动是有利于雾、霾持续的背景条件。持续轻雾或霾对湿层厚度要求不高,在925 hPa下即可,且湿层越厚,能见度越低。逆温维持是雾、霾持续的主要原因,且轻雾或霾为主时逆温层特点为厚度浅强度弱,高度或强度的突然增大可预示向大雾或雪转换; 850 hPa以下涡度平流较弱是轻雾或霾持续的动力结构;总温度平流垂直分布表现为闭合中心强度在500 hPa明显分界,且相对较弱的平流中心的高度一般在850-1000 hPa之间,当高度达到500 hPa时或可预示雾、霾天气消散。     

2013年鄂东北一次梅雨期强降雨日变化分析

利用FY2E卫星观测TBB、GFS0.5°×0.5°再分析资料与湖北GPS网观测PWV等资料,应用环流特征、T_BB、物理量场等,诊断分析2013年7月梅雨末期鄂东北连续强降雨成因。结果表明:强降雨主要发生在5-6日,夜间超过白天,日变化明显。5日夜间鄂东北云团发展旺盛但移速较快,降雨发展。6日夜间云带在移出鄂东北的同时,其西侧又新生多个对流云单体;这些对流云单体合并后形成东移缓慢的β中尺度云团,降雨达到峰值。强降雨期间鄂东北位于200 hPa南亚高压东伸脊北侧的较强辐散区内。5、6日两天早晨,湖南南岳一带西南风异常加大有利于暖湿气流向东北方向输送;午后鄂东北地面对流有效位能加大,大气层结非常不稳定;入夜后动力抬升机制加强,降雨明显增幅。降雨全过程鄂东北PWV夜间比白天均有所增加。     

湖北异常初雪日的成因分析及预测

统计湖北省76站1961/1962—2012/2013共52年大范围初雪偏早/偏晚年份,揭示初雪日异常早/晚年同期环流特征,初雪偏晚当年11月至次年2月海温、高度场及低层风场的典型分布表现为:中高纬的西北太平洋海温及新西兰东侧南太平洋海温异常偏高,有利于乌拉尔山脊减弱、贝加尔湖低压及阿留申地区低压减弱,东亚大槽偏强同时孟加拉湾槽偏弱,对应500 hPa高度距平场上欧亚大陆自北至南呈"—+—"的波列分布,中国大陆地区低层风场被北风距平控制;反之,初雪偏早。2013/2014年关键区海温及环流分布符合典型的初雪偏晚对应特征。利用1961—1992年11月关键区海温首次建立湖北初雪日预测模型,准确预测2013年冬季初雪偏晚,同时针对1993—2012年初雪早晚的回报检验准确率达75%,为预测湖北初雪发生的早晚提供了新方法。     

北半球冬季平流层强、弱极涡事件演变过程的对比分析

利用1958～2017年逐日的NCEP/NCAR再分析资料对北半球冬季平流层强、弱极涡事件的演变过程进行了对比分析,同时比较了有平流层爆发性增温（SSW）和无SSW发生的两类弱极涡事件的环流演变和动力学特征。结果表明,强极涡的形成存在着缓慢发展和快速增强的过程,而弱极涡事件的建立非常迅速;和强极涡事件相比,弱极涡事件的峰值强度更强,异常中心的位置更高。此外,强、弱极涡事件的产生与波流相互作用的正反馈过程密切相关。对于强极涡事件,发展阶段的太平洋—北美（PNA）型异常削弱了行星波一波;当平流层西风达到一定强度,上传的行星波受到强烈抑制,使得极涡迅速增强达到峰值。而对于弱极涡事件,发展阶段一波型的异常增强了行星波上传,通过对纬向流的拖曳作用使得平流层很快处于弱西风状态,更多行星波进入平流层导致极涡急剧减弱甚至崩溃。针对有、无SSW发生的两类弱极涡事件的对比分析表明,有SSW发生的弱极涡事件发展阶段,平流层出现强的向上的一波Eliassen-Palm（EP）通量异常,通过正反馈过程使得一波和二波上传同时增强而导致极涡崩溃;无SSW发生的弱极涡事件发展阶段,平流层缺乏向上的一波通量,二波活动起到重要作用,其总的行星波上传远弱于有SSW发生的弱极涡事件。对于无SSW发生的弱极涡事件,其发展和成熟阶段对流层上部出现类似欧亚（EU）型的高度异常,伴随着强的向极的EP通量异常,导致对流层有极强的负北极涛动（AO）型异常。而有SSW发生的弱极涡事件发展阶段对流层上部主要表现为北太平洋上空来自低纬的波列异常,其后期的对流层效应更加滞后也不连续,对流层AO异常的强度明显弱于无SSW发生的弱极涡事件。     

2018年初江西中北部冻雨暴雪天气过程特征及成因

2018年1月下旬,江西省中北部出现严重雨雪冰冻灾害天气,覆冰和积雪持续时间长达7 d,其间多次出现罕见的雨雪相态转换,先后经历了雨、冻雨、雪、冻雨、雪5个复杂过程。文中对此次天气过程的相态转换特征及成因进行了分析。结果表明： 1） 在有利的环流背景下,西风带小槽发展东移并携带冷空气南下,破坏850 hPa高度层附近的暖性逆温层,是冻雨转雪的重要因素,而700 hPa高度层上西南急流的脉动、偏南风增强为雪转冻雨提供了动力和热力条件。2） 冻雨发生时最强风切变出现在925—850 hPa高度层,降雪发生时出现在850—700 hPa高度层。两次冻雨转降雪过程中,上升运动均增强,降雪时低层辐合、高层辐散强度较冻雨时强。3） 近地面气温接近05 ℃时,850 hPa高度层冷暖平流对中低层大气的降温和升温作用至关重要,冷平流的降温作用剧烈,而暖平流的升温作用需要持续输送。暖层消失,冻雨即可转降雪;雪转冻雨时850 hPa和700 hPa高度层温度升至1 ℃,暖层内最高温度达2 ℃,相态的转变落后于暖性逆温层的形成。4） 此次过程中,九江地区发生雨转冻雨以及冻雨转雪过程,地面气温下降明显。雨转冻雨时,气温≤-05 ℃;冻雨转降雪时,气温≤-1 ℃。雪转冻雨时,地面温度略有上升,仍在-1 ℃以下。高山站气温的持续上升,对雪转冻雨天气有指示意义。