冬季北太平洋风暴轴异常及其与东亚大气环流的关系

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料,应用滤波方差、相关分析、合成分析等研究了1963年冬季至2011年冬季北太平洋风暴轴的时空演变特征,并探讨了风暴轴活动强弱与东亚—北太平洋大气环流的关系。结果表明：与1980s后期风暴轴活动显著增强相比,近10 a来风暴轴活动又进入较气候平均水平偏低的阶段,且风暴轴主体位置有着向东北、西南两侧的振荡现象。风暴轴活动强（弱）年,东亚地区近地面温度偏高（低）、对流层低层阿留申低压和西伯利亚高压偏弱（强）、中国东部及日本上空850 hPa北风减弱（加强）;对流层中层东亚大槽减弱北缩（加深南进）、对流层高层西风急流减弱（加强）。风暴轴活动与冬季影响中国的冷空气活动次数相关关系显著。     

1961-2010年环渤海地区寒潮时空分布及变化特征

利用1961-2010年环渤海地区58个站的逐日平均气温、日最低气温资料,按照寒潮国家标准统计寒潮次数和寒潮强度,分析环渤海地区单站寒潮和区域寒潮的气候变化特征。结果表明：环渤海地区单站寒潮出现频次的地域差异很大,大体上呈现自北至南递减态势,年平均次数最多的为张北21次,最少的京津地区不足2次。近50 a来环渤海地区共有233次区域性寒潮,出现在当年9月至次年4月,其中11月最多。区域寒潮呈显著减少趋势。20世纪60-70年代区域性寒潮事件频发,80年代开始明显减少并在1983年出现了突变。区域特强寒潮不多,20世纪60年代出现了2次,自70年开始特强寒潮平均每个年代出现1次。在气候变暖背景下,环渤海地区区域寒潮次数明显减少,但特强寒潮亦极端寒潮事件并未减少。     

吉林省主汛期典型多雨年和少雨年成因对比分析

将1951-2011年吉林省主汛期降水量排名的前、后6位分别定义为多、少雨年,利用NCEP（2.5°×2.5°）再分析资料计算主汛期平均高度场、温度场、风场及比湿、涡度等物理量场;根据天气学原理和常规天气预报经验,对比分析主汛期典型多雨与少雨天气系统结构形态、分布位置、中心强度等特征。结果表明：500 hPa多雨年568等高线较少雨年平均偏南3个纬度,副热带高压588等高线较少雨年平均偏西7个经度偏北1个纬度;低层辐合高层辐散是多雨年的重要特征;850 hPa和700 hPa平均水汽含量多雨年明显多于少雨年;典型多雨年850 hPa风场贝加尔湖附近为单辐合中心,少雨年为双辐合中心。     

Simulation of coupled pelagic-benthic ecosystem of the Yellow Sea Cold Water Mass

A one-dimensional coupled pelagic-benthic box model for the Yellow Sea Cold Water Mass （YSCWM） is developed. The model is divided into three boxes vertically according to the depths of thermocline and euphotic layer. It simulates well the oligotrophic shelf ecosystem of the YSCWM considering effects of nutrients deposition and microbial loop. Main features of vertical structure of various variables in ecosystem of the YSCWM were captured and seasonal variability of the ecosystem was well reconstructed. Calculation shows that the contribution of microbial loop to the zooplankton can reach up to 60%. Besides, input of inorganic nutrients from atmospheric deposition is an important mechanism of production in upper layer of the YSCWM when stratified.     

‘A Case Study on a Polar Cold Air Outbreak over Fram Strait using a Mesoscale Weather Prediction Model’

The mesoscale weather prediction model ’Lokal-Modell’ (LM) of the Deutscher Wetterdienst is applied to the situation of an Arctic cold air outbreak in the Fram Strait region in April 1998. Observations are available from a flight along 5⁰E carried out during the ARTIST campaign. Initial and time-dependent boundary data for the simulation are taken from a larger scale operational model system. Using the standard configuration of LM, the simulation reproduced the propagation of cold air and the characteristic structure of the atmospheric boundary layer (ABL) in fair agreement with the observations. However, a detailed comparison revealed three basic problems. Firstly, there is evidence that the available data on sea-ice conditions were insufficient approximations to the true state for several reasons. A modification of the sea-ice data towards observations revealed that parts of the discrepancies were due to the original sea-ice data. Secondly, a control run with the model in its standard configuration shows an insufficient warming of the ABL downstream of the ice edge due to underestimation of surface heat fluxes. A simple modification of the approach for the scalar roughness length resulted in the strongest benefit, while comparative studies showed only a slight sensitivity to different types of parametrisation of turbulent mixing or the inclusion of an additional moist convection parametrisation. Thirdly, in all the simulations the deepening of the convective ABL downstream of the ice edge is weaker than observed. This may be partly due to the thermal stratification above the ABL in the analysis data, which is more stable than observed; but it may also be a hint to the fact that processes near the inversion are insufficiently parametrised in mesoscale models with resolutions as used in LM. The simulated cloud layer in the convective ABL is similar to that observed with respect to condensate content, a sharply defined cloud top, a diffuse lower bound, and continuous light precipitation.     

黄土高原一次β中尺度大暴雨特征及成因分析

利用NCEP／NCAR逐日6h分析资料和常规观测资料,分析了2011年2月25日一28日山西连续降雪天气过程（以下简称2．25降雪）。①2．25降雪过程经历了三个阶段：2月25日为回流降雪阶段,26日一27日为倒槽冷锋与回流降雪共同影响降雪阶段,28日为低空切变线影响降雪阶段。②2．25降雪过程涵盖了华北地区大到暴雪的三个类型：回流类降雪、倒槽冷锋类降雪、低空切变线类降雪。③通过温湿场分析得出,对于低空切变线类降雪,对流层中层的湿核对降雪的开始有一定的指示意义。降雪未开始之前对流层中层有湿核,随着时间的推移,湿核向低层扩展,整个对流层中低层变为高湿区,降雪开始。当对流层中层变为干区,并向低层扩展,降雪过程结束。对于回流类降雪,低层回流对回流降雪起到冷垫的作用。④通过涡度场分析得出,对流层低层的负绝对涡度中心对其东侧的降水有指示意义,如果其东侧对流层低层配合有正涡度核,降雪强度较大,维持时间较长。⑤地面层出现的负绝对涡度中心说明近地面层有小高压系统的存在,这是因为低层回流冷垫作用形成的孤立小高压体。⑥28日降雪维持机制是条件性对称不稳定。     

2008年初云南低温雨雪冰冻天气的气候成因分析

2008年1月下旬~3月上旬云南出现了一次持续性的低温雨雪冰冻天气, 给交通、 电力、 通讯以及人民的生产、 生活带来了极大危害。本文首先对云南高低层大气的异常状况及大尺度环流背景场特征对这次天气过程的影响进行诊断分析, 然后进一步探讨了赤道东太平洋海温异常对东亚冬季风活动和云南天气气候异常的影响。结果表明, 这次低温冷害过程主要发生在冷空气由北至南逐渐加强南压, 南支西风波动配合, 以及西太平洋副热带高压减弱东退的大尺度环流背景之下。同时, 云南区域的大气异常状态表现出了明显的高湿、 强上升运动以及对流层中高层温度升高而低层温度降低。另外, 本文分析还进一步表明了2008年赤道东太平洋地区的冷海水异常对这次云南低温冷害天气过程的重要作用。     

20世纪90年代以来东北暴雨过程特征分析

使用1990～2005年全国730站日降水资料和NCEP格点分析资料对1990～2005年东北地区大暴雨过程进行了分类研究,探讨21世纪前后夏季东北暴雨的主要特征.按照东北地区日降雨量大于50 mm的站点数不少于5个的标准,统计出1990～2005年东北地区的69个暴雨个例(共90天).在统计的基础上,进一步对造成大范围暴雨过程的天气形势进行分类研究.考虑阻塞高压、热带、副热带系统和西风带之间的相互关系,将暴雨过程的主要影响系统大致分为6类:(1)台风与西风带系统(西风槽、东北低涡)的远距离相互作用(20个,28.9%);(2)登陆台风(或南来低涡)北上与西风带系统(西风槽、东北低涡)相互作用(16个,23.2%);(3)台风直接暴雨(1个,1.5%);(4)低槽冷锋暴雨(16个,23.2%);(5)低空切变型暴雨(2个,2.9%);(6)东北低涡暴雨(14个,20.3%).在所有个例中与台风有关的共有37个,超过一半,占总数53.6%.台风的远距离水汽输送或登陆台风北上与西风带系统相互作用是东北地区产生大暴雨或持续性大暴雨的重要环流条件.此外,东北低涡和西风槽前系统造成暴雨个例也比较多,也是东北地区大范围暴雨的重要影响系统,低槽冷锋暴雨和东北低涡暴雨也各分为4小类.低空切变暴雨的切变线一般在低层较为明显.上述分析表明,夏季东北地区暴雨过程种类繁多,情况较为复杂,且进入新世纪以来该区降雨过程较为活跃,值得深入研究.     

影响登陆我国不同区域热带气旋活动的大尺度环流定量分析

利用日本的JRA－25 (Japanese 25－year Reanalysis) 逐日再分析风场资料以及美国联合台风预报中心的热带气旋(TC)数据, 以厦门为分界点, 分别对影响登陆我国厦门以北和厦门以南TC的西北太平洋副热带高压和季风槽作了相关的环流分析。通过定义副热带高压的西伸脊点和南北脊线指数, 以及季风槽的倾斜和强度指数, 定量研究它们与登陆我国不同区域TC的关系。研究结果表明, 所定义的指数对西北太平洋地区TC的生成位置、能量及登陆我国的路径有很好的指示作用。西北太平洋副高位置东西以及南北位置的偏移对登陆我国厦门以北TC的路径有很大影响; 西北太平洋季风槽线斜率对登陆我国厦门以南TC的路径有一定影响, 且倾斜程度与西北太平洋地区TC平均生成地的南北向偏移有密切的关系, 并且, 西北太平洋季风槽线的平均涡度对于西北太平洋地区TC生成时的能量也有很大影响。     

RegCM3模式对青藏高原温度和降水的模拟及检验

为了检验RegCM3区域气候模式对青藏高原地区的模拟能力,利用NCEP再分析资料和观测站点资料,采用三种不同的对流参数化方案,对青藏高原地区2006年夏季进行了模拟分析,并重点对温度和降水进行了细致的检验。结果表明：模式能较好地再现青藏高原地区大尺度的环流特征,具有对青藏高原地区的温度和降水分布特征的模拟能力;对于量值的模拟,三种对流参数化方案均模拟出了与实况温度一致的变化趋势,但均存在5~6 ℃的冷偏差;Grell方案模拟的降水量均大于实况,Kuo-Anthes方案对于高原地区的降水量的模拟较为接近于实况,但模式对降水量的模拟能力仍有待进一步提高。