大气环流的季节突变与季风的建立Ⅰ.基本理论方法和气候场分析

将曾庆存等提出的大气环流的季节划分和计算季风的理论方法作了改进,使之更便于研究季风的建立过程.该理论方法将环流突变和季风建立时段,其"变差度"和与其前和其后场的"相似度"等由空间场的泛函随时间的变化(即数学名词上的"流"[flow])一起求出来.研究Ⅰ先分析气候平均场,Ⅱ分析各个别年份的情况及年际变化.研究Ⅰ的结果表明:(1)该方法可以客观定量地定出"突变"时段的关键日期;与季风建立过程联系,即是季风建立的"预兆日期",它比人们用天气-气候学方法(甚至用别的气象要素)定出的可以明显感觉到的或有明显实用价值的"季风来临日期"要早2至4天.(2)在北半球亚澳季风系统区域,夏季风的来临在许多关键地区伴有明显的环流突变,建立和推进者很快,但也有许多区域不表现为当地环流的突变,推进速度也慢.(3)北半球亚澳季风系统低空的热带季风分支,在6月中以前可明确区分为3个子系统,(a)西太平洋暖池和邻近低纬区域,4月中下旬建立;(b)热带东北印度洋(北界与孟加拉湾相邻,但不包括其在内)及索马里东边海洋,4月末至5月初建立;和(c)南海区域,5月上旬从南到5月下旬到北部.南海夏季风向北推进最快,于5月末候即可达北回归线附近,然后与暖池西北区域风场的突变一起,于6月中旬影响到东亚30°N区域;印度洋季风于6月初到达印度半岛东南端,然后逐渐推向印-巴次大陆.7月中以后,热带季风才连成一片,由非洲东岸直至长江下游和菲律宾附近.副热带季风分支于6月中旬可以感到其影响,于7、8月盛行于东亚和西太平洋区域,且结构和演变都比较复杂;6～7月间只表现为在(5～20°N,120～150°E)区域有强的环流突变(与副高增强并北移对应),7月中至8月底,则在上述区域和沿30°N的长江下游和日本以南的洋面上有3个强的环流突变中心(对应于副高又一次增强北移和西伸).这里暂不讨论温寒带季风分支.(4)季风具有鲜明的三度空间斜压结构,尤其是在低空季风"爆发"之前,平流层早已有强的环流突变,季节调整完成,然后突变向下延伸(虽然强度大减),跟着就有当地的低空季风"爆发"(建立).平流层和对流层环流的相互作用及其与季风建立的关系很值得进一步研究.     

冬季黄海暖流区的空间变化和年际变化特征

利用了多年连续的冬季水文调查数据,以黄海暖水舌作为黄海暖流的示性指标,采用经验函数正交分解及相关分析的方法,探讨了黄海暖流的年际变化特征,结果表明:1)黄海暖流的强弱存在4～7 a的年际变化周期,并与冬季局地季风的经向分量具有较好的相关关系;2)黄海暖流的流轴存在一个3～6 a的变化周期,而且其流轴的摆动明显受冬季季风纬向分量的影响;3)季风增强,黄海暖流增强且流轴西移.     

Seasonal variations of water system distribution and flow patterns in the southern sea area of Hokkaido,Japan

Hydrographic data and composite current velocity data (ADCP and GEK) were used to examine the seasonal variations of upper-ocean flow in the southern sea area of Hokkaido, which includes the “off-Doto” and “Hidaka Bay” areas separated by Cape Erimo. During the heating season (April–September), the outflow of the Tsugaru Warm Current (TWC) from the Tsugaru Strait first extends north-eastward, and then one branch of TWC turns to the west along the shelf slope after it approaches the Hidaka Shelf. The main flow of TWC evolves continuously, extending eastward as far as the area off Cape Erimo. In the late cooling season (January–March), part of the Oyashio enters Hidaka Bay along the shallower part of the shelf slope through the area off Cape Erimo, replacing almost all of the TWC water, and hence the TWC devolves. It is suggested that the bottom-controlled barotropic flow of the Oyashio, which may be caused by the small density difference between the Oyashio and the TWC waters and the southward migration of main front of TWC, permits the Oyashio water to intrude along the Hidaka shelf slope.     

西太平洋暖池对夏季华东海面日最大风速变化的影响

利用1979—2018年ERA Interim地面10 m风场、位势高度场、温度场和风场,Hadley中心HadISST再分析海温资料,采用SVD分析、合成分析等方法,研究了夏季（6—8月）西太平洋暖池关键海域海表面温度（Sea Surface Temperature,简称SST）对华东海域夏季10 m日最大风速变化的影响关系。SVD分析结果表明,夏季华东近海风速变化与菲律宾以东海域SST有明显负相关,第一模态左、右空间向量的时间系数相关达0.58,通过了置信度为95%的显著性检验。当西太平洋暖池SST正异常时,暖池海域SST增高,西北太平洋副热带高压（以下简称副高）加强,副高脊线北进（西北太平洋副高脊线纬度位置与暖池SST相关系数达到0.46,通过置信度为95%显著性检验）。此时华东近海正处于副高控制,近海下沉运动增强,大气温度垂直剖面有普遍增温现象,10 m风场有偏北风异常,海面风速减小约占40 a平均风速的约30%;当暖池SST负异常时,副高东撤南退,华东近海冷空气活动加强,温度垂直剖面存在显著降温现象,华东近海风速增加占40 a平均风速的20%以上。本研究进一步说明了暖池SST异常是一个有效的预报因子,可用于华东近海海面风速预测预报。     

三维斜压模式对冬季南海环流的数值计算

用一个三维、自由表面、原始方程模式对南海环流进行了计算.计算结果表明:黑潮在巴士海峡以西呈一反气旋弯曲流动路径,有一相对高温高盐的水舌从巴士海峡伸入南海,表明有部分黑潮水侵入南海.冬季南海的一些观测事实在模式结果里得到了很好的反映,像冬季逆风向东北方向流动的“南海暖流”和一些中尺度涡旋.同时还分析了巴士海峡沿120.75°E断面的流速和盐度的垂直结构,并同观测结果进行了比较.根据模式结果,我们还进一步讨论了“南海暖流”的形成和驱动机制.     

一次西南低涡暴雨过程的诊断分析与数值模拟

利用常规观测资料、FY-2C卫星云图、NCEP/NCAR再分析资料,对一次西南低涡暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,这次暴雨天气过程的主要影响系统有对流层高层南亚高压、中层低涡、低层切变线（低涡）以及台风＂天鹅＂。该过程是由3个接连发生的中尺度对流云团直接造成的,发生在西南低涡闭合涡旋范围内的非对称处。利用WRF_AR...     

东海西部陆架海域水团的季节特征分析

On the basis of the CTD data and the modeling results in the winter and summer of 2009, the seasonal characteristics of the water masses in the western East China Sea shelf area were analyzed using a cluster analysis method. The results show that the distributions and temperature-salinity characteristics of the water masses in the study area are of distinct seasonal difference. In the western East China Sea shelf area, there are three water masses during winter, i.e., continental coastal water（CCW）, Taiwan Warm Current surface water（TWCSW） and Yellow Sea mixing water（YSMW）, but four ones during summer, i.e., the CCW, the TWCSW, Taiwan Warm Current deep water（TWCDW） and the YSMW. Of all, the CCW, the TWCSW and the TWCDW are all dominant water masses. The CCW, primarily characterized by a low salinity, has lower temperature, higher salinity and smaller spatial extent in winter than in summer. The TWCSW is warmer, fresher and smaller in summer than in winter, and it originates mostly from the Kuroshio surface water（KSW） northeast of Taiwan, China and less from the Taiwan Strait water during winter, but it consists of the strait water and the KSW during summer. The TWCDW is characterized by a low temperature and a high salinity, and originates completely in the Kuroshio subsurface water northeast of Taiwan.     

日本海环流研究综述

日本海作为东北亚地区最大的边缘海,是西北太平洋上的重要海区。由于特殊的地理位置和复杂的地形,使得日本海的环流结构呈现独有特征,如日本海内的亚极地锋现象,复杂多变的涡旋,北部形成的深水团等。概述了日本海环流状况,着重介绍了对马海峡、郁陵海盆环流情形和日本海特征水团;总结了目前仍存在的争议问题,如对马暖流源头、对马暖流空间结构等;指出了目前日本海尚待解决的科学问题,如对马暖流流量的长期变化及其原因、东韩暖流消失现象及其机制、日本海特征水的传播路径及其影响因素、日本海的某些变化产生原因及其与全球变化的响应等。     

岱海的"中世纪暖期"

内蒙古岱海沉积物近2200a来Rb/Sr比值、CaCO3和有机碳含量的变化展现了包括中世纪暖期（MWP）及小冰期（LIA）等典型气候事件在内的环境演化过程,总体表现为暖期的沉积物Rb/Sr比值低,冷期的则高：CaCO3和有机碳含量则相反。这里,以单一流域化学风化记录表明我国北方存在明显的中世纪暖期,发生时间约900－1200aB.P..主要环境特征表现为流域化学风化的显著增强（低Rb/Sr比值）、生物生产力逐步提高（高有机碳）、湖泊水位大幅度抬升的湖泊沉积记录,其间经历的化学风化是近两千年内最强的,并且其发生时间与全球其他地区基本一致。     

Late Holocene coastal sand movements in the Outer Hebrides, N.W. Scotland

Lithostratigraphical and biostratigraphical investigation of coastal marshes along the Atlantic coast of the Outer Hebrides from Lewis in the north to Barra in the south discloses inland-tapering sand units within marshland areas. The inland extent of each sand unit has been radiometrically dated and the units have been collectively interpreted as a proxy for past coastal storminess. The data appear to indicate that for the study sites investigated, the majority of the sand units were produced during episodes of climate deterioration both prior to and after the well-known period of Medieval warmth (MWP). Many were produced after ca. AD 1400. It is argued that the episodes of sand blow indicated by the deposits may reflect periods of increased cyclogenesis in the Atlantic associated with increased sea ice cover and an increase in the thermal gradient across the North Atlantic region.