日长年际变化的主要激发源

将年际时间尺度上的△ＬＯＤ序列（１９５８．０－１９９８．０）与大气角动量变化（纬向风）风的激发和ＳＯＩ等作比较,表明大气动力学过程是年际时间尺度△ＬＯＤ变化的重要激发源,在实测△ＬＯＤ、纬向风激发和ＳＯＩ中存在的一些相近的频率分量,但是,在实测△ＬＯＤ中有若干很强的信号（如平均周期约６．３年,平均振幅约０．１３ｍｓ的主要分量,以及平均周期约９．０年,平均振幅约０．０７ｍｓ的分量）在纬向风激发和ＳＯ     

西风角动量输送的气候特征及其与急流关系研究

利用1958～1997年NCEP/NCAR一日四次的风场再分析资料,系统地分析了季节平均西风角动量（即u角动量）经向、垂直输送通量及其三个分量（平均经圈环流、定常波、瞬变涡输送通量）的气候特征,特别是讨论了12～2月、6～8月它们与东、西风带、副热带西风急流、极夜急流之间的联系。结果表明:（1）包含纬度因子的角动量通量与动量通量在高纬地区存在显著差别,高纬对流层上部的强动量输送中心在角动量通量中不明显。而u角动量强经向输送主要在中低纬对流层顶附近和冬半球高纬平流层顶附近,副热带西风急流和极夜西风急流均位于u角动量强向极输送中心及其高纬一侧的辐合区中。（2）发现三个输送分量对急流维持的作用随纬度、季节不同。北半球冬季（夏季）的副热带西风急流主要由平均经圈环流（强度相当的定常波和瞬变涡）强经向输送及辐合维持;南半球西风急流全年均由平均经圈环流和瞬变涡旋输送及辐合维持;冬半球中平流层极夜急流主要由定常波、瞬变涡旋输送及其辐合共同维持。（3）热带东风区是牵连角动量（即Ω角动量）的高值区,它主要由平均经圈环流向对流层上部输送;冬半球副热带及中纬西风区存在u角动量垂直输送的切变区,它主要由平均经圈环流和瞬变涡旋完成;热带对流层顶附近有u角动量的定常波弱向下输送。     

鄂北春播期降水异常能量输送及成因分析

利用1981—2018年降水观测信息,结合NCEP再分析资料,采用合成诊断以及大气能谱方法,对比分析鄂北春播期降水异常天气成因。结果表明:降水偏少年副热带高压偏弱偏南,极涡偏弱,中纬度扰动动能表现为经向弱,纬向输送位置偏南,角动量以向南输送为主,南北能量交换弱,因而鄂北地区冷暖空气交汇不明显,对流层低层为辐散气流,不利于产生锋生动力。降水偏多年副热带高压和极涡均偏强,高原槽活动频繁,中纬度扰动动能表现为经向强,纬向输送位置偏北,角动量南北输送均明显,能量交换频繁,因而鄂北地区冷暖空气交汇明显,对流层低层为辐合气流,利于产生锋生动力。     

由地球自转的年际变化预测El Nino事件

分析了地球自转、大气角动量和太阳黑子相对数的年际变化与Ｅｌ Ｎｉｏ的关系。结果表明：当地球自转速率的年际变化由快向慢转变,即表示年际变化的△ＬＯＤ１的数值由极小逐渐增加并转变为正值约半年后,Ｅｌ Ｎｉｏ的初期开始出现。此期间大气角动量的年际变化也呈现从小到大的过程。通过分析新的地球自转变化测值,预测２００１年将出现Ｅｌ Ｎｉｏ。结果还表明Ｅｌ Ｎｉｏ可能与太阳活动有一定的关系。     

顾及有效角动量与IGS超快解数据的极移预报方法

极移高精度预报对卫星实时定轨、深空探测器导航等应用至关重要.本文提出了一种联合有效角动量(Effective Angular Momentum, EAM)与国际全球卫星导航系统服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的超快解数据进行极移预报的方法.该方法基于IGS超快解数据得到的极移第1天预报值, 对引入EAM得到的极移预报结果进行校正, 获得联合预报值.首先, 基于LS(Least Squares)+AR(Auto-Regressive)模型实现了引入EAM的极移预报, 相对国际地球自转与参考系统服务组织(International Earth Rotation and Reference Systems Service, IERS)提供的公报A数据, 在超短期(第1~10天)预报跨度可以得到更高精度的极移预报结果, 其中大气和海洋角动量发挥了主要作用.其次, 鉴于IGS超快解数据精度高、更新快的特点, 以IGS超快解为基础数据, 基于LS+AR模型可以得到极移第1天预报值, 其精度显著优于IERS公报A的极移第1天预报值.最后, 利用第1天预报值对顾及有效角动量的预报结果进行校正获得了联合预报值, 进一步提高了超短期极移预报精度(尤其是第1~5天).2020年7月24日—2022年1月30日间的联合预报结果表明: 第1~20天的预报值总体优于IERS公报A的预报值.其中, 第1~10天的预报精度显著提升, 在预报第1天, X、Y方向预报值相对公报A预报值的精度提升分别可达39.5%~62.3%和24.5%~51.9%;在预报第10天, 相对公报A预报值的精度提升分别可达28.0%~28.9%和21.9%~23.4%.

     

地球自转、大气角动量和太阳活动的30—60天波动特征

本分析了十三年的日长变化、大气角动量和太阳黑子相对数资料，研究了这三种资料序列中30－60天波动过程，用统计分析和检验方法证实这种波动过程在时间尺度上具有随机游动的特性，定量分析表明，在此时间尺度上，大气环流中带风的作用对日长变化的贡献约为87％。如果太阳活动对地球自转中30－60天波动存在激发作用，其作用过程不能完全证明是直接通过大气影响地球自转的。可能存在其他媒介，如通过海洋再作用于大气和固体地球。     

日长、大气角动量和太阳活动指数中MJO的子波变换分析

本文描述了子波变换分析的基本原理，并用这一方法分析了日长、大气角动量和太阳活动指数的MJO特性。结果表明：几种序列均存在着40－60天高频变化，且这些变化在不同历元处有显著的差别，这些时空变化特性将进一步揭示太阳活动指数与日长、大气之间的相互关系。作者认为，子波变换分析可帮助我们考虑这些序列之间的动力学机制。     

Atmospheric Angular Momentum Transport and Balance in the AGCM-SAMIL

NCEP/NCAR reanalysis data and the spectral atmospheric general circulation Model (AGCM) of IAP/LASG (SAMIL) are employed to investigate the transport and balance of atmospheric angular momentum (AAM). It is demonstrated that SAMIL depicts the general features of the AAM transport and balance reasonably well. The AAM sources are in the tropics and sinks are in the mid-latitudes. The strongest meridional transport occurs in the upper troposphere. The atmosphere gains westerly momentum and transports it upward in the areas of surface easterlies, and downward into the areas of surface westerlies. Consequently, AAM balance is maintained. Systematic biases of the model compared to the reanalysis and observations are revealed. Possible mechanisms for these biases are investigated. In SAMIL, the friction torque in the tropics is stronger compared to the observations, which is probably due to the excessive precipitation along the Inter-tropical convergence zone (ITCZ) in the model, since the simulated Hadley circulation is much stronger than observed. In the winter half of the year, the transport center is in the lower troposphere in the SAMIL model, but it is in the upper troposphere in the reanalysis and observations. These discrepancies also suggest that simulations of convection and tropical precipitation need to be improved and that higher resolution is necessary for a quantitative simulation of AAM transport and balance. Results also demonstrate that the analysis of the transport and balance of atmospheric angular momentum is a powerful tool in diagnosing climate models for potential improvement.