2007年6月粤东持续性暴雨的成因分析

利用自动站雨量、NCEP/NCAR 1°×1°间隔6 h再分析数据、卫星TBB等资料, 对2014年7月13-17日贵州铜仁持续性暴雨天气过程的维持机制进行了分析。结果表明:稳定贝加尔湖阻高东侧低涡槽后的西北气流携带冷空气南下与副热带高压外围西南暖湿气流在贵州北部交汇, 使得该区上空大气出现持续的不稳定。同时, 高层反气旋环流与低层低涡切变之间, 形成低层上升、高层下沉的垂直环流结构, 进一步加强了对流不稳定系统的发展; 随着干冷空气的不断入侵, 触发了对流不稳定能量的几次快速释放, 并通过西南暖湿气流的持续输送及辐合而再次重建, 从而导致持续性暴雨的形成。低层低涡系统及地面辐合线稳定维持, 及低层水汽的不断输送并形成辐合, 为持续性暴雨的发生发展提供了有利的动力和水汽条件。在这样的大气环流形势下, 利于不同区域生成的强对流云团反复影响铜仁, 形成持续性暴雨。加上地形阻挡、抬升和喇叭口地形收缩作用, 进一步增强了局地极端强降水形成。

     

耦合模式长期积分资料所揭示的华南春季降水及环流特征的年际变化

利用一个全球海洋-大气-海冰耦合模式的300年控制试验资料,针对东亚区域雨带移动和大气环流特征演变的研究发现,华南春季降水是位于副热带的雨带的一部分,而且华南地区4、5月的降水异常具有明显的年际变化特征。在华南4、5月降水偏多年份,前期3月阿留申低压加强,北半球西风减弱,西太平洋海表温度出现负异常,导致冷暖空气在这里相遇造成降水异常。     

我国华北地区春季降水的年代际变化特征及其可能成因的探讨

利用我国160个台站1951~2000年逐月和华北地区80个台站逐日降水观测资料,分析了我国,特别是华北地区春季降水的年代际变化特征。分析结果表明:华北地区春季降水具有明显的年代际变化,1951~1965年华北地区春季降水略偏少,1966~1976年华北地区春季降水更加偏少,春旱较严重,1977~2000年为华北春季降水明显偏多,这时期5~6月降水比1966~1976年有明显增多;并且,分析结果也表明了华北地区和黄河流域春季降水存在着与夏季降水相反的年代际变化特征。另外,作者还利用欧洲中心ERA40资料集的1958~2000年月平均700 hPa风场再分析资料,分析了东亚上空春季700 hPa风场的年代际异常情况,从而来探讨华北地区春季降水年代际变化的成因。其分析结果表明:1965年以前,蒙古高原上空存在着明显的反气旋距平环流,我国华北地区有偏北风距平,这使得我国华北地区在1965年以前春季降水偏少;1966~1976年,我国华北地区仍为偏北风距平,且我国东部沿海到南海上空的偏北风距平增强,这使得华北地区春季降水进一步减少;1977~2000年,东亚上空700 hPa环流场发生了一个明显的变化,华北地区出现偏南风距平,且我国东部沿海到南海上空的偏南风距平增强,这使得我国南方暖湿气流易输送到华北地区,从而造成我国华北地区春季降水增加。     

基于客观识别的冬季南支槽强度年际变化及其与南方降水的关联性

利用欧洲中心ERA Interim逐日再分析资料,基于南支槽客观识别方法定义了一个南支槽强度指数,并结合格点降水资料,对1980—2019年冬季南支槽强度的年际变化特征及其与中国降水、大气环流和水汽输送的联系进行了研究。结果表明：① 南支槽强度变化主要呈准4年周期。② 赤道中东太平洋海温是影响南支槽年际变化的一个重要因素,与南支槽强度有很强的负相关关系,其中Nino 3区的海温变化对南支槽强度的影响更显著。③ 南支槽偏强年从云南南部到华南一带降水量较常年偏多,其中广东、湖南和江西南部至福建一带降水量较常年偏多30 mm以上;南支槽偏弱年西南至华南一带降水较常年偏少,其中广东、广西东部降水量较常年偏少30 mm以上。④ 南支槽偏强年时存在两支异常水汽输送路径,一支为从赤道以北至10°N,从60°E延伸至菲律宾附近的异常强西风水汽输送带;另一支位于20°N附近,由南支槽的槽前西南气流将孟加拉湾地区水汽输送到我国境内,是冬季西南与华南的主要水汽通道。     

1991～2004年不同环流背景下南宁市降水化学成分变化特征的研究

利用1991～2004年广西南宁市降水化学成分资料,结合NCEP／NCAR再分析资料,分析了不同大气环流背景下南宁市降水化学成分的变化特征。结果表明,南宁市的酸雨属硫酸型,酸雨的形成与大气环流密切相关,影响南宁市酸雨的大气环流主要是高空槽锋面,其次是高压后部和热带气旋,受高空槽锋面特别是东路冷空气影响时,出现酸雨的频率最高,pH值最小,雨水中SO4^2-明显增多,热带气旋降水时,雨水酸度最轻,离子浓度甚至比高空槽锋面影响低2～3倍。     

湖北永兴洞降水对2015年厄尔尼诺的响应

通过对湖北永兴洞为期3年（2013年6月至2016年7月）的地表降水δ¹⁸O观测,发现该地点降水δ¹⁸O在2015夏季显著偏正。利用HYSPLIT后向轨迹方法对永兴洞降水水汽来源进行分析,结果表明在厄尔尼诺事件的影响下2015年夏季来自远源印度洋的水汽显著减少,而近源太平洋水汽相对增多,即降水δ¹⁸O因"环流效应"而偏正。本研究提供的观测证据表明永兴洞石笋δ¹⁸O记录在重建ENSO主导下的亚洲季风大气环流方面具有重要潜力。

     

东亚地区春冬季与夏季大气环流异常相互关系的研究

利用1951~2000年共50年的北半球500 hPa月平均高度距平场资料和奇异值分解技术（SVD）,重点对东亚地区季节间大气环流异常的相互关系进行了初步探讨。结果表明,东亚地区季节间大气环流异常存在着较为密切的关联,并且这种明显的非同步联系具有时空相关显著的特点,尤其是夏季大气环流异常与其前冬和前春大气环流异常的联系更为密切。当前冬和前春北半球东亚大槽和北美大槽及蒙古高压偏强（或偏弱）,极涡偏弱（或偏强）,中高纬度盛行经向环流（或纬向环流）,以及低纬和热带地区高度正距平（或负距平）明显时,则对应于夏季东亚地区西太平洋副高和鄂霍次克海阻高强度偏强（或偏弱）,位置偏南（或偏北）,贝加尔湖阻高强度也偏强（或偏弱）,但位置偏西（或偏东）的大尺度环流形势出现。当春季北半球大气环流具有上述特点以及夏季鄂霍次克海阻高和西太平洋副高强度偏强（或偏弱）,位置偏南（或偏北）,且极涡较弱（较强）时,则东亚地区秋季大气环流对应于蒙古高压加强（或较弱）,西太平洋副高减弱（或加强）,并向南和向东移动（或移动较慢）,极涡向南扩散（或扩散减弱）,大气环流向冬季过渡加快（或减慢）。另外,大气环流异常还具有一定的持续性特征。     

水库诱发地震的水二级相变孕震模型

文中讨论了库水渗漏在水库诱发地震中的作用,经过分析研究现有的水库诱发地震资料及相关理论,类比蒸汽锅炉与重力热管的热工原理,提出了水库地震成因的超临界水二级相变孕震模型。模型在水库孕震的各阶段表现为:初始阶段,渗漏水在压力注射和重力作用下形成水塞密封盖层,在超临界温区的地层裂隙中引发二级相变循环对流;孕育阶段,地层原生裂隙在高围压条件下形成应力腐蚀、化学蚀变、温差应力破碎作用,从而原生裂隙更加发育,制造了更大的对流循环通道;临震突变阶段,在热管下部热交换区内的临界水热通量剧增,超临界水发生横向流动,向封盖层外部扩散;发震阶段,在超临界水重力热管的通量和热管上部交换区所形成的压力,超过地层或封盖层的破坏极限时,推动上部地层做活塞运动导致地震     

夏季亚洲极涡的长期变化对东亚环流和水汽收支的影响

主要分析了1951～2004年夏季亚洲极涡强度和面积的长期变化趋势及其对东亚夏季环流,水汽输送和降水量的影响,发现1951～2004年,夏季亚洲极涡表现出了明显的强度减弱,面积缩小的变化趋势,并以面积缩小更为显著,这正对应于北极涛动（AO）指数在该时段的显著升高.在这种北半球中高纬大尺度环流变化的影响下,东亚夏季高空西风急流在近54年显著南移,冷空气活动的南侵程度明显增强,从而造成低空偏北风显著增强而偏南风减弱.与此相应,近54年整个中国区域内低空纬向风速呈明显的减小趋势.总的来看,东亚夏季风环流发生了明显减弱.同时,流经中国的中纬度西风水汽输送在近54年也表现出一致减弱的趋势,而南风水汽输送大致以110°E为界,以东的夏季风区呈显著的减弱趋势而以西则有明显的增加趋势.这种水汽输送的变化影响了中国不同区域内水汽输送通量散度的改变,进而使得夏季降水量发生变化.分析表明,夏季亚洲极涡的面积和强度与东北、华北和西北东部的水汽输送通量散度和夏季降水呈正相关,而与长江中下游、华南、西南、青藏高原和西北西部呈显著负相关,夏季亚洲极涡在近几十年的面积缩小和强度减弱是中国夏季降水长期变化的一个可能原因.     

ENSO对平流层气溶胶分布的影响

本文采用ONI(Oceanic Nino Index)和HALOE(Halogen Occultation Experiment)气溶胶面积密度资料,从其滞后相关性入手分析了ENSO循环对平流层气溶胶的影响,通过对滞后于El Nino和La Nina时气溶胶含量的比较探讨了ENSO强迫的影响程度,并用剩余环流及其输送量解释了平流层气溶胶变化的动力机制.结果表明:ENSO对平流层气溶胶的分布有明显影响,在赤道和低纬度上空尤为显著,El Nino发生后半年内热带平流层低层的气溶胶面积密度较平均值偏大,平流层中层的面积密度则偏小,而La Nina反之.El Nino和La Nina影响的差异显著,在分别滞后于El Nino和La Nina事件2~8个月间的60 hPa气溶胶含量差异甚至高达45%,海表温度变化1 K则在滞后半年内气溶胶面积密度的变化可达到16%.ENSO的强烈影响能够维持大约半年,两年后基本消退.热带的变化幅度明显强于中高纬度,南北半球的变化特征也有所不同.ENSO通过影响剩余环流导致气溶胶输送量发生变化,进而引起气溶胶分布出现上述差异.