前期海洋热状况异常影响2008年1月雪灾形成的初步研究

考察2008年1月雪灾发生前期全球海洋的热状况发现,强La Ni~↑na事件和北大西洋显著增暖是最明显特征。此外,北太平洋中部较常年偏暖,北极（特别是北欧海附近）海冰较常年显著偏少。利用合成分析和全球大气环流模式试验,研究了强La Ni~↑na事件的影响。结果表明,强La Ni~↑na事件能部分解释南方偏冷和降水偏多,及包括蒙古冷高压增强、青藏高原南支槽加深和西太平洋“负-正-负”的异常分布型在内的部分环流形势,但不能解释乌拉尔山阻塞的异常增强。模拟中等强度La Ni~↑na的影响并与强La Ni~↑na进行了比较,发现：只有当La Ni~↑na很强时,我国南方冬季偏冷、降水偏多的信号才显著;当La Ni~↑na强度只是中等时,这种信号将大为减弱。最后分析讨论了北大西洋异常增暖的影响,认为它对乌拉尔环流异常形成有重要贡献。因此,2008年1月雪灾的形成可能是包括强La Ni~↑na事件和北大西洋增暖等因素共同作用的结果。     

气候平均场上西太平洋副热带高压双脊线过程可能成因的动力诊断分析

利用NCEP-DOE再分析数据集II,诊断分析了气候平均场上6次西太平洋副热带高压双脊线过程,借助一个两层半大气模式,从动力学上初步揭示了西太平洋热带大气准10天振荡（Quasi Ten-day Oscillation,简称QTO）向西北方向传播与季风槽东伸西撤之间的相互作用过程,探讨了气候平均场上西太副高双脊线可能的形成机制。分析表明季风槽准10天东西振荡是气候平均场上西太副高双脊线形成的主要原因,而季风槽东伸西撤与QTO传播密切相关。进一步分析发现,QTO向西北方向传播,东风切变作用于斜压辐散的经向梯度,在对流中心北侧生成正扰动涡度。QTO在季风槽东侧激发的气旋性扰动涡度,诱导季风槽东伸,侵入副高,造成副高外围变形,形成双脊线。因此,形成西太副高双脊线的主要原因之一可能是西太平洋热带大气QTO。尽管季风槽东伸直接引起副高双脊线发生,但是它只不过是受QTO影响的一种表现。本文仅为诊断结果,其结果还有待于模式敏感性试验的验证。     

梅汛期南亚高压活动的谱特征分析——波能密度谱

本文是应用100hPa北半球高度场格点资料,选取2003-2005年6-7月南亚高压季节性东进、北移的15个过程,其中包括这3年中在入、出梅期间500 hPa副热带高压有响应的季节性北移个例.计算了40 °N的波谱物理量-1～7波的方差比和波能密度,分析其西风带长波-超长波的调整和南亚高压的东进、北移的相关,并从波能密度的演变特征来识别何种长波波动对南亚高压的季节性变化具有最大的贡献.从而得出100hPa 40 °N的超长波的调整是南亚高压季节性东进、北移的环流背景,而西风带4～6波的长波槽波能密度的激增是诱发南亚高压季节性演变的最大贡献者.     

夏季西太平洋副高特征及对湖泊水量变化的影响

采用NCEP/NCAR再分析资料、热带气旋频数和洪泽湖自然入湖水量等资料,借助EOF展开、相关分析等技术手段,对西太平洋副热带高压(WPSH,West Paeific Subtropical high)月、季、年变化特征以及对水文过程的影响等进行分析.结果表明:WPSH形态的显著特征表现为在暖季的北进和冷季的南退;随着WPSH脊线指数在暖季明显地呈现北进趋势,热带气旋源地发生频数也存在明显的增加趋势,并同步地在8月达到最大值;洪泽湖自然入湖水量也同步地伴随着WP-SH脊线指数的北进(南退)而增(减),并在7-8月间达到最大值;夏季西伸脊点与夏季距平高度场第一个特征向量的时间系数之间呈较好的反位相关系;夏季WPSH脊线与第二特征向量的时间系数之间呈较好的同位相关系;副高的面积和强度变化与西伸脊点位置之间呈较好的反位相关系.     

GAMIL CliPAS试验对夏季西太平洋副高的预测

利用GAMIL CliPAS “两步法” 季度预测试验, 检验了后报的1980～1999年北半球夏季西太平洋副热带高压 (简称副高) 的年际变化, 检查了Seoul National University (SNU) 动力统计预测系统对SST预测准确度, 并讨论了影响中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室格点大气模式 (GAMIL) 对副高预测效果的可能原因。500 hPa位势高度可预报性指数表明西太平洋副高具有较高可预报性。集合平均基本能再现西太平洋副高的变率特征, 但最大方差的位置和强度与观测稍有区别。观测证据显示, 副高存在2～3年变率和3～5年变率, 且2～3年变率比3～5年变率强。GAMIL能够准确预测观测副高的3～5年变率, 尽管其强度要强于观测。这与试验所用的预测海温能够很好表现赤道中东太平洋 (5.5°S～5.5°N, 190.5°E～240.5°E) 海温的年际变率有关。同时, GAMIL预测的副高2～3年变率较之观测显著偏弱, 这可能与SNU预测的海洋大陆地区 (5.5°S～0.5°N, 110.5°E～130.5°E) SST的2～3年变率偏弱有关。分析表明, SNU预测海温的这种弱点, 与SNU海温统计预测模式所用的历史海温 (OISST) 本身对海洋大陆地区2～3年变率的刻画能力较弱有关。     

线性准地转模型中副热带环流对潜热加热的定常响应II.边界约束及风场与层结稳定度的自适应

本文着重研究了线性模型中副热带环流对潜热加热的响应过程中影响高、低压系统中心位置的因子, 剖析出边界层中基本流的垂直切变影响低层环流的根本原因, 并且探讨了线性模式中基本流和静力稳定度自调整过程的重要作用。结果表明, 在β效应和f效应、基本流在经向和垂直方向的二阶切变、以及东、西风基本流作用的非对称性等因素的共同作用下, 高、低压中心位于热源北侧。结果还表明, 当近地面基本流的垂直切变为零或者当风速随高度减小时, 低层气旋和反气旋中心位于地面上, 当风速随高度增大具有类似亚洲季风区的结构时, 低层气旋和反气旋中心抬升离开地面; 进一步考虑热源区附近静力稳定度和基本流自调整过程的作用后, 反气旋中心继续抬升至中层, 证明对流降水对其东侧对流层中低层副高的形成有重要贡献。指出基于传统线性准地转模式来研究副热带高压形成的缺陷在于应用不适当的下边界条件以及缺乏静力稳定度的自调整机制和基本流对热源的反馈机制, 从而得到“潜热加热激发的低层反气旋中心位于洋面上”的不切实际的解。     

一次飑线天气过程的综合分析

利用常规观测资料和自动气象站资料、雷达回波图,从天气学、不稳定层结及水汽条件和雷达回波特征等方面综合分析了2006年6月25日影响洛阳的一次飑线天气过程的活动规律和物理成因.分析表明:此次较强的飑线天气过程是在高空冷涡后部西北气流的天气尺度形势下出现的,中尺度对流系统飑线以后续线型为主的型式形成.高空弱冷空气的入侵加剧了层结的不稳定性.弓形或带状回波、强(55 dBz以上)又高(或高度突降)的雷达反射率因子、逆风区、入流缺口、强的风速辐合带、高VIL值(50 kg·m-2以上)或VIL值突变及冰雹指数等雷达回波特征,对此类强对流天气的发生有较好的预警作用.     

2010年7月大气环流和天气分析

2010年7月大气环流主要特征是:北半球高纬度地区为单一极涡,中高纬地区呈5波型分布,巴尔喀什湖和东亚大槽强度偏强或与常年相当;西北太平洋副热带高压呈东西带状分布,与常年同期相比明显偏强。2010年7月,全国平均降水量为121.2 mm,比常年同期(115.9 mm)偏多5.3 mm。全国平均气温为22.8℃,比常年同期(21.4℃)偏高1.4℃。月内,我国主要天气气候事件有:长江中下游、四川盆地以及西北东南部、黄淮、东北等地的部分地区发生暴雨洪涝;台风康森和灿都登陆我国;吉林、江西、内蒙古等地发生风雹灾害;华南、江南、江汉、黄淮、华北、西北等地出现持续高温天气。     

SVD分析揭示的澳大利亚高压年际变化对中国夏季降水的可能影响

澳大利亚高压是东亚夏季风系统的重要成员之一,其对中国夏季气候存在显著影响.为了进一步弄清年际时间尺度上的澳大利亚高压变化对中国东部夏季降水的影响,利用澳大利哑海平面气压和中国夏季降水站点资料,使用SVD和线性回归方法揭示了澳大利亚高压的年际变化与中国夏季降水异常的联系,得到:SVD的第1模态的时间系数与通常使用的澳大利亚高压指数相关可达到0.98.在有无考虑ENSO的影响时,SVD的第1模态均反映出澳大利亚高压的年际变化与中国江南地区夏季降水存在密切联系,也即澳大利亚高压增强(减弱)时,江南地区降水增多(减少).澳大利亚高压对中国夏季降水的可能影响途径为:澳大利哑高压通过影响赤道纬向气流和越赤道气流并通过类似PJ波列的方式影响到中国东部地区:澳大利亚高压增强时,造成西太平洋副热带高压偏南、偏西,同时,105°E处越赤道气流显著加强,为江南地区提供充足水汽源,利于中国江南地区降水;澳大利亚高压减弱时,情况相反;在强(弱)澳大利哑高压年,印度尼西亚及热带辐合带海区SSTA负(正)异常使得低层风场的异常辐散(辐合),激发了澳大利哑南部以及西太平洋地区异常反气旋(气旋)环流,同时江南地区出现异常辐合(辐散),引起大气异常上升(下沉)运动,有利于中国江南地区夏季降水异常偏多(偏少).     

夏季南亚高压与川渝地区降水的关系研究

利用我国160个测站中川渝地区的代表站及NCEP/NCAR再分析资料,研究了盛夏川渝地区降水与南亚高压东西振荡关系及其可能产生的影响.结果表明:川渝降水变化存在与南亚高压相适应的时间尺度,即准5年尺度、准10年尺度.在准5年尺度上,20世纪90年代中期以前,南亚高压东西振荡表现的位相与盆地东部降水变化位相相反,与盆地西部降水变化呈正位相,90年代末期以后与川渝地区降水变化位相趋势一致,但与四川西部高原降水的位相关系对应不明显.在年代际尺度,川渝盆地东、西部和川西高原三地降水变化存在与南亚高压东西振荡相一致的位相,说明年代际尺度变化中,当南亚高压长期表现为东伸模态,川渝降水呈总体偏多趋势.同时,川渝地区的降水变化与100hPa上高压两侧及中低层四川上空风场变化有显著的遥相关,在"东涝西旱"年份,南亚高压16800 gpm线位于四川与重庆交界上空,在"西涝东旱"年份,南亚高压16800 gpm线位于湖北西部上空,在两地降水差异显著年,南亚高压东西振荡主要表现在川渝盆地上空摆动,用16800 gpm线定义的东西振荡指数对认识川渝地区降水异常有很好的指示意义.