梅汛期100hPa南亚高压特征与江苏梅雨关系研究

通过2002～2005年南亚高压特征指数、高空槽变化过程分析,讨论了南压高压对江苏梅雨期和主要降水落区的影响.并结合近15年南亚高压特征指数,探讨了不同梅雨年型的特征指数区域分布关系.同时利用2002～2005年45年NCEP 100 hPa高度场资料,分析了不同梅雨年型高空环流形势差异.得出:(1) 南亚高压特征指数变化和西风槽移动与江苏梅期(入梅、出梅、梅期、梅雨量和落区)特征有密切关系.(2) 梅雨期100 hPa南亚高压的平均特征对梅期特征和梅雨年型有很好的对应关系.6～7月和梅雨期间南亚高压脊线和东伸指数平均值对梅雨强度指数具有一定的预报指示意义.     

一次连续性强降水天气过程的诊断分析

利用常规观测资料、中尺度加密资料和物理量场分析,对2007年8月16-18日莱芜市出现的连续强降水天气过程进行诊断分析,结果表明,这次天气过程是在日本海高压稳定高压脊西伸,形成“西低东阻”的大环流形势下,低空急流带来丰沛的水汽,大气持续处于高温高湿状态,由中低层切变线和西风槽触发不稳定能量释放而产生的连续强降水。本次降水过程前期主要是地面倒槽和低层切变线稳定少动造成的,不稳定能量较弱,以稳定性降水为主;后期降水主要是由西风带小槽和地面中尺度系统直接影响造成的中尺度暴雨。     

气候平均场中的西太平洋副热带高压双脊线特征及其与季风槽准10天振荡的关系

副热带高压双脊线过程几乎历年均存在,其“季节锁相”与地域性使得在气候平均场上西太平洋副热带地区也存在明显的双脊线过程。作者利用43年NCEP/NCAR再分析资料对5～10月气候平均场中的西太平洋副热带高压双脊线过程进行了分析。气候平均场上5～10月西太平洋副热带高压共出现6次双脊线过程,集中发生在7月下旬至9月下旬,表明每年这个时段最易发生双脊线事件。每次双脊线过程均表现为副高南侧新生一脊线,发展几天后就减弱消失,北侧脊线（原脊线）继续维持。初步的诊断分析表明,6次双脊线过程中南侧脊线的生成与季风槽8～10天周期的“间歇性增强东伸”密切相关,这一准10天振荡在7月下旬至9月下旬的突然增强造就了双脊线的“季节锁相”。进一步分析发现,季风槽8～10天的“间歇性增强东伸”与两支分别来自西太平洋的西传准10天振荡和来自赤道的北传准10天振荡有关,这两支振荡同位相,其有利于位相同时传入南海季风区（10°N～15°N,110°E～120°E）,共同作用,引起季风槽的“间歇性增强东伸”。     

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.