大气对南极冰异常的低频遥响应

运用ＬＡＰＧＣＭ模式证实了大气对南极冰异常的强迫遥响应是激发全球大气季节内振荡的重要机制,进而着重考察候平均偏差结果的时间序列,并且通过带通以处理,特别分析了响应场中３０－６０天低频振荡的重要特征,发现：大报对南极冰减退的响应是一种具有３０－６０天周期的低频遥响应。强迫场中的重要成分是３０－６０天季节内振荡,并且具有同实际大气中的低频振荡相类的垂直结构以及传播和分布特征。     

中国东部地区降水季内变化的季节锁相

用１９５４－１９８３年５－８月的逐日降水资料分析了中国东部地区降水的气候特征，并讨论了它同东亚季风季节内变化的联系。结果发现，江淮梅雨同华南夏季风降水都具有季节锁相特征，前者呈单峰分布，后者呈双峰分布。同时，降水量的季内变化均具有２０－２５天的周期振荡特征。江淮流域降水的峰值和华南地区的第一个峰值主要受副热带季风影响，同夏季风的季节性北进和加强有关，华南地区第二个降水峰值受南海热带季风影响，与同期     

Response of Equatorial Pacific Mean Temperature Field to Intraseasonal Wind Forcing

The effects of intra-seasonal wind forcing on the mean field of the tropical Pacific Ocean has been studied using an ocean general circulation model (GCM). Idealized intra-seasonal zonal wind forcing with zero mean, which propagates eastward, induces net eastward jets at the equator that shift the warm water pool to the east. The mean temperature of the upper 200 m of the ocean increases off the equator and decreases at the equator. The change is independent of the propagation speed of the intra-seasonal wind forcing. The magnitude of the change depends on the amplitude and the period of the forcing, and the ocean structure, while the spatial pattern is independent of these parameters. A simple shallow water model is used to explain these changes. It is found that the term responsible for the enhanced eastward Equatorial jet is the Reynolds stress term, which arises from a phase shift of the zonal current due to friction. The resultant convergence of eastward momentum on the equator and geostrophic adjustment of the interface to the change of zonal current brings about the thermal redistribution of the upper ocean seen in the GCM.     

强El Niño衰减年东亚夏季风的季节内变化:1998年和2016年的对比分析

本文对比分析了1998年和2016年这两个强El Ni?o衰减年东亚夏季风的季节内变化。结果表明,在6~7月期间,由于热带印度洋海温偏高、对流偏强,造成西太平洋暖池对流偏弱,西太平洋副热带高压（副高）偏西偏强,长江流域降水偏多,华南偏少,东亚夏季风异常具有典型的El Ni?o衰减年特征。但两年的8月份有很大差异,虽然1998年8月与6~7月相似,但2016年8月份则完全不同。受乌拉尔地区异常反气旋的影响,源自西伯利亚东部的北风异常穿越东亚并直抵暖池地区,造成副高分裂并减弱东退,同时激发暖池对流发展,而对流的发展则进一步促使副高减弱。因此,2016年8月东亚夏季风异常与1998年8月相反,中国北方夏季降水异常也呈现很大差异。另外,1998年热带大西洋偏暖,并通过热带环流变化影响到东亚夏季风异常,其强迫作用与热带印度洋类似。而2016年大西洋海温异常较弱,对东亚夏季风影响也较弱。因此,El Ni?o对东亚夏季风的影响不仅与其强度有关,还与El Ni?o衰减之后造成的印度洋和大西洋海温异常有关。本文的分析结果表明,即使在强El Ni?o衰减年夏季,由于El Ni?o之间的个性差异以及其他因子的影响,东亚夏季风季节内变化仍然能呈现出显著差异,特别是在8月份。因此,在预测东亚夏季风异常时,宜将6~7月和8月分别考虑。此外,为进一步提高东亚夏季风预测水平,除传统的季度预测外,还需要进一步加强季节内尺度的预测。     

季节内尺度热带-中纬相互作用机制初探

本文使用一个简单的全球二层大气环流模式作了强迫响应数值试验。模式中引入了代表热带低频偶极型对流的异常强迫.结果表明这一强迫不仅能激发显著的局地大气响应,也能引起北半球中纬显著的低频异常波列,中纬波列的发展与热带强迫变化之间存在四分之一位相差关系.这些结果与观测研究的结果一致.进一步的分析表明,大气响应的位相滞后与强迫产生的能量从内模向外模的非线性转换过程有关.最后提出了季节内尺度热带-中纬相互作用的可能机制.     

气候平均状况下亚洲夏季风的季节内演变过程

根据1979—1995年美国NOAA的向外长波辐射逐日资料,用功率谱分析和带通滤波方法,对气候平均状况下亚洲夏季风的季节内演变过程进行分析,归纳得到亚洲季风区各个子系统季节内变化的8个关键阶段。利用1979—1999年NCEP/NCAR的大气环流再分析资料及中国气象局降水资料CMAP,对每个关键阶段亚洲夏季风的环流和降水的时空演变特征进行分析,得到亚洲季风区环流和降水季节内变化的物理图像。研究表明,在不同的季节内演变阶段,亚洲夏季风各个子系统成员的环流系统的变化特征可以将亚洲夏季风系统的季节内演变过程较好地描述出来。     

Activities of Low-Frequency Waves in the Tropical Atmosphere and ENSO

ＥＮＳＯ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｔｈｅｏｃｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥＮＳＯｉｓｓｔｉｌａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔｉｎｃｌｉｍａｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎ．ＵｓｉｎｇｔｈｅＥＣＭＷＦｄａｔａ,ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｎＥＮＳＯａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｖｅｓｉｎｔｈｅｔｒｏｐｉｃａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＩｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｏｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥＮＳＯｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｔｒａｓｅａｓｏｎａｌｏｓｃｉｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｑｕａｓｉ－ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｗａｖｅｓ（ｔｈｅｐｅｒｉｏｄ＞９０ｄａｙｓ）ｉｎｔｈｅｔｒｏｐｉｃａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．ＡｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｃｕｒｅｎｃｅｏｆＥｌＮｉｎｏｅｖｅｎｔ,ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｖｅｓｈａｓｏｂｖｉｏｕｓｖａｒｉａｔｉｏｎ：ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｉｎｔｒａｓｅａｓｏｎａｌ（３０－６０ｄａｙｓ）ｏｓｃｉｌａｔｉｏｎ     

2013年华南前汛期持续性强降水的大尺度环流与低频信号特征

自2013年3月下旬开始,华南地区遭遇持续性强降水袭击。采用小波分析、交叉小波变换和小波相干、集合经验模态分解(EEMD)、带通滤波等统计方法,分析2013年华南前汛期持续性强降水过程的大尺度大气环流和低频特征,寻找影响持续性强降水可能的前期信号。揭示出:(1)2013年华南前汛期持续性强降水主要分为两个时段:3月26日—4月11日(第1阶段)和4月23日—5月30日(第2阶段)。前者华南雨带呈现西北一东南分布,由北向南降水量逐渐增大,后者降水强度较前者强,雨带主要集中在华南北部和东南沿海地区。(2)第1阶段华南降水主要受北方冷空气的持续影响,第2阶段主要受西太平洋副热带高压和南海季风的影响。两个阶段的环流特征明显不同:第1阶段在对流层中层主要对应西高东低的经向环流,东亚大槽深厚、东北冷涡长时间盘踞,北方冷空气与来自西太平洋副热带高压西北侧的暖湿气流交汇在华南,此时以冷式锋面降水为主;第2阶段500 hPa高度场为两脊一槽的分布型。热带对流活跃,其上空表现一异常的气旋环流,具有季风降水的性质。(3)第1(2)阶段降水呈现出20—50(8—15)d的振荡特征,可能是北方冷空气活动频繁(西太平洋副热带高压加强和南海季风爆发)的影响,交叉小波功率谱分析得到,东北冷涡(南海北部水汽输送的纬向分量)可能提前1(1/2)个周期,对华南降水具有一定的指示。     

有蒸发-风反馈和海-气相互作用的CISK开尔文波——热带季节内振荡机制的进一步研究

将波动－CISK（积云对流加热反馈）、海－气相互作用和蒸发－风反馈都引入一个简单理论模式，研究了他们在驱动热带大气季节内振荡（ISO）中的作用。其结果表明：波动－CISK在减慢激发波的位相速度以接近观测到的热带ISO的移速过程中起主要作用；而蒸发－风反馈的主要作用是使激发波不稳定；海－气相互作用在减慢激发波的移速方面也有一定作用。因此，波动－CISK和蒸发－风反馈可认为是热带ISO的主要动力学机制。本研究还表明，由于蒸发－风反馈和海－气相互作用的影响，激发波是一种频散波，这种频散性可以更好地解释热带大气中ISO的活动特征。     

Application of a serial extended forecast experiment using the ECMWF model to interpret the predictive skill of tropical intraseasonal variability

The extended-range forecast skill of the ECMWF operational forecast model is evaluated during tropical intraseasonal oscillation (ISO) events in the Indo-West Pacific warm pool. The experiment consists of ensemble extended serial forecasts including winter and summer ISO cases. The forecasts are compared with the ERA-40 analyses. The analysis focuses on understanding the origin of forecast errors by studying the vertical structure of relevant dynamical and moist convective features associated with the ISO. The useful forecast time scale for circulation anomalies is in average 13 days during winter compared to 7–8 days during summer. The forecast skill is not stationary and presents evidence of a flow-dependent nature, with states of the coupled system corresponding to long-lived convective envelopes associated with the ISO for which the skill is always low regardless of the starting date of the forecast. The model is not able to forecast skillfully the generation of specific humidity anomalies and results indicate that the convective processes in the model are associated with the erosion of the ISO forecast skill in the model. Circulation-associated anomalies are forecast better than moist convective associated anomalies. The model tends to generate a more stable atmosphere, limiting the model’s capability to reproduce deep convective events, resulting in smaller humidity and circulation anomalies in the forecasts compared to those in ERA-40.