FGOALS模式对梅雨期东亚副热带西风急流变化特征的模拟

中国科学院大气物理研究所参与CMIP5项目的海—陆—气耦合气候系统模式（FGOALS）,能较好地模拟东亚副热带西风急流时空变化特征。FGOALS模式输出的1960~2005年风场再现了梅雨期东亚副热带西风急流气候态的三维结构,模拟出以120°E为界的急流海陆分布型,与NCEP/NCAR再分析资料风场空间分布一致,但FGOALS模式模拟的急流中心强度偏弱、位置偏北偏西。FGOALS模式也模拟出了ENSO年际演变过程中的海陆空间分布型,但对ENSO背景下西风急流强度、位置和形态演变过程的模拟与NCEP/NCAR再分析资料存在较大差异。基于热成风原理、地转风关系和波活动通量等研究了模式模拟急流位置和强度偏差产生的可能原因:FGOALS模式模拟的青藏高原加热效应偏弱、低纬度对流活动偏弱,导致对流层中上层上升运动偏弱和潜热加热减弱,使得中低纬度对流层中上层温度出现冷偏差、南亚高压偏弱,温度经向梯度和南亚高压北侧气压梯度力偏弱以及大气内部动力作用偏弱,从而造成急流中心强度和位置出现偏差。梅雨期西风急流空间分布型与长江中下游强降水落区有着密切联系,FGOALS模式模拟的西风急流中心强度偏弱和位置偏北偏西,模式输出的长江中下游地区降水量与观测值相比偏少。此外,FGOALS模式对ENSO背景下大气环流异常的模拟有待改善。     

盛夏上海地区副热带高压型强对流特点分析

发生在副热带高压控制下的强对流容易出现错报。对上海地区2001—2005年7—9月份19个副热带高压型强对流个例进行分析,并和副热带高压控制时上海地区未发生强对流的个例进行对比。结果表明:副热带高压型强对流较易在副热带高压的北侧发生,强对流发生开始时间主要在中午到傍晚;副热带高压型强对流的发生除需要有较好的层结不稳定条件外,对抬升条件也有较高要求,如边界层整层在上海附近存在中尺度辐合线。     

东亚地区夏季风爆发过程

利用中国194站1961～1995年日降水资料及NCEP1979～1997年候格点降水资料,探讨了亚洲地区自春到夏的雨季开始分布。结果表明,东亚地区自春到夏存在副热带季风雨季开始和热带季风雨季开始。前者于4月初开始于华南北部和江南地区,随后向南和向西南扩展,于4月末扩展到华南沿海和中南半岛,这个雨带主要是冷空气和副热带高压西侧转向的SW风以及南亚地区冬春副热带南支西风槽中西风汇合而形成的,是副热带季风雨季开始。后者是南海热带季风爆发后使原来由江南移到华南沿岸的副热带季风雨带随副热带高压北进而北进,前汛期雨季进入盛期,江南出现第二次雨峰,形成梅雨期和江淮及华北雨季。同时,热带季风雨带也自东向西传播到达南亚地区而形成热带季风雨季。还讨论了1998年东亚地区夏季风爆发过程,指出南海夏季风爆发期的季风由副高北侧形成的新生气旋进入南海造成南海中部西风和南海越赤道气流转向的SW季风加强汇合而形成,因而是东亚季风系统中环流系统季节变化造成的,和印度季风无关。在南海季风爆发期阿拉伯海仍由副热带反气旋控制,南亚仍是上述副热带反气旋北侧NW风南下后转向的偏西副热带气流所控制,索马里低空急流仍未爆发,赤道西风并未影响南海。     

2007年我国秋季降水异常的成因分析

利用NCEP再分析资料和观测的我国160个台站的降水资料,分析了2007年秋季我国北方地区降水异常偏多的时空特征和大尺度环流特征,重点分析了2007年夏秋季开始的La Ni(n)a事件对2007年秋季降水和大气环流的影响.结果表明:2007年我国秋季降水出现了典型北多南少的分布,尤其是9月和10月北方地区降水异常偏多.这段时期内,印缅槽偏强,高原东侧的西南季风异常活跃,加强了来自孟加拉湾和南海的水汽向我国北方地区的输送,同时巴尔喀什湖一贝加尔湖高度场偏低,利于不断分裂的冷空气南下,由于西太平洋副热带高压脊线偏北,使冷暖空气主要交汇在我国北方地区.秋季降水EOF第二模态表现为南北反相的分布,与赤道中东太平洋海温异常有密切关系,解释了我国秋季降水10%以上的方差贡献.2007年我国秋季降水和大气环流都表现出了典型La Ni(n)a事件影响的特征.     

西太平洋副热带高压双脊线及其对1998年夏季长江流域“二度梅”的影响

利用NCEP/NCAR再分析资料、日本气象厅提供的TBB资料研究了 1 998年 7月西太平洋副热带高压突然偏南的原因。结果表明 ,西太平洋副高脊线突然“南撤”有其一定局限性 ,事实上应是副热带高压脊线在南侧的一次“重建”过程。针对这次重建 ,发现 1 998年 7月上中旬在西太平洋副热带地区存在南北两个高压脊 ,据此本文提出了副热带高压双脊线的概念 ,并着重揭示了这次西太平洋副热带高压双脊线的基本演变特征、环流场和温湿场结构、可能的形成机制及其对 1 998年夏季长江流域“二度梅”的影响。分析表明西太平洋副热带高压双脊线时期具有与单脊线时期明显不同的环流特征和温湿场结构 ,其北侧脊线附近的特征与传统上单脊线副热带高压的特征较一致 ,但南侧脊线附近则更多的具有低纬度系统的特点 ;这次双脊线过程与赤道缓冲带北上并与副热带高压打通合并变性及热带对流云团的演变有密切关系。此外 ,文中还通过中国台站降水资料探讨了副热带高压双脊线的维持对中国东部雨型的影响 ,指出西太平洋副热带高压双脊线的出现改变了原有的水汽输送路径 ,从而在中国东部出现两条雨带 ,呈倒 7字型 ,分别与副热带高压北、南侧脊线相对应。这些结果为西太平洋副热带高压演变规律和机制的研究提供了新的线索     

Joint effects of three oceans on the 2020 super mei-yu

2020年发生在江淮流域,朝鲜半岛和日本南部(简称梅雨区)的暴力梅造成了巨大的人员伤亡和经济损失.此次暴力梅的主要特征为:入梅早(6月1日),出梅晚(8月1日)以及较强的梅雨期降水.2020年异常早入梅和晚出梅时期的降水占梅雨期总降水的一半以上.因此,为了深入解析2020暴力梅的机制,本文将分析2020异常早入梅和晚出...     

2001年北半球大气环流特征及其对中国气候异常的影响

2001年受前期赤道东太平洋海温长期冷水位相的影响，北半球大气环流的主要特征表现为：500hPa西太平洋副热带高压冬春季偏强，夏季秋偏弱；欧亚地区夏季500hPa位势高度距平场上中高纬从西到东呈现为“－＋－”分布形式，贝加尔湖地区为正距平中心；东亚冬、夏季风偏弱；7月赤道辐合带异常偏强、偏北等。在上述大气环流的影响下，我国的天气气候发生了异常。     

Bacterial abundance and production in different water masses around South Island,New Zealand

Abstract

Bacterial numbers and production were measured in the upper water column in the winter and spring of 1993 in five water masses surrounding the South Island of New Zealand. Average bacterial numbers and production were found to be higher in spring (8.5 × 10⁵ cells ml^?1 and 0.20 mg m³ h^?1, respectively) than winter (5.5 × 10⁵ cells ml^?1 and 0.05 mg C m³ h^?1 respectively). Bacterial production was strongly correlated with chlorophyll a and primary production (P < 0.001) in spring but not in winter. Spring bacterial production and at 10 m depth averaged across 28 stations was 23% of primary production, and with a growth efficency of 40%, may have consumed up to 57% of primary production. Bacterial biomass was greater than phytoplankton biomass for 75% of the 10 m depth comparisons during winter sampling and 44% during the spring sampling. The bacterial biomass was found to represent 24.6–33.5% of the nitrogen in particulate organic matter (<200 μm) supporting the concept that in New Zealand oceanic water masses bacteria are of significant biogeochemical importance.     

Seasonal variation and flux of dissolved nutrients in the Danshuei Estuary, Taiwan: A hypoxic subtropical mountain river

Comprehensive bimonthly field surveys were carried out from September 2000 to June 2002 to study the seasonal dynamics and the inter-annual variability of dissolved inorganic nitrogen (DIN; nitrate, nitrite and ammonium) and dissolved inorganic phosphorus (DIP) in a subtropical mountain river system, the Danshuei tributary, the largest urbanized estuarine system in Taiwan. The headwaters were found to be well aerated, saturated with oxygen, with low ambient DIN (<9 μM) and DIP (<0.2 μM) concentration. As the river flows through the city of Taipei, the river becomes hypoxic because re-aeration rates cannot keep up with elevated oxygen consumption, and the concentrations of DIP (7.53 μM) and DIN (390 μM) increase drastically. Conservative mixing was mostly observed for silicate while DIP and DIN mostly showed non-conservative removal characteristics. Silicate originates from weathering and erosion of bedrocks in the watershed, whereas nitrogen- and phosphorus-bearing nutrients come mainly from urban discharges. Ammonium is the predominant dissolved nitrogenous species, ranging from 10 to 1000 μM. The nutrient chemistry is complex and dynamic due to anthropogenic perturbations and reactions in the tidally mixed zone of strong redox gradients. On average, the annual loading rates of dissolved phosphate and dissolved inorganic nitrogen from the Danshuei River to the ocean are 0.1 and 3.2 Gmol/year, respectively, which represent 0.1% and 0.2% of the world's total river discharge of dissolved inorganic nitrogen and phosphate.     

大气扰动分解技术在副高边缘大暴雨落区精细化分析中的应用

利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF）再分析资料,基于大气扰动分解技术,对2012年7月华北东部两次副高边缘大暴雨事件进行扰动分析。结果表明：边界层及对流层低层扰动辐合中心与副高边缘大暴雨中心有较好地对应关系;扰动锋区和扰动比湿大值区（4 g·kg^-1）叠加的区域与大暴雨落区相对应,与切变线类暴雨不同,副高边缘暴雨中心并不是出现在冷暖空气対峙扰动（0 ℃线）的位置,而是发生在扰动锋区内的暖区一侧（扰动温度0 ℃以南）;两次过程均存在自南向北的水汽通道,且水汽在输送过程中不断得到抬升,大暴雨落区对应的扰动水汽通量散度中心分别达到-6.8×10^-8g·cm^-2·hPa^-1·s^-1和-11.9×10^-8g·cm^-2·hPa^-1·s^-1,为大暴雨的形成提供了较好地水汽条件。