MM5模式对2008年1月25—30日我国南方强冰雪过程的数值模拟

利用NECP 1°×1°6 h再分析资料,分析2008年1月25-30日我国南方一次强降雪天气的大尺度环流形势.结果表明,高空环流波动为此次强降雪提供了有利的高空环流形势,中低层阻塞高压及其南部低涡的长期维持是导致低层锋区形成和强降雪发生的关键;由于部分地区大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态,致使冻雨形成.同时,利用中尺度模式MM5对此次过程进行72 h数值模拟,并以模拟结果对湖南湘潭的冰冻成因进行再分析,进一步证实了低层低温、逆温层的存在及充足的水汽是冰冻形成的主要原因.     

渤海风驱-潮致Lagrange余流的数值模拟与季相时空变异

The spatial distribution and seasonal variation of the tide-induced Lagrangian Residual Circulations (LRC hereafter), wind-driven LRC, and the coupling dynamic characteristics were simulated using ECOM, given the Hellerman and Rosenstein global monthly-mean wind stresses. The results showed that the tide-induced LRC of the harmonic constituent M2 bears an identical pattern in four seasons in the Bohai Sea: the surface one is weak with random directions; however, there exist a southeast current from the Bohai Strait to the Laizhou bay, and a weakly anticlockwise gyre in the south of the Bohai Strait for the bottom layer LRC. The magnitude of bottom layer tide-induced LRC is larger than the surface one, and moreover, it contributes significantly to the whole LRC in the Bohai Sea. Unlike the identical structure of the tide-induced LRC, the wind driven LRC varies seasonally under the prevailing monsoon. It forms a distinct gyre under the summer and winter monsoons in July and January respectively, but it seems weak and non-directional in April and September.     

2007/2008年湖北省冬季异常低温雨雪过程成因分析

通过对2007/2008年秋冬季海洋及大气的异常特征的分析表明：秋冬季的拉尼娜现象是2007/2008年冬季持续低温雨雪过程的基础,但它并不是决定性的因素,在拉尼娜现象发生的气候背景之下,西太平洋副高的持续偏强对这次异常低温雨雪过程起着非常重要的作用,因而,加强对大气候背景之下的环流异常的研究是一项极为重要的科研任务,对今后的短期气候预测有重要的意义。     

太湖北岸太阳辐射的影响因子研究

利用2007—2021年上海莘庄太阳能辐射仪（型号：EKO-MS6020）接收到的逐月最大太阳辐射（MSR）资料,以水平0°角辐射仪观测值为参考,分析了0°—25°不同仰角观测的MSR差异,评估了台站观测、欧洲中期天气预报中心（ECMWF）大气再分析（ERA5）资料与太阳能辐射仪观测辐射的差别。在此基础上,讨论了MSR与天气要素的关系及发生的环流背景和天气尺度演变特征。结果显示,上海莘庄的MSR季节波动范围为800—1300 W/m²,峰值和谷值分别出现在5月和12月。观测的最大MSR值接近太阳常数,年际变化幅度约200 W/m²。相对于0°角观测,当太阳能板倾角为5°—20°时,平均每个月MSR可多获得50—250 W/m²辐射,最佳倾角为20°。ERA5相对于观测MSR存在明显低估,年平均低估约200 W/m²。虽然两者的季节变化相关系数高达0.88,但是在空间和时间上存在显著差异,年际变化相关并不显著。针对与MSR时间相差小于3 d的大气环流背景合成,春、夏、秋、冬四季的环流结构存在差异,但总体来看,偏北风加强、云量偏少、温度偏高的天气过程有利于MSR出现。

     

全球过去千年典型暖期温度空间格局重建

利用过去两千年全球变化研究网络(PAGES 2k network)最新公布的501条代用记录, 重建了全球过去千年全年平均温度空间格局的演化特征, 对比分析了中世纪暖期及其最暖100年与20世纪现代暖期、中世纪暖期和小冰期最暖30年与20世纪最近30年的年平均温度空间模态异同。结果显示, 在世纪尺度上, 现代暖期与历史上中世纪暖期的温度异常空间格局大致相同, 变化幅度也在大部分区域相当, 但从年代际尺度上, 最近30年的升温比过去千年中世纪暖期和小冰期两个典型时期都明显。值得一提的是北大西洋中高纬度海温变化与上述特征并不相同, 在年代际和世纪尺度上小冰期和中世纪暖期海温均高于20世纪。可能原因是大西洋经圈翻转环流在中世纪暖期、 小冰期和20世纪现代暖期等3个特征时段对太阳辐射、火山活动和温室气体等外强迫的响应不同。     

“雨量效应”与“环流效应”:近1 ka亚澳季风区石笋和大气降水δ18O的气候意义

亚澳季风主要由东亚季风、印度季风和澳大利亚季风三部分组成。目前,该地区石笋和大气降水δ18O气候意义的最大争议在于到底反映的是降水量变化还是水汽源的变化。针对这一争议,本文选取亚澳季风区的18个大气降水站点和5个洞穴近1 ka石笋记录的δ18O数据进行对比分析,主要得到以下几点认识：1）在月时间尺度上,亚澳季风区大气降水δ18O与月降水量均呈现明显的反相关关系,数学统计结果符合"雨量效应",而实质原因是不同季节水汽源的差异。2）在年际尺度上,在东亚季风区与澳大利亚季风区大气降水δ18O的年加权平均值与年降水量的相关性并不明显,但在印度季风区呈现明显的负相关关系,说明主要受相对单一水汽源影响的印度季风区大气降水中δ18O的年际变化"雨量效应"显著;在受复合水汽源影响的东亚季风与澳大利亚季风区"雨量效应"并不显著。3）在亚澳季风影响的广大地区,各地区年际尺度的大气降水中δ18O变化趋势以及近1 ka洞穴石笋记录δ18O变化趋势均呈现相似的特征,但二者本质并不相同。印度季风区大气降水和石笋δ18O反映的是"雨量效应",但在受复合水汽源影响的东亚季风与澳大利亚季风区大气降水δ18O和石笋δ18O反映的是"环流效应"。     

梅雨与北极涛动及平流层环流异常的关联

平流层过程如何影响气候变化是一个大家关注的科学问题,在WCRP中专门设置了一个研究子计划SPARC.本文的分析研究表明,中国的梅雨异常可能受到平流层大气环流异常的影响,而这种影响是通过北极涛动（AO）的变化来实现的.从分析和计算结果可以看到,二月份北半球30 hPa位势高度的EOF第一主分量对应着副热带和高纬度地区的显著下传异常波作用量,其第三主分量对应着极地地区的显著下传异常波作用量,这些下传的异常波作用量都对三月份AO形势的形成有明显的贡献.三月份的AO则会通过影响东亚地区夏季对流层大气的冷暖状况和环流,在长江中下游地区导致异常垂直运动和辐散辐合形势,从而影响夏季的梅雨降水.     

振荡流作用下波状底床上流场特性的实验研究

本文利用U型振荡水槽和粒子图像测速仪(PIV)对三种固定波状底床上的流场进行了测量,得到一系列不同振幅条件下的瞬时速度场和涡量场.通过分析不同时段涡强度以及涡轨迹,讨论了底床形状对其附近流场的影响.实验结果分析表明,底床形状决定着整个涡量场特征及涡轨迹,从而决定着泥沙的净输移.这些结果对于探讨浅海区沙波、沙纹和沙垄等波状底床上泥沙输移的力学机制是很有意义的.     

池州地区冬半年固态降水及其环流背景统计特征

基于2003－2018年池州冬半年观测资料,采用T-mode主成分客观分析法（TPCA）等方法进行固态降水与环流背景的统计分析。结果表明：池州172个固态降水日中,固态降水的主要月份占比分别是1月的44.8%、2月的27.9%和12月的16.3%;其中雨雪转换、纯雪和冻雨3类占比分别为55.2%、41.3%和3.5%。环流形势可划分为一槽一脊型（Ⅰ型）,纬向波动型（Ⅱ型）和两槽一脊型（Ⅲ型）,Ⅰ型占比最多,Ⅱ型次之,Ⅲ型较少。Ⅰ～Ⅲ型分别代表北方冷空气从中路、西路和东路南下,池州固态降水过程主要受中路冷空气影响。Ⅰ型气温最低,出现固态降水概率最高,是其它形势3倍以上;Ⅱ型气温最高,出现固态降水概率最低。除Ⅲ型外,纯雪过程中低层温度均较雨雪转换过程低2.0 ℃左右;雨雪转换过程中925 hPa温度与850 hPa基本相同,一般在-4.0～-5.0 ℃之间,而纯雪过程则较850 hPa偏高1.0 ℃左右;雨雪转换过程1000 hPa温度基本在0 ℃附近,纯雪则在0 ℃以下。925 hPa盛行东北风,850 hPa存在气旋性环流,配合700 hPa上12.0 m/s左右急流、水汽通量及水汽通量散度大值中心,有利于池州固态降水的产生。它一般属于大尺度降水,层结稳定,锋区位于700 hPa以下,低层有冷平流,切变线一般位于850～800 hPa之间。     

陕北春季森林火灾气象条件分析

通过对1989~2004年间陕北春季森林火灾发生期气象资料进行研究分析,指出春季2~5月份林火期气候特征、森林火灾易发期天气环流特征,林火的发生与冷空气活动密切相关。在春季森林火灾期地面气象要素也呈现出一定的变化规律。