Mixed-layer water oscillations in tropical Pacific for ENSO cycle

The main modes of interannal variabilities of thermocline and sea surface wind stress in the tropical Pacific and their interactions are investigated,which show the following results.(1) The thermocline anomalies in the tropical Pacific have a zonal dipole pattern with 160°W as its axis and a meridional seesaw pattern with 6-8°N as its transverse axis.The meridional oscillation has a phase lag of about 90° to the zonal oscillation,both oscillations get together to form the El Ni?o/La Ni?a cycle,which be-haves as a mixed layer water oscillates anticlockwise within the tropical Pacific basin between equator and 12°N.(2) There are two main patterns of wind stress anomalies in the tropical Pacific,of which the first component caused by trade wind anomaly is characterized by the zonal wind stress anomalies and its corresponding divergences field in the equatorial Pacific,and the abnormal cross-equatorial flow wind stress and its corresponding divergence field,which has a sign opposite to that of the equatorial region,in the off-equator of the tropical North Pacific,and the second component represents the wind stress anomalies and corresponding divergences caused by the ITCZ anomaly.(3) The trade winds anomaly plays a decisive role in the strength and phase transition of the ENSO cycle,which results in the sea level tilting,provides an initial potential energy to the mixed layer water oscillation,and causes the opposite thermocline displacement between the west side and east side of the equator and also between the equator and 12°N of the North Pacific basin,therefore determines the amplitude and route for ENSO cycle.The ITCZ anomaly has some effects on the phase transition.(4) The thermal anomaly of the tropical western Pacific causes the wind stress anomaly and extends eastward along the equator accompanied with the mixed layer water oscillation in the equatorial Pacific,which causes the trade winds anomaly and produces the anomalous wind stress and the corresponding divergence in favor to conduce the oscillation,which in turn intensifies the oscillation.The coupled system of ocean-atmo-sphere interactions and the inertia gravity of the mixed layer water oscillation provide together a phase-switching mechanism and interannual memory for the ENSO cycle.In conclusion,the ENSO cycle essentially is an inertial oscillation of the mixed layer water induced by both the trade winds anomaly and the coupled ocean-atmosphere interaction in the tropical Pacific basin between the equator and 12°N.When the force produced by the coupled ocean-atmosphere interaction is larger than or equal to the resistance caused by the mixed layer water oscillation,the oscillation will be stronger or maintain as it is,while when the force is less than the resistance,the oscillation will be weaker,even break.     

结构-地基耦合振动下地震反应谱特性

随着结构震害统计资料的不断增加,许多结构在地震作用下的宏观破坏现象用现有的反应谱理论不能获得合理的解释。在地震中,结构-地基耦合振动十分明显。就此问题出发,利用集总参数法建立了结构-地基耦合振动模型,分析推导了该模型下的地震反应谱公式。通过实例计算得出了耦合体系在不同频率地震波作用下的反应谱曲线,得出了一些有意义的结论。研究结果表明,对于具有浅埋刚性基础的结构体系在考虑耦合后的地震响应值与现有反应谱理论计算值有明显差异,地震作用在较大结构周期跨度上得到折减,同时,耦合体系对特定频率的地震波有吸收作用,现有反应谱理论没有体现这一点有利作用。     

大气气溶胶散射吸湿增长特性研究进展

大气气溶胶的散射吸湿增长特性反映了相对湿度对气溶胶散射能力的影响。研究气溶胶散射吸湿增长对于评估气溶胶辐射强迫、了解气溶胶对大气能见度的影响具有重要意义。文中对气溶胶散射吸湿增长特性的研究意义、监测方法、中外研究进展、参数化拟合和模型模拟等方面进行了系统回顾和总结,并对未来发展方向做出展望。中国在该领域开展的研究数量偏少,广泛开展气溶胶散射吸湿增长特性研究十分必要。     

东亚夏季风区的低频振荡对长江中下游旱涝的影响

利用相关分析与合成分析的方法,讨论了东亚夏季风区的低频振荡及其与我国长江中下游地区旱涝的关系。研究发现,东亚强季风涌年,准30～60d振荡的影响显著,容易造成长江中下游多雨;东亚弱季风涌年,准30-60d振荡减弱,10-20d低频振荡为主要的振荡周期,容易造成长江中下游干旱。研究结果初步揭示了低频振荡对我国长江中下游地区旱涝的影响。研究表明,东亚夏季风中低频振荡传播规律对长江中下游地区降水的中长期预报有重要的指导意义。     

2004/2005年冬季强寒潮事件与大气低频波动关系的研究

2004/2005年冬季中国出现了两次大范围寒潮过程,造成长时期的降温和严寒天气,从而改变了从1986年以来中国大部分地区连续出现18个暖冬的局面。利用2004年10月1日～2005年3月31日中国740站逐日平均温度和NCEP/NCAR的逐日高度场和风场资料,分析了2004/2005冬季的强寒潮事件,并对寒潮爆发的周期、低频波动特征及其影响寒潮爆发的可能原因进行研究。结果表明:2004/2005年冬季两次主要强寒潮事件（12月22日～1月1日和2月14～21日）是在强10～20天低频振荡背景下发生的。在一次季节内低频振荡过程中,寒潮经历了高空形势相似的3个阶段,它们分别是乌拉尔东侧阻塞脊建立、阻塞脊下游横槽发展、横槽转竖与南支槽耦合重建东亚大槽最后导致寒潮爆发。进一步分析表明,乌拉尔东侧阻塞脊和里海高度脊是导致这两次寒潮的主要系统。研究还表明在寒潮爆发过程中,10～20天低频波动在40°N南北独立传播,南北波列耦合寒潮全面爆发;寒潮爆发后期低频波动引起我国东南部低空辐散异常、高空辐合异常,从而导致我国南部地区偏北风增强,使寒潮向南爆发程度和高空东亚急流明显加强。     

江淮流域夏季低频降水的前期预报信号

基于ERA-Interim逐日4时次再分析资料和753站逐日降水资料,对1980-2013年江淮流域夏季降水特征进行分析,探究江淮流域夏季低频降水的前期预报信号,结果表明:1)江淮流域夏季降水受10～30 d低频振荡影响显著,10～30 d低频分量在江淮流域夏季降水中占较大比重.2)200 hPa上,低频降水过程发生前...     

亚洲夏季风的年际和年代际变化及其未来预测

本文是对我们近五年在亚洲夏季风年代际与年际变率及其未来预测方面研究的一个综述.主要包括下列三个问题:(1)根据123年中国夏季降水资料和印度学者的分析,检测出亚洲夏季风具有明显的年代际尺度减弱,这种年代际变化使中国东部(包括东亚)和南亚夏季降水的格局在过去60年中发生了明显变化.在东亚,从1970年代后期开始,主要异常雨带有不断南移的趋势,结果造成了南涝北旱的降水分布,这主要受到60～80年年代际振荡的影响.青藏高原前冬和春季积雪的年代际减少与热带中东太平洋海表温度的年代际增加是东亚降水型改变的主要原因,这是通过减弱亚洲地区夏季海陆温差与夏季风强度而实现的.未来亚洲夏季风的预测表明,东亚夏季风和南亚夏季风对气候变暖有十分不同的响应.东亚夏季风在本世纪将增强,雨带北推,尤其在2040年代之后;而南亚夏季风环流将继续减弱.这种不同的变化是由于两者对高低层海陆热力差异的不同响应造成.(2)年际尺度的变率在亚洲夏季风区主要表现为2年与4～7年的振荡.本文着重分析了2年振荡(TBO)形成的过程、机理及其对东亚降水的影响.对TBO-海洋机理进行了具体的改进,说明了东亚夏季风降水深受TBO影响的原因,尤其是阐明了长江型(YRV) TBO和淮河型(HRV) TBO的特征及其形成的循环过程.(3)在总结亚洲夏季风时期遥相关型的基础上,本文提出了季节内和年际尺度的低空遥相关型:即西北太平洋季风的遥相关型与印度“南支”和“北支”遥相关型.它们基本上反映了沿低空夏季风强风速带Rossby波群速度传播的结果.据此可以根据西北太平洋和印度夏季风的变化分别预测中国梅雨和华北雨季来临和降水异常.最后研究还表明,在本世纪亚洲夏季风可能更显著地受到人类活动造成的全球变暖的影响,未来的亚洲夏季风活动是人类排放的CO2引起的全球变暖与自然变化(海洋和陆面过程(积雪))共同作用的结果.     

中国降水异常的特征分析

异常降水直接影响着农业和其他生产活动。文中计算分析了中国160个测站的一些反映降水变化的常规统计量,认为这些统计量难以反映出降水异常的变化特征。文中从非线性动力学和统计学相结合的角度出发,分析了相隔1～20 a间不同时间尺度的降水变率之间的关系,找到可以区分任意地区降水异常特点的特征参数,由此可进一步判断某个地区旱涝灾害发生的可能性以及强度的大小,为气候研究工作提供必要的依据。     

中国西部积雪的2—3周振荡及其对大气环流异常的影响

本文能过对美国宇航局Ｎｉｍｂｕｓ－７卫星观测的１９７９－１９８６年中国西部积雪资料的分析发现，２－３周的低频振荡现象普遍存在并与大气环流异常密切相关；大气环流对半年积雪２－３周的低频振荡有着明显的线性响应；冬半年积雪的这种低频振荡能激发出北半球５００ｈＰａ高度场准定常Ｒｏｓｓｂｙ波，并通过二维的Ｒｏｓｓｂｙ波能量频散而影响到北美。     

夏季青藏高原O3低值与南亚高压东西振荡的关系

利用O3监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)卫星O3廓线资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了2006年夏季南亚高压偏西型和偏东型条件下青藏高原地区O3垂直结构和变化特征差异.结果表明,夏季南亚高压东西振荡与青藏高原O3分布存在密切的关系,在西(东)部型南亚高压条件下,夏季青藏高...