正压模式中的非绝热波动

应用含有非绝热因子的正压模式方程组,着重分析了对流凝结加热、蒸发－风反馈和ＣＩＳＫ机制等非绝热因子对低纬Ｒｏｓｓｂｙ波和Ｋｅｌｖｉｎ波的影响。既获得了圆频率的表达式,又分析了波的周期与稳定性。结果表明：非绝热因子的存在不但扩大了绝热波的周期,而且改变了波的稳定性。因此,可以认为：所谓季节内振荡（３０—６０天的周期振荡）等低频振荡实际上是一类非绝热波,这类非绝热波是引起中长期天气变化及短期气候演变的重要因素。     

两类El Niňo事件次年夏季长江-黄河流域降水低频特征及低频水汽输送途径差异

利用1961年1月—2014年12月Hadley气候预测研究中心的全球海表温度(SST)资料,NECP/NCAR逐日风场、比湿等再分析资料,国家气象信息中心提供的中国753站逐日降水、160站逐月降水资料,对比分析了东部(EP)型和中部(CP)型两类El Niňo事件次年夏季长江-黄河流域降水(简记为EP型和CP型降水)低频特征,以及与之相关的低频水汽输送差异。结果表明,1)平均而言,EP型降水主要有10～20 d(最显著)以及20～30 d(次显著)低频周期;CP型降水主要有10～20 d的低频显著周期。与之相关的纬、经向水汽通量最显著低频周期也为10～20 d。2)影响EP、CP型低频降水共同的低频水汽环流系统主要有:菲律宾群岛附近的异常反气旋式水汽环流和渤海湾附近(日本东南侧)的异常气旋式(反气旋式)水汽环流。另外,影响EP(CP)型低频降水的还有来自巴尔喀什湖东北部异常气旋式水汽环流(孟加拉湾、苏门答腊岛以西的异常气旋式水汽环流对和贝加尔湖西、东两侧的异常气旋式、反气旋式环流)。3)EP型降水暖湿水汽主要源自南海,冷湿水汽主要源自西北太平洋,冷空气来自巴尔喀什湖东北部和贝加尔湖西北侧。CP型降水暖湿水汽少量来自阿拉伯海和印度洋,大量来自热带西太平洋,冷空气主要来自贝加尔湖西北侧。     

冬季北极涛动与行星波活动的关系

为了进一步认识北极涛动与行星波之间的关系,利用NCEP/NCAR再分析资料并借助谐波分析、相关分析等方法讨论了北极涛动异常下行星波的活动情况。结果表明:在北极涛动指数强(弱)值年,纬向平均风场在中纬度明显减小(增大),在中高纬度明显增大(减小);行星波1波振幅在低纬度对流层中层和中纬度平流层明显增大(减小),在高纬度平流层明显减小(增大);2波振幅在中纬度对流层明显减小(增大),在高纬度平流层有所增大(减小)。E-P通量反映出在北极涛动强(弱)值年,行星波1波在中高纬度从地面向上传播显著增强(减弱),低纬度波导显著增强(减弱),极地波导显著减弱(增强);2波在中高纬度从地面向上传播显著减弱(增强),低纬度波导和极地波导变化不明显。     

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关于热带大气低频振荡的一个简单模式与数值模拟

本文首先从观测事实分析了热带大气的低频振荡现象，然后从理论上加以研究。为此，本文建立了一个包括触发热源和CISK机制的三维线性模式，用此模式讨论了热带大气低频振荡的性质、结构、传播和动力学机制。从模式的计算结果得到了周期为30d左右以大约9 m/s的速度向东传播的低频振荡现象，这种振荡为Kelvin波型的响应和向西传播的Rossby波型的响应的结合。计算还表明，这种振荡的周期与触发热源的周期关系不大，这说明了热带大气的低频振荡是大气自身的固有振荡，它是大尺度运动与对流凝结加热相互作用的结果。     

2009年冬季至2010年春季黑龙江省气温持续偏低成因

利用常规观测的温度资料和中国国家气候中心提供的环流特征量、NCEP/NCAR再分析资料及美国气候预测中心（CPC）提供的AO指数等,分析了2009年11月至2010年4月中高纬大气环流异常特征,探讨了AO与同期气温的关系。分析表明：黑龙江省冬春气候异常与500 hPa大尺度环流背景有关。冬春持续偏冷,对应北半球欧亚中高纬地区呈“-+-”的波列分布,90°-180°E呈现出“北正南负”的环流形势;北半球极涡面积偏大,冬季东亚大槽位置偏西,春季东亚大槽强度偏强,冬春AO指数持续异常偏强,显著负位相。     

近百年全球平均气温年际变率中的QBO长期变化特征

应用奇异谱分析(SSA)方法和奇异交叉谱分析(SCSA)方法，对全球及南北半球近100多年(1856～1997年)逐月地面气温距平序列中的准两年周期振荡(QBO)的长期演变特征进行诊断分析。结果表明:全球平均气温序列蕴含显著的QBO分量，它们与全球气候系统中其他各个子系统所隐含的QBO信号具有各种耦合对应关系，尤其突出地表现在Nino区海温和以SLP序列为代表的全球大气环流系统中QBO信号的耦合对应关系上。而平均气温的QBO的年代际特征及其变率的阶段性，不但表现在振幅上，而且其位相亦很明显。上述特征在全球、两半球具有明显的差异。     

广州市空气污染的变化特征及预报

利用2002年11月-2004年9月广州市空气污染指数（API）和PM10、NO2、SO2等污染物逐日浓度资料,采用小波分析、相关分析等方法对广州市空气污染的变化特征及与同期地面气象要素的关系进行了分析。并采用最优子集回归方法分别建立冬、夏季API指数及污染物浓度的预报方程。结果表明。PM10是广州市的主要污染物。其次为NO2、SO2。除SO2外,广州市API指数、NO2、PM10等污染物浓度具有冬半年（11-4月）偏高,夏半年（5-10月）偏低的变化规律。API指数及各种污染物浓度均具有明显的年周期振荡及5-7天的准单周、10-20天准双周、30-60天左右的季节内振荡,且30-60天的季节内振荡在冬半年较强而在夏半年较弱。冬半年API指数和PM10、NO2、SO2浓度与气压、风速、降水呈稳定负相关,与温度、相对湿度等呈稳定的正相关,而夏半年主要与风速、降水具有较好且稳定的负相关。增加前一天的污染物浓度作为预报因子后,所建的最优子集回归方程比单选用气象因子要稳定。具有较强的预测能力。     

江淮流域夏季严重旱涝与大气季节内振荡

利用NCEP/NCAR的再分析资料和中国气象局国家气象中心提供的中国台站降水资料,分析研究了江淮流域大范围严重旱涝的20-70天大气季节内振荡(ISO)特征。结果表明,对应江淮流域严重涝年,200hPa青藏高原北部存在ISO气旋性环流,青藏高原南部存在ISO反气旋性环流;大气ISO流型在对流层中低层850hPa主要是我国长江以南、南海和西太平洋地区为大气ISO反气旋性环流,我国长江以北到日本地区的大气ISO气旋性环流,我国江淮流域位于这两个ISO涡旋西侧偏南气流和偏北气流的交汇处;旱年反之。利用向量经验正交展开方法得到,上述大气ISO环流型分别是旱涝年大气ISO流型的第一模态,并且涝年大气ISO流型的振幅强,旱年振幅弱。进一步分析揭示,严重洪涝(干旱)年分别对应对流层中上层江淮流域及其以北的中高纬度地区有强(弱)的大气ISO活动。中高纬度地区的大气ISO在严重洪涝年向南传播,与低纬度向北传播的大气ISO在江淮流域汇合;而在严重干旱年,虽然大气ISO可向北传播,但向南的传播却很不明显。     

Long baroclinic Rossby waves with periods of about 500d near 20°N in the northwest Pacific Ocean

On the basis of maps of sea level anomalies data set from October 1992 to January 2004, pronounced low frequency variations with periods of about 500 d are detected in the area near 20°N from 160°W to 130°E. A linear two-layer model is employed to explain the mechanism. It is found that the first-mode long baroclinic Rossby waves at 20°N in the northwest Pacific propagate westward in the form of free waves at a speed of about 10.3 cm/s. This confirms that the observed low frequency variabilities appear as baroclinic Rossby waves. It further shows that these low frequency variabilities around 20°N in the northwest Pacific can potentially be predicted with a lead up to 900 d.