北半球大气遥相关型的统计诊断及数值试验

此项研究旨在通过对北半球大气遥相关型的统计诊断及数值试验,探讨旬平均尺度遥相关型的存在和时空规律及其成因,以及各遥相关型之间的相互关系。结果表明:5种遥相关型在旬时间尺度上表现得十分清楚,且具有冬强夏弱的特点;各种遥相关型特征指数时间序列具有随时间演变的一般规律;某些海区的海温异常能激发出一定的遥相关型,5种遥相关型之间存在非线性相互作用;各种遥相关型特征指数能反映一定的大气环流和天气异常的特征,因而可以作为研究长期天气过程和预报方法的依据。     

北方涛动同北半球温带大气环流的遥相关(二)——季节变化

在以前工作的基础上,本文进一步分析了各个季节北方涛动和与其相联系的北太平洋海温同北半球温带大气环流遥相关的特征,并与南方涛动和赤道太平洋海温的结果进行了比较,发现它们同北半球温带大气环流的遥相关,不仅具有很强的地区性,而且具有明显的季节变化。 冬季,北方涛动和北太平洋海温与PNA型相关非常明显,且比南方涛动和赤道太平洋海温的更密切。除PNA型外,北方涛动还同500hPa高度的亚洲-北美(ANA)流型有联系。 夏季,PNA遥相关型的表现仍然非常清楚,但位置较冬季偏酉和偏北,并在北美西海岸具有特殊的分叉现象。     

冬季北太平洋风暴轴的年际变化及其与500hPa高度以及热带和北太平洋海温的联系

文中研究了冬季北太平洋风暴轴的年际异常及其与500hPa高度以及热带和北太平洋海温的联系。结果发现,各年冬季北太平洋风暴轴的中心强度和位置具有显著的年际差异。对15个冬季北太平洋风暴轴区域500hPa天气尺度滤波位势高度方差与热带和北太平洋海温的SVD分析表明,第一对空间典型分布反映了赤道中、东太平洋区域海温异常对风暴轴年际变化的影响,而第二对空间典型分布反映了黑潮区域海温异常对风暴轴年际变化的影响。进一步的合成分析显示,赤道中、东太平洋区域海温异常主要影响冬季北太平洋风暴轴的东西摆动和中、东端的强度变化,而黑潮区域海温异常则主要影响冬季北太平洋风暴轴中、西端的强度变化和南北位移。并且这种影响分别与500hPa高度场上的PNA遥相关型和WP遥相关型有密切联系。     

一种风暴轴逐日监测的方法及应用

提出了一种风暴轴逐日监测的方法, 可以获得逐日的风暴轴变化情况。并且采用了动态阈值定义了新的风暴轴的强度和位置指数, 从而可以有效对比不同层次、不同区域、不同时间的风暴轴变化情况。利用NCEP/NCAR再分析资料进行了监测结果的诊断分析。结果表明:各气象要素滤波结果都能表现出两个风暴轴主体, 但有位置上的差别。同时可以利用逐日检测的结果求得逐候、逐月的风暴轴监测结果。在不同高度的风暴轴中, 250~300 hPa高度的风暴轴强度最大, 850 hPa有极小值出现, 各层风暴轴强度呈现准正压结构。采用500 hPa高度场风暴轴监测结果做代表, 讨论了两大洋上各自的风暴轴偏强/偏弱、偏东/偏西、偏北/偏南时同期大气环流的500 hPa高度场和300 hPa纬向风场差异。     

冬、夏季青藏高原地面加热场激发的500hPa遥相关型

本文用青藏高原地面加热场强度来表征高原的加热状况，并用统计的方法，分析了冬季（２月）和夏季（７月）青藏高原地面加热场强度与同期５００ｈＰａ位势高度的遥相关关系，得到如下结论：冬季高原地面加热场可激发北半球５００ｈＰａ产生遥相关型，这种遥相关型可看成是二维Ｒｏｓｓｂｙ波列由低纬向东北方向传播；夏季高原地面加热场可激发北半球５００ｈＰａ产生类似于ＥＵ型的遥相关，这种遥相关型可看成二维Ｒｏｓｓｂｙ波列由     

北方涛动同北半球温带大气环流的遥相关(一)——基本结构

本文利用1951—1980年逐季的平均值资料(共120个季)讨论了北方涛动和与其相联系的北太平洋海温与北半球海平面气压场、500hPa位势高度场遥相关的基本结构,并与南方涛动和赤道东太平洋海温的结果进行了对比分析.发现北太平洋Namias海区和加利福尼亚海流区海温的变化与北方涛动具有很密切的联系;北方涛动和这两个海区的海温同北半球中高纬度大气环流特别是PNA型和NAO型环流异常存在明显的遥相关关系;南方涛动和赤道太平洋海温同WP型或NPO型环流异常关系比较密切,而与PNA型和NAO型的关系不如北方涛动和Namias海区及加利福尼亚海流区海温的显著.     

热带东太平洋海温与北半球大气臭氧层的遥相关结构

统计分析了１月份、７月份热带东太平洋海温同北半球大气Ｏ３层之间的季节性相互联系以及海温导致的Ｏ３导遥相关的空间结构。结果发现：１月份海温与Ｏ３层的空间相关区域明显地不同于７月份，并且相关符号呈相反趋势，因而由不同季节海温导致Ｏ３层的遥相关型也不相同。此外，海温对Ｏ３层的变化存在着持续的影响，导致不同季节海温对Ｏ３层的影响效果产生叠加，使Ｏ３层对海温的响应表现出十分明显的波列结构特征。表明了热带东太     

Seasonal Variation of Stationary and Low-Frequency Rossby Wave Rays

The wave rays and their seasonal variation of stationary and low－frequency Rossby waves are studied by using the Runge-Kutta scheme. The results show that for stationary waves the rays can reach lower latitudes in winter, and are limited in higher latitudes in summer. The main differences between the stationary and low-frequency wave rays are that low-frequency waves can propagate across the equator and the easterlies will not be an obstacle on their propagation. It explained to some extent the interaction of disturbances between the Northern and Southern Hemi-spheres. The lower wave frequencies and the stronger easterly flow are, the more difficult low-frequency waves will be to propagate across the equator. The waves with 20-day period are easier to propagate across the equator than that with 50-day period. The winter is the most favorable season for low-frequency waves to propagate into another hem-isphere.     

前期西太平洋暖池热含量异常对中国东北地区夏季降水的影响

利用日本气象厅历史海温资料、NCEP/NCAR再分析资料、哈得来环流中心海表温度资料和降水资料,研究了1951—2010年中国东北地区夏季降水与前期西太平洋暖池(简称暖池)热含量异常的关系,并对可能影响途径进行了探讨。结果表明,中国东北地区夏季降水与前期暖池热含量有密切的负相关,前期10—11月暖池关键区(15.5°—20.5°N,125.5°—135.5°E)0—200 m热含量高(低)是预报中国东北地区夏季旱(涝)的一个很好的指标。前期暖池热含量异常激发的夏季东亚-太平洋型遥相关(EAP)和中纬度高层沿亚洲西风急流东传波列的存在,可能是影响中国东北地区夏季降水的主要原因。当前期10-11月暖池区热含量为负异常时,菲律宾反气旋异常持续存在,夏季东亚-太平洋遥相关型出现,导致西太平洋副热带高压西伸加强,中国东北地区局地异常低气压和鄂霍次克海阻塞高压形成。同时,高空存在沿西风急流传播的遥相关波列,使得中国东北地区局地异常低气压和西太平洋副热带高压在日本附近增强,有利于中国东北地区夏季降水偏多;反之亦然。     

秋季低纬太平洋海温异常激发的准PNA型

本文应用统计方法讨论6～11月的准PNA型,得到如下结论: 秋季,低纬中太平洋热源异常,能发出位置与PNA型相类似的遥相关型——准PNA型。这种遥相关型呈二维Rossby波列,具有相当正压结构,在西风带中沿固定波导向极向东传播,从而影响中太平洋和北美天气。 夏季,由于热源位置的差异,则不存在与PNA型相类似的遥相关型。从而认为热源的扰动在遥相关型的成因上起着举足轻重的作用。