2011年隆冬北京初雪成因分析

利用常规、加密观测自动站资料、雷达风廓线资料、L波段探空风、微波辐射计资料和NCEP1°×1°再分析资料,对2011年2月9—10日北京首场降雪天气过程进行了成因分析,结果表明:此次降雪过程是在高空短波槽、东风回流和地面倒槽的共同作用下产生的。东路冷空气经东北平原南下到渤海,而后向西移动形成回流。华北地区的东风回流具有西北方向浅薄、东南方向深厚的楔形结构,同时具有湿冷的特性。东风回流前沿有辐合上升气流和锋生,在近地面层形成冷垫和小幅度增湿,西南暖湿气流在冷垫上爬升造成降雪。500 hPa短波槽前的正涡度平流和850 hPa的温度平流促进了河套附近地面倒槽的发展和东移,倒槽的辐合上升区与东风前沿的辐合区叠加导致上升运动加强为北京降雪提供了动力条件。西南暖湿气流是降雪过程的主要水汽来源。     

亚洲季风与ENSO循环的相互作用

ＥＮＳＯ事件对亚洲季风有很大影响,特别是对东亚夏季风环流有较大影响。许多观测事实表明,在ＥＮＳＯ事件处于发展阶段的夏季,江淮流域往往发生洪涝,黄河流域往往发生干旱,东北地区往往发生冷夏。本研究利用观测资料分析了亚洲季风对ＥＮＳＯ事件发生的影响。分析结果表明,在ＥＮＳＯ事件发生前,在热带太平洋上空对流层下层有明显的西风异常;这个西风异常将会加强东传暖Ｋｅｌｖｉｎ波和西传冷Ｒｏｓｓｂｙ波,为ＥＮＳＯ循环提供必要的赤道海洋波动条件;并且这个西风异常与东亚季风区西风异常向南传播有密切关系。通过遥相关分析表明,东亚季风西风异常的南传是通过欧亚型遥相关的波列来实现。通过分析,本研究提出一种亚洲季风与ＥＮＳＯ循环相互作用的物理图像。     

强热带风暴碧利斯特大暴雨山洪成因分析

利用常规观测资料及候平均要素等资料,从前期天气背景、大气环流演变及产生强降水的动力、热力、水汽和不稳定条件,分析了0604号强热带风暴碧利斯登陆后在湘东南产生的特大暴雨过程。结果发现地面中尺度辐合线产生的上升运动与地形的动力抬升结合,加强了特大暴雨产生的动力作用,高温高湿有利于扰动形成和对流不稳定能量产生,为湘东南特大暴雨产生提供了极好的热力条件,南海季风爆发及西南季风槽的形成为湘东南暴雨上空提供了源源不断的水汽,大陆高压与副高对峙导致了"碧利斯"在西移过程中减缓。造成湘东南特大暴雨山洪除了气象成因外,薄弱的地质环境条件是"碧利斯"得以诱发地质灾害的内因。     

2003—2014年河南春季暴雨特征及影响系统分析

通过对2003—2014年河南春季暴雨系统性分析,揭示春季暴雨时空分布特征,归纳总结暴雨预报着眼点。结果表明：2007年之后河南春季暴雨明显增多,易发区位于河南的偏南、偏东部一带,其中驻马店和信阳出现暴雨的概率最大;4月中旬到5月底为河南春季暴雨易发期,此阶段南方暖湿空气已明显加强,东移高空槽增多,在高空槽前,地面“倒V形槽”容易自长江流域上游向东北方向伸展,随着地面气流辐合加强,锋生易发生于倒槽中。河南春季暴雨的天气学物理概念模型大致分为低槽/低涡型和短波槽/切变线型两类。前者主要表现为经向度大的低槽或一致的西南气流影响,中低层低涡明显加强,系统缓慢东移,湿层很厚,多以稳定性、混合性降水为主,雨量明显偏大,但出现的概率不太大;后者出现的概率较大,但雨量相对偏小,多伴有高架雷暴,冰雹、雷暴大风天气也有,但不多,其对流层中层明显表现为多短波槽快速东移,当河南上游出现强的暖脊,且短波槽和暖脊对应,850 hPa以上出现中性或弱的条件不稳定层结,低层有冷垫、逆温时,对流发展强。     

乌兰察布市2010年一次大风、寒潮天气的分析

运用常规气象观测资料和欧洲数值预报图,对2010年1月19—22日从西北方向入侵的强冷空气引发大面积的大风降温天气过程进行分析。结果表明：此次寒潮主要是由贝加尔湖附近的横槽内聚积一股较强的冷空气（高空500hPa冷中心强度达-45℃、地面冷高压中心强度达1060．0hP）。西西伯利亚的阻塞高压与贝加尔湖高空冷槽共同作用,西北路冷空气不断向东南侵袭,乌兰察布市处于西风带控制,横槽沿西风带向东移动分裂为两股冷空气。阻塞高压前偏北冷空气不断东移南下,引发横槽转竖并向南加深。持续性降温导致强寒潮天气过程。     

中亚干旱区降水准两年周期振荡及突变特征

依据东英吉利大学气候研究中心（CRU）1930-2009年0.5°×0.5°分辨率的月降水量及NCEP/NCAR 1948-2009年2.5°×2.5°分辨率再分析逐月位势高度资料,分析了中亚干旱区年降水和季节降水的准两年周期振荡（TBO）特征和突变的时空变化及其可能影响机制。结果发现,中亚干旱区降水具有显著的TBO特征,其I区(哈萨克斯坦西区)、II区(哈萨克斯坦东区)、IV区（吉尔吉斯斯坦区）的年降水TBO相对具有连续性,而III区（中亚平原区）和V区（伊朗高原区）大致以20世纪60-70年代为分界点,存在相反变化。对季节降水而言,除II区年降水的TBO信号主要由夏季的变化决定,其他分区年降水TBO主要由冬季决定。降水突变分析发现,中亚干旱区降水的突变与TBO信号变化有很好的一致性,突变点上降水周期都有向TBO的跃变。另外,对整个亚洲中部干旱区而言,中亚干旱区西部降水突变发生在20世纪50年代初,东部于60年代末发生突变,新疆自80年代末出现气候转型,时间间隔为20年左右。季风区和受西风环流控制的亚洲内陆干旱区降水尽管都表现出TBO基本特征,但其控制因子可能有很大差异,对流层中上层的西风强度TBO可能是导致亚洲中部干旱区降水TBO的重要因子。     

2004年夏季中国气候预测结果及思路

介绍从一个新视角——冬季西风急流与夏季副热带高压能量互补关系，预测中国夏季降水的效果。     

2012年7月21日北京特大暴雨成因分析

2012年7月21日10时至22日02时,北京经历了自1963年8月8—9日极端降水事件以来最强的一次降水过程,导致人民生命和财产重大损失。文章对此次极端降水过程进行了详细分析和探讨,主要结论是:(1)高空低槽伴随地面冷锋东移,在华北遇到副热带高压和山西地形阻挡移动缓慢;另外2012年第8号台风韦森特登陆前,台风低压和副热带高压之间形成强气压梯度,导致通向华北地区的东南风/南风低空急流建立并加强,为华北地区输送了充分的水汽,为北京特大暴雨的发生提供了极为关键的条件。(2)导致北京极端暴雨的中尺度对流系统MCS起源于河套地区低层涡旋的发展。河套地区在7月20日20时左右类似热带气旋形态的α中尺度涡旋的形成有可能与涡旋自组织机制有关,而上述MCS系统是20日20时河套地区类似热带气旋形态的α中尺度涡旋的主要降水部分,该MCS系统从形成到消散历经44小时,其超长的生命史的主要原因包括:(a)其始终具有的明显的正垂直螺旋度(由正的垂直涡度和垂直上升气流组合而成)阻止了其动能向较小尺度串级输送;(b)低层暖湿平流、对流云团云顶辐射降温、下游地区正的对流有效位能这些使对流维持和加强的因素强过由对流垂直混合和非绝热加热等导致的对流消散的因素,或二者处于大致动态平衡的状态;(c)该MCS位于地面冷锋之前的暖区和地面的低压槽内,也始终位于500 hPa低槽前的正涡度平流区,那里盛行天气尺度上升气流。(3)21日北京及周边环境非常有利于大暴雨发生,包括500 hPa明显的正涡度平流、1000～2000 J·kg~(-1)的C APE值、深厚的湿层、强的低空急流、高的地面露点温度和异常大的可降水量。(4)21日08—20时,MCS主轴的走向与太行山和风暴承载层平均风(西南偏南风)大致平行,加上东部副热带高压的阻挡,使得MCS系统移动缓慢。中午之后加强的东南或偏南低空急流在向MCS区域输送大量水汽的同时,低空急流在太行山东坡强迫抬升,使得不断有新的单体在MCS强降水区的西南侧生成,在随后向东北偏北方向的移动过程中加强、维持和最终衰减,向西南方向的后向传播和速度更快向东北向的平流结合导致对流单体反复经过同一区域,形成列车效应,整个MCS系统在西风槽推动下缓慢东移的同时,不断有强回波移入北京地区,导致极端的降水。(5)21日12时以后逐渐增加的深层垂直风切变导致很多小型超级单体形成,其内部的旋转与环境垂直风切变的相互作用导致更强的上升气流、更大的雨强和更长的对流单体生命史,对极端降水事件的形成也起到一定作用。     

全球季风槽

根据先前的研究总结出,全球有22个地形槽,其中只有3个行星尺度的季风槽和6个半岛尺度的季风槽。全球季风系统是由行星尺度季风槽和半岛尺度季风槽组成的。活动于热带北太平洋、热带北大西洋和热带南印度洋的赤道辐合带是太阳辐射随季节强迫下位置发生变化的行星尺度季风槽。半岛尺度季风槽起源于区域海陆地形和随季节变化的海陆热力对比和干湿(降水)转换。在北半球夏季,亚洲-西北太平洋地区受到4个半岛尺度季风槽和1个行星尺度季风槽的影响。其他2个半岛尺度的季风槽位于南非和印度尼西亚-西澳大利亚地区。     

Asymmetric Relationship between the Meridional Displacement of the Asian Westerly Jet and the Silk Road Pattern

In previous work, a significant relationship was identified between the meridional displacement of the Asian westerly jet(JMD) and the Silk Road Pattern(SRP) in summer. The present study reveals that this relationship is robust in northward JMD years but absent in southward JMD years. In other words, the amplitude of the SRP increases with northward displacement of the jet but shows little change with southward displacement. Further analysis indicates that, in northward JMD years, the Rossby wave source(RWS) anomalies, which are primarily contributed by the planetary vortex stretching, are significantly stronger around the entrance of the Asian jet, i.e., the Mediterranean Sea–Caspian Sea area, with the spatial distribution being consistent with that related to the SRP. By contrast, in southward JMD years, the RWS anomalies are much weaker.Therefore, this study suggests that the RWS plays a crucial role in inducing the asymmetry of the JMD–SRP relationship.The results imply that climate anomalies may be stronger in strongly northward-displaced JMD years due to the concurrence of the JMD and SRP, and thus more attention should be paid to these years.