基于NLCCA的中国夏季降水与东亚夏季风关系的探讨

运用一种基于人工神经网络的非线性典型相关分析方法(NLCCA),对中国夏季降水与东亚夏季风之间的非线性关系进行了分析。结果表明,夏季降水对东亚夏季风的响应具有一定的非线性,当夏季风较强与较弱时,对应的中国夏季降水异常分布呈现明显的不对称性。夏季降水与夏季风之间的关系可分离为线性响应和非线性响应,其中非线性响应部分占总方差贡献的52.1%,说明我国夏季降水异常分布与东亚夏季风相互之间的关系既有线性特征也有非线性特征,非线性响应略显重要。     

亚洲热带气候态夏季风涌传播特征及其对中国降水的影响

基于1979—2020年逐日的NOAA向外长波辐射资料、NCEP/NCAR再分析风场资料,以及全球CMAP再分析降水资料,探讨了气候态亚洲热带夏季风涌的传播过程及与我国夏季相应的降水联系。分析结果表明,主汛期亚洲热带气候态夏季风季节内振荡(CISO)活动是亚洲夏季风活动的主要特征,随时间北传的亚洲热带夏季风CISO称为亚洲热带夏季风涌,主要有南亚夏季风涌和南海夏季风涌。亚洲热带夏季风涌的传播可分为四个阶段。在亚洲热带夏季风涌的发展阶段,印度洋区域低频气旋与对流活跃,孟加拉湾和南海热带区域被低频东风控制,我国大部分地区无降水发生,降水中心位于两广地区。当进入亚洲热带夏季风涌活跃阶段,孟加拉湾和南海热带地区低频气旋和对流活跃,东亚低频“PJ”波列显著,我国降水中心北移到长江以南的附近区域。亚洲热带夏季风涌减弱阶段,孟加拉湾与南海低频气旋消亡,对流减弱,低频西风加强,日本南部附近为低频反气旋控制,我国长江中下游低频南风活跃,降水中心也北移到长江中下游地区,而华南地区已基本无降水,此阶段的大气低频环流场与亚洲热带夏季风涌发展阶段基本相反。进入亚洲热带夏季风涌间歇阶段时,孟加拉湾和南海热带地区低...     

1990s年代际转型前后南海季风系统的季节变化

利用多变量经验正交分解(MV-EOF)等方法,研究了在季节变化尺度上南海季风系统的时空分布特征。结果表明:南海夏季风的爆发时间在1993—1994年前后存在显著的年代际转型,由爆发偏晚转变成爆发偏早。第一模态表现为冬夏反位相的年周期变化,但爆发早年夏季风持续时间略长于爆发晚年,空间上都反映了南海中央海盆区的夏季强降水和850 hPa上南海北部的气旋性环流异常,但夏季风爆发早年中国华南沿海降水加强而南海南部降水偏少。相应的大范围环流场上主要反映了南海夏季风爆发后进入盛夏时节亚太地区大范围的环流特征,南海夏季风爆发偏早年索马里越赤道气流偏强,东亚季风槽位置偏北,爆发偏晚年则相反。第二模态反映了南海季风系统春秋反位相的季节变化,且秋季的振幅更强,空间降水场上对应着秋季华南沿海和南海北部与南海中南部北旱南涝的跷跷板式分布,850 hPa风场上则主要表现为异常的东北季风,该模态时空特征表明南海夏季风爆发偏早年的秋季,冬季风建立也偏早,越南及周边地区的降水偏多。相应的大范围环流场上则主要反映了冬季风的环流特征,在南海夏季风爆发偏早年的秋季,菲律宾以东的热带对流减弱,PJ波列增强,爆发晚年则相反。     

Interdecadal Variability of the East Asian Summer Monsoon and Associated Atmospheric Circulations

Based on the National Centers for Environmental Prediction and National Center for Atmospheric Research （NCEP/NCAR） reanalysis data from 1950-1999, interdecadal variability of the East Asian Summer Monsoon （EASM） and its associated atmospheric circulations are investigated. The EASM exhibits a distinct interdecadal variation, with stronger （weaker） summer monsoon maintained from 1950-1964 （1976-1997）. In the former case, there is an enhanced Walker cell in the eastern Pacific and an anti-Walker cell in the western Pacific. The associated ascending motion resides in the central Pacific, which flows eastward and westward in the upper troposphere, descending in the eastern and western ends of the Pacific basin. At the same time, an anomalous East Asian Hadley Cell （EAHC） is found to connect the low-latitude and mid-latitude systems in East Asia, which strengthens the EASM. The descending branch of the EAHC lies in the west part of the anti-Walker cell, flowing northward in the lower troposphere and then ascending at the south of Lake Baikal （40°-50°N, 95°- 115°E） before returning to low latitudes in the upper troposphere, thus strengthening the EASM. The relationship between the EASM and SST in the eastern tropical Pacific is also discussed. A possible mechanism is proposed to link interdecadal variation of the EASM with the eastern tropical Pacific SST. A warmer sea surface temperature anomaly （SSTA） therein induces anomalous ascending motion in the eastern Pacific, resulting in a weaker Walker cell, and at the same time inducing an anomalous Walker cell in the western Pacific and an enhanced EAHC, leading to a weaker EASM. Furthermore, the interdecadal variation of summer precipitation over North China is found to be the south of Lake Baikal through enhancing and reducing strongly regulated by the velocity potential over the regional vertical motions.     

南海夏季风爆发与西北太平洋热带气旋活动

利用1965—2007年美国台风预警中心(JTWC)的热带气旋(TC)及NCEP/NCAR再分析资料,初步研究南海夏季风爆发与西北太平洋(包括南海)热带气旋活动之间的关系。结果表明,南海夏季风的爆发伴随着西北太平洋(尤其南海区域)TC生成个数和活动频数比爆发前有显著增加,而超过1/2的年份南海夏季风爆发前2候和爆发候西北太平洋(150°E以西)有TC活动,表明TC活动可能是南海夏季风爆发的触发机制之一。在大多数(77%)南海夏季风爆发偏早年,爆发前2候和爆发候西北太平洋TC活动偏多,且TC生成位置偏西;而大多数(77%)爆发偏晚年份,爆发前2候和爆发候没有TC活动。季风的偏早爆发受季节内振荡、西北太平洋TC活动、中纬度冷空气活动等复杂因素影响,而季风的偏晚爆发则主要受季节内振荡影响。     

夏季澜沧江跨境径流量变化与夏季风的关系

以澜沧江跨境径流量观测数据、NCEP/NCAR的U场、V场和NOAA的OLR场资料为基础,应用统计分析方法,研究了纵向岭谷作用下的夏季澜沧江跨境径流量变化与夏季风的关系。结果表明:澜沧江夏季跨境径流量变化在20世纪60年代中期至80年代末期为显著减少时段,而从90年代初期以来则表现出了一种显著增多的演变趋势;夏季澜沧江跨境径流量变化与较低层东西风分量变化的相关性不显著,与较高层东西风分量变化的相关性显著;夏季澜沧江跨境径流量变化与中低层和较高层南北风分量变化的相关性都是显著的,与OLR场变化的负相关性也是显著的;根据这些相关性特征建立的影响澜沧江夏季跨境径流量变化的夏季风环流指数能够较好地反映出澜沧江夏季跨境径流量变化的基本特征和规律。     

基于洞穴钙板碳、氧同位素和Δ47温标的青藏高原东南缘MIS7.2时段气候变化过程与机制探讨

本研究基于云南香格里拉石卡雪山高原面洞穴钙板SK下部约8.2 cm厚的7个²³⁰Th年龄、 81组碳氧同位素和9个Δ47温度数据,恢复了MIS 7.2时段的气候变化历史。SK-δ¹⁸O序列重建了213.75～199.74 ka B. P.时段的印度夏季风演变过程,平均分辨率约180 a,该序列显示δ¹⁸O值在209.17 ka B. P.和205.00 ka B. P.前后显著正偏,清晰记录了两个千年尺度季风减弱事件。通过与亚洲季风区石笋记录的对比发现,在MIS 7.2开始阶段印度夏季风与东亚夏季风同步变化,但在结束阶段,SK记录早于三宝洞记录约4000 a,考虑到样品年代误差及分辨率等因素,认为该时段轨道尺度上亚洲季风具有一致变化,但是准确时间还有待进一步厘清。Δ47古温度曲线与δ¹⁸O、δ¹³C记录的对比显示出MIS 7.2结束时段水热异步变化特征,与黄土-古土壤序列结论类似,不同的是SK记录的温度直接响应北半球太阳辐照度变化,而不是响应南极温度变化。SK记录显示夏季温度从...     

澳洲夏季风热源低频变化对北半球冬季风影响的数值研究

采用ｐ－σ混合坐标系的５层原始方程模式研究了与澳洲夏季风低频变化相伴随的对流性低频加热源所激发的大气强迫波和东亚冬季风的关系，结果表明澳洲夏季风低频热源可引起北半球副热带高低层环流、东西向Ｗａｌｋｅｒ环流。经向环流、越赤道气流的低频振荡，其振荡周期、强度与热源的振荡周期、强度有关。结果还进一步表明，澳洲低频热源可激发出扰动的北传，从而引起北半球副热带环流、副热带西风急流的低频振荡，澳洲夏季风活跃后     

1991年北半球夏季风及江淮流域降雨量的低频振荡

根据１９９１年５－８月江淮特大暴雨资料，使用功率谱和带通滤波结合的方法，研究了１９９１年夏季风和江淮梅雨的准周期振荡，探索季风对异常梅雨的影响。分析指出，１９９１年北半球夏季风活动，江淮流域湿度场和降雨量变化均存在显著的准２４天周期振荡，夏季风的周期振荡，主要表现在西南季风（东南季风不明显），它的位相比降雨量提前２－４左右，其振幅大小较好地反映了降雨量的大小。