一次东亚寒潮爆发后冷涌发展的研究

分析了１９８１年１月２１—２８日一次东亚强寒潮爆发后南海和西太平洋地区冷涌的发展过程。冷涌的发展最先表现为低层强东北风沿东亚沿海地区和南海中北部的迅速建立。２—３ｄ之后,又在菲律宾以东洋面激起第二次冷涌。与冷涌相伴随的低层温度场变化也十分明显,同样具有先后两次降温过程。冷涌期高空风场表现有明显的脉动,南海北部高空西风迅速减弱,而在南海近赤道地区出现了很强的高空东风区。冷涌的发展与寒潮冷高压的南下有密切关系,它的强度在很大程度上取决于中纬度冷高压的强度。另一方面,冷涌发展后,通过Ｈａｄｌｅｙ环流可影响中纬西风急流和热带东风急流的变化。     

东亚冬季风的演变特征

文章主要讨论了东亚冬季风和冷涌的演变特征，并与南亚作了对比，发现在东亚地区，冬季风演变主要表现为10月中旬经向环流的突变及9月初、11月中旬和1月末对流层低层温度的3次突变；而在南亚地区，经向环流的变化不如东亚地区明显，而且高层要先于低层变化，对流层低层温度存在2次突变。在整个冬季，东亚地区冷涌的演变过程，主要表现为南海地区冷涌在12月份出现最高频率，而西太平洋冷涌在1月份出现最高频率；南亚地区冷涌在12月份出现最高频率，但远小于东亚地区且衰减速度很快。另一个不同点是东亚地区的冷涌强度是往上衰减的，而南亚地区的冷涌强度则是往上增强的。这说明东亚冬季风和南亚冬季风的性质有较大的区别。     

南海北部冷涌及其环流特征

利用中国南部沿海风向、地面气温及南海北部风速的变化确定南海北部冷涌的判别标准,构建了一个冷涌发生频率指数,对南海北部冷涌的年际变化特征及其环流异常进行讨论。结果表明,南海北部冷涌频率指数能够更加全面地描述冷涌系统的特征,与全国范围的冷空气爆发关系密切。南海北部冷涌与中高纬、中低纬环流具有密切的联系,是二者共同作用的结果。当贝加尔湖以西高压脊偏强,中高纬环流经向度加大,西太平洋副热带高压强度偏弱、位置偏东时,有利于大陆上冷空气南下入海,在南海北部形成冷涌。冷涌发生时,经向Hadley环流加强,调整中纬与低纬地区的大气质量,高层向北输送的大气在科氏力作用下导致东亚副热带西风急流加强,有利于冷涌的维持和加强。     

青藏高原大地形对南海冷涌事件影响的数值模拟

利用大气环流模式NCAR CAM3,通过比较敏感性试验与控制试验的结果,讨论青藏高原大地形高度对南海北部冷涌事件及环流的可能影响。结果表明,地形的绕流作用对阿留申低压和东亚大槽的产生有着重要作用,当大地形不存在时,两者消失。地形高度变化对大陆冷高压的强度有影响,随着地形高度的降低大陆冷高压强度减弱。即大地形对中高纬行星尺度平均槽脊具有重要作用,地形高度降低会导致中高纬环流经向度减小,不利于冷空气南下,从而影响冷涌事件的强度和发生频率。当地形高度减半时,由于大陆东部地势相对平坦,南海北部北风强度增加,使得南海北部冷涌的出现频率略有增加。当无地形存在时,由于无青藏高原大地形的存在,使得东亚中高纬环流的经向度显著减小,冷空气南下活动明显减弱;同时没有大地形激发冷锋后的Kelvin波向南运动,导致南海北部北风强度减弱,南海北部冷涌的出现频率也显著减少。     

中尺度大气运动中孤立重力波特征的研究

通过对斜压大气(基本风场有垂直切变)运动中重力内波的研究发现:对于小振幅扰动(弱非线性问题),考虑波动之间的非线性相互作用以后,控制重力内波波包(调制波)的演变方程是非线性Schrodinger方程.然后通过对冷锋爆发冷涌过程的计算表明:冷涌主体前沿的宽度约10km,行进速度约为13/s,随着冷涌的增强,其宽度变窄.这些计算结果与实际的观测结果比较一致.     

北半球冬季冷涌及其反馈过程对我国南方降水的影响

分析了北半球冬季中、低纬度天气系统之间的相互作用及其与我国南方降水的关系，指出在降水出现时北半球极锋急流和副热带急流合并增强，而且急流入口区出现超地转风。这些现象有时与北半球冷涌到达中、低纬度后所引起的对流和哈得莱环流的增强及其反馈过程有联系，并且为我国南方降水提供了有利条件。     

一次冷通过过程的静止卫星水汽图像分析

对一次冷涌过程的静止气象卫星水汽图像分析表明，冷涌爆发前，从蒙古地区有斧形干区向南伸展到长江流域，且斧形干区南伸过程中范围扩大、强度增大。冷涌爆发后，斧形干区南压过程中演变化为例T形干区，之后倒T形干式转变为西南东北向的带状干区进入南海海面。     

冬季风时期南海冷涌特征的初步分析

本文利用冬季风时期的资料,对在南海爆发的冷涌过程进行了统计分析,指出了南海冷涌的月际变化特征、话跃期及间隙期的周期特征。同时也讨论了冷涌过程中要素场、高低叠流场、温度场和逆温层的变化特征。所得结果,有助于对南海冷涌的认识。     

东亚冷涌期间低纬环流和降水形成的数值试验

应用数值试验的方法,研究了东亚冷涌期间低纬环流和降水的形成。结果表明：低纬积云对流作用加强了东北季风和东北信风,但阻滞了热带辐合带进一步南移。印尼和澳大利亚北部季风降水可以独立存在。南海冷涌以及越赤道的西太平洋东北信风都可以是澳大利亚北部夏季风及降水形成的重要因子。数值研究还指出;印尼加里曼丹的强季风降水及常驻性低层扰动形成的基本因子是南海冷涌所触发的积云对流发展。印尼、加里曼丹地形及东北信风扰动可影响该处降水的强度。