5月南极涛动对青藏高原西部夏季气温影响的诊断分析

青藏高原是全球气候变暖最敏感的地区之一,是北半球夏季最大的热源,其气候响应受到广泛关注。然而,有关南极涛动与青藏高原夏季气温的关系和机理知之甚少。为了研究南极涛动与青藏高原夏季气温的关系,基于1979—2020年英国东安哥拉大学气候研究中心（CRU）的逐月气温、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的逐月海表面温度和大气环流再分析数据以及南极涛动指数等数据,采用相关、回归、合成分析等方法进行研究。结果表明,北半球夏季青藏高原西部气温与5月南极涛动存在显著负相关,即当5月南极涛动异常偏弱时,夏季青藏高原西部气温异常偏高。其影响过程为,南极涛动为正位相时,在南印度洋中高纬地区出现“负-正-负”的经向“三极子”海温模态,该模态可持续到夏季,在印度洋形成异常的纬向-垂直环流,相应在热带西印度洋和东印度洋-海洋性大陆之间的降水异常导致热带正“偶极子”降水模态,通过该降水模态在青藏高原西部引起异常反气旋环流和下沉运动,有利于高原西部气温偏高。研究结果显示,海洋的热惯性在“延长”南极涛动影响过程中起着重要的桥梁作用,可为青藏高原夏季气温预测提供科学依据。     

河南省一次强寒潮天气诊断分析

利用常规资料和1°×1°NCEP格点资料,对2006年4月河南省一次强寒潮天气过程进行诊断分析发现:乌拉尔山阻塞高压、亚洲上空的极涡异常增强是本次强寒潮的行星尺度系统;南、北槽同位相叠加使不稳定小槽发展加强,槽后强冷空气南下是本次强寒潮的直接影响系统;正湿位涡与冷空气有很好的对应关系.中路冷高压整体南下的过程中,东路冷空气补充造成豫东和豫南的强烈降温;本次强寒潮天气过程中,强降水发生在MPV2≥0、MPV1由＜0转为＞0的地区,且主要降水时段出现在MPV1由＜0转为＞0之后6 h内.     

中国东部气温异常型与海表温度异常模关系的诊断

基于国家气候中心整编的160站常规观测气温资料和HADLEY中心的海表温度资料,应用最大协方差分析方法,诊断了中国东部各季节气温异常型和前期海表温度异常(SSTA)模的关系,并重点分析冬季气温与SSTA模的最佳耦合模态及海温异常对大气环流的影响。结果表明:中国东部四季气温异常型与前期海盆SSTA模的显著耦合关系表现出不同的特征。超前6个月的热带太平洋第二模和南印度洋第二模与东部地区冬季气温一致变化型耦合关系最佳。西南冷东北暖的气温异常型与超前4个月热带大西洋一致增暖模有最佳耦合关系。大气环流对与全区气温一致偏冷型对应的SSTA模的回归表现为:西伯利亚高压和阿留申低压增强,东亚大槽加深,中纬度西风加强。对与气温西南冷东北暖型对应的SSTA模的回归表现为:西伯利亚高压和阿留申低压略有增强,东亚大槽槽区附近位势升高,大槽变浅,槽线偏向西南,东部40°N以北风速加强,以南风速减弱。     

不同海域影响热带气旋强度变化的环境动力因素对比

利用1982-2007年NCEP/NCAR再分析资料、月平均海平面温度(SST)资料和西北太平洋、北大西洋以及北印度洋热带气旋(TC)资料,对比分析了环境动力因素对不同海域TC强度在不同时间尺度变化的影响.结果表明,在各时间尺度上,TC强度变化与垂直风切变变化有密切的联系.在西北太平洋,使TC过程强度增强或减弱的风切变...     

近30年青藏高原年平均0cm地温的分布和变化特征

选取青藏高原40个测站1970～2002年各月平均0cm地温资料,通过EOF、二阶多项式函数和小波分析等方法,对青藏高原年平均0cm地温的时空分布特征进行了研究。结果表明,青藏高原年平均0cm地温EOF展开的第一特征向量反映了高原地温分布的一致性,而第二、三特征向量分别揭示了高原地温分布受到各种中、小尺度天气系统和海拔高度制约的事实。高原地温空间异常可分为4个气候区,即东北部、南部、主体和西部。高原地温各分区代表站的二阶多项式反映出近30年高原东北部地温呈降温趋势;南部呈增温趋势;高原主体和西部具有高一低一高的抛物线型变化趋势。高原地温各分区皆有3a和准7a的振荡周期。     

近百年全球平均地面气温准周期信号及其长期演变特征的分析

应用奇异谱分析(SSA)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的年际变化准周期性进行诊断分析,结果表明,全球平均气温序列中以准5～6年和准4年周期振荡最显著,其次是准两年周期振荡.各种准周期振荡年代际演变特征及其变率的阶段性,不但表现在振幅上,而且其波数亦很明显.上述特征在全球、南北半球都各有明显的差异.奇异交叉谱分析(SCSA)表明,全球平均地面气温的年际振荡与气候系统中其他各子系统所隐含的准周期信号具有各种耦合关系,尤其表现在与Nino区海温或南方涛动指数中的准周期信号的耦合关系上.     

IPRC区域气候模式对西北太平洋热带气旋潜在预测能力的初步检验

利用夏威夷大学IPRC高分辨率区域气候模式,对西北太平洋热带主要气旋活动季节(6—10月)热带气旋活动的特征及其大尺度环境场进行了17年的模拟试验,检验了模式对西北太平洋热带气旋的潜在季节预测能力。试验结果表明,该模式对西北太平洋热带气旋大尺度环境场具有较好的刻画能力,模拟的热带气旋年生成频数与实况的相关系数为0.77,季节内各月生成频数相关系数为0.82,显示出良好的潜在预测能力;生成源地分布与实况较一致;总能量(PDI)的年际变化趋势模拟也较为理想。但模拟的路径频数在南海地区明显偏多,北上热带气旋偏少,最大风速的峰值区间模拟效果较差。     

厄尔尼诺海区海温季节预测比较

利用奇异值分解方法建立多项线性统计气候预测模型,对厄尔尼诺海区各季节海温进行了短期气候预测试验,并采用历史资料独立样本检验的方法,评定不同预报时效的预报技巧。结果表明,不同海区各季节的预报效果相差很大。赤道西太平洋（ Ｎｉｎｏ ４区）有最高的可预报性,在夏季末做冬季海温预报的技巧最高,多数条件下,这个区域的预报性能比较稳定。以海温和南方涛动指数作因子场的预报效果最好,大部分预报以单季的海温和南方涛动指数为预报因子效果较好,但有些预报以连续２季或３季的海温和南方涛动指数作预报因子的预报效果更好。     

北半球热带中太平洋与印度洋海表温度梯度对夏季西北太平洋热带气旋生成频数变化的影响

基于1951—2018年哈德里中心海温资料、美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析资料和第四代欧洲中心汉堡模式, 针对1994年、2018年等西北太平洋热带气旋(TC)生成异常多的年份, 研究了引起TC增加的海表温度异常(SSTA)模态及其影响机制。结果表明, 北半球热带中太平洋增暖与印度洋变冷是夏季西北太平洋TC生成频数增加的主要原因, 北大西洋负三极型式SSTA促使TC生成的进一步增加。热带中太平洋增暖与印度洋冷却在菲律宾以东激发出西风异常和气旋性环流异常。北大西洋负三极型式SSTA在我国南海、菲律宾至东南沿岸激发出气旋性环流异常。前者在西北太平洋中部, 后者在南海产生有利于TC生成的局地环境。1994年和2018年夏季热带中太平洋出现暖SSTA、印度洋为冷SSTA、北大西洋呈现负三极型式SSTA, 西北太平洋TC生成频数极端增多。近30年来, 当出现热带中太平洋增暖和印度洋冷却时, 北大西洋表现出比1989年以前更强的负三极型式SSTA, 使西北太平洋TC生成频数和北半球热带印度洋-太平洋SSTA梯度的线性相关更显著。     

THE EFFECT OF EQUATORIAL CENTRAL PACIFIC SSTAS ON THE INTERANNUAL VARIATION OF PRECIPITATION OVER SOUTHWEST CHINA DURING SPRING

The interannual variations of rainfall over southwest China (SWC) during spring and its relationship with sea surface temperature anomalies (SSTAs) in the Pacific are analyzed, based on monthly mean precipitation data from 26 stations in SWC between 1961 and 2010, NCEP/NCAR re-analysis data, and Hadley global SST data. Sensitivity tests are conducted to assess the response of precipitation in SWC to SSTAs over two key oceanic domains, using the global atmospheric circulation model ECHAM5. The interannual variation of rainfall over SWC in spring is very significant. There are strong negative (positive) correlation coefficients between the anomalous precipitation over SWC and SSTAs over the equatorial central Pacific (the mid-latitude Pacific) during spring. Numerical simulations show that local rainfall in the northwest of the equatorial central Pacific is suppressed, and a subtropical anticyclone circulation anomaly is produced, while a cyclonic circulation anomaly in the mid-latitude western Pacific occurs, when the equatorial Pacific SSTAs are in a cold phase in spring. Anomalous northerly winds appear in the northeastern part of SWC in the lower troposphere. Precipitation increases over the Maritime Continent of the western equatorial Pacific, while a cyclonic circulation anomaly appears in the northwest of the western equatorial Pacific. A trough over the Bay of Bengal enhances the southerly flow in the south of SWC. The trough also enhances the transport of moisture to SWC. The warm moisture intersects with anomalous cold air over the northeast of SWC, and so precipitation increases during spring. On the interannual time scale, the impacts of the mid-latitude Pacific SSTAs on rainfall in SWC during spring are not significant, because the mid-latitude Pacific SSTAs are affected by the equatorial central Pacific SSTAs; that is, the mid-latitude Pacific SSTAs are a feedback to the circulation anomaly caused by the equatorial central Pacific SSTAs.