西太副高第一次北跳与其后热带气旋的关系

为了研究西太平洋副热带高压5-6月第一次季节性北跳和其之后的第一个热带气旋(TC)生成的关系,利用1980-2015年美国环境预报中心和美国大气研究中心500hPa高度场再分析资料和中国台风研究所发布的最佳路径台风数据,采用统计、气候检验、合成分析等方法进行分析。结果表明:在近2/3的年份里,副热带高压北跳后不到1周就有TC生成;其余年份在副热带高压北跳后,超过2周或更长的时间内无TC生成,而这些年份的气候背景相对比较复杂,但也有规律可循,即在强厄尔尼诺年,副热带高压北跳之后均无TC生成。副热带高压的合成指数显示:副热带高压北跳后无TC生成时,和副热带高压的强度偏强、位置偏南等因素有关;副热带高压北跳后有TC生成时,副热带高压的强度、位置与气候态平均值无明显差异,但脊线和南界5 880gpm等位势高度线在副热带高压北跳后均有明显北抬现象。     

西太平洋副热带高压第一次北跳前青藏高压的变化

初夏,与长江流域人梅相对应的500hPa西太平洋副热带高压第一次北跳发生在100hPa青藏高压纬向振荡的某一特定趋势的时段上:当在30°N,80°E附近上空的青藏高压缓慢东移时。5天之内西太平洋副热带高压发生第一次北跳的可能性较大。     

一次对流性强降水过程的分析及诊断

为了更好地对江苏沿江及苏南地区夏季对流性强降水的预报提供参考和借鉴,利用美国国家环境预报中心资料,对2010年7月22日南京对流性强降水过程的天气形势、水汽输送、对流有效位能和中尺度对流系统作了分析和诊断,给出了该强降水的系统综合示意图。结果表明:500hPa上我国两槽一脊的分布态势及西太副高的西伸造成了弱冷空气和暖湿气流在南京上空的交汇;700hPa和850hPa存在急流和大风核;该强降水发生前,南京及其附近处于对流有效位能高值区,且位势不稳定;造成该强降水的中尺度对流系统是东北西南向强回波带(飑线)以及在该带西南端的中尺度对流复合体。分析表明,南京位于飑线和中尺度对流复合体的结合部是导致该强降水的直接原因。     

华北地区1972年和1997年干旱特征及其影响系统分析

利用华北地区实测的月降水量资料,美国NCAR/NCEP 850 hPa的矢量风5、00 hPa和850 hPa的位势高度等再分析资料,分析了华北地区1972年和1997年这2个干旱年干旱的空间分布、强度分布和持续时间,以及西太平洋副热带高压变化、季风进退和欧亚大气环流异常情况.结果表明:1972年是季风正常年,但该年亚洲大陆高压偏强且持续存在、西太平洋副热带高压持续偏弱,导致了干旱的发生与持续;而1997年由于持续偏强的亚洲大陆高压、持续偏弱的季风和西太平洋副热带高压造成该地区严重干旱.     

"6·22"鄂东突发性大暴雨的观测分析和数值模拟

利用多种观测资料和中尺度数值模式输出资料,分析了一次中尺度对流系统造成的鄂东地区突发性大暴雨天气过程．结果表明：(1)鄂东中尺度暴雨团由-准东西向的中β尺度强降水窄带缓慢东移南压过程中形成,强降水窄带位于850hPa正涡度带上和冷式切变线西南暖湿气流一侧．(2)对流层中低层切变线提供天气尺度辐合,暖湿气流在辐合区气旋式旋转抬升至250hPa高度附近后辐散,并向南走在副高脊区下沉,构成一中α尺度垂直环流;对流层中上层干冷空气南侵下沉,与北进的暖湿空气对峙导致θse锋区的锋生,同时干冷的下沉气流与天气尺度辐合区的上升气流在锋区环绕逐渐形成另一中α尺度垂直次级环流,使θse锋区锋生加强,促使对流爆发形成暴雨．     

一次区域性暴雨数值模拟及诊断分析

通过对陕西省2003年7月15日区域性暴雨过程进行分析发现,西太平洋副热带高压西侧的暖湿气流和新疆冷空气是这次暴雨的主要影响系统,充沛的水汽输送、能量的积聚和强烈的上升运动为暴雨的发生提供了充分的条件,700 hPa和850 hPa的低涡、切变线、地面倒槽是暴雨形成的触发机制.数值模拟结果表明:涡度场和散度场互耦;特强散度柱出现早于强涡度柱,而深厚的强气旋性涡柱则几乎与暴雨最强盛时期同时出现.     

影响华南前汛期降水异常的准双周振荡传播特征

采用合成分析方法,分析了5-6月华南降水准双周振荡(10~25 d振荡)异常与热带和中纬度准双周振荡传播的联系。结果表明与华南5-6月低频降水异常有密切联系的大气准双周振荡的传播过程是有显著差别的。5月华南准双周低频振荡的强降水过程主要是由孟加拉湾热带低频对流活动的北传、东传和源于中国西北地区南下的低频信号影响而造成的;而弱年则只有热带低频信号的北传及东传的影响。华南6月强的低频降水过程主要是受源于孟加拉湾的热带准双周振荡北传和东传的影响;而华南6月弱的低频降水过程主要受源于中纬度的准双周振荡南传的影响。     

湖南汛期区域持续性暴雨环流型与暴雨落区关系

利用1961~2016年湖南省内88个气象台站逐日降水资料和美国国家环境预测中心(NCEP)及国家大气研究中心(NCAR)再分析资料,根据区域持续性暴雨定义,统计分析了湖南汛期发生区域持续性暴雨典型环流型特征及其与首日暴雨落区配置关系.结果表明:(1)湖南汛期发生区域持续性暴雨典型环流型有两槽一脊、两槽两脊、两脊一槽、纬向波动、台风低压和多涡旋型6类;(2)区域持续性暴雨主要发生在6、7月,其次是5、8月,4月和9月发生概率较小,各类环流型区域持续性暴雨日发生累计频次空间分布特征各异;(3)区域持续性暴雨典型环流型类内500hPa中高纬具有相似共性,均有利于持续引导北方冷空气南下至湖南,但因低纬西太平洋副热带高压强度与形态配置不同,低层850hPa西南季风北伸范围存在差异,导致区域持续性暴雨过程首日暴雨落区南北、东西空间差异明显.     

一次热带低压外围偏东气流引发的异常强降水过程分析

基于热带低压异常强降水对海南省造成的巨大影响,使用NCEP/NCAR再分析资料,对此次热带低压缓慢移动且长时间维持而引发的海南省强降水过程进行了诊断分析.结果表明:中层热带低压倒槽的移速快于低层,在暴雨区形成了一支自下而上向西倾斜的上升气流,海南岛暴雨区上空恰好存在着对称不稳定,斜升气流引起了对称不稳定能量的释放使低层不稳定发展,有利于海南岛暴雨的发生.受西太平洋副热带高压和北方大陆冷高压与南海热带低压冷暖系统相互作用,热带低压移动缓慢,对流层(副高西南侧)存在的这一支偏南风急流和850hPa的偏东或东南风气流含有丰富的水汽,使得热带低压强度较长时间维持存在.通过对各个物理量场分析表明:海南岛暴雨区域可以从水汽通量相对散度上看出来,且假相当位温的特征说明海南岛暴雨区域中、低层大气具有强不稳定性特征,垂直速度的分析发现低层辐合高层辐散也有利于此次强降水产生.     

用NCEP资料分析华北暖季对流性天气的气候背景

由于华北地区（北京、天津、河北）对流天气临近预报的需要,利用2000?2005年5?8月每日4次1°×1°NCEP最终分析资料的平均场分析了该地区暖季对流性天气的气候背景。分析内容包括：高、低空平均环流,湿度、温度、假相当位温、对流有效位能（CAPE）、对流抑制能量（CIN）等多年各月各时次的平均场和气候日较差分析。结果表明,华北地区5、6月与7、8月的对流天气是发生在两种不同的气候背景下。5、6月份北方冷空气比较活跃,华北地区受中纬度西风带扰动影响为主;7、8月华北地区受中纬度扰动和低纬度扰动的共同作用,从而造成5、6月份和7、8月份对流的性质有显著差异,前者的对流发生在变性的大陆冷气团中,常出现冰雹和雷雨大风天气,后者的对流发生在锋前热带季风气团中,易出现暴雨天气。因此,5、6月份和7、8月份的对流天气临近预报应该采用不同的预报思路。00 UTC和06 UTC近地面层?975 hPa相对湿度场的差异表明,午后华北地区容易出现干线（或露点锋）的气候特点。00 UTC和06 UTC的850 hPa平均流场对比还表明,在北京地区的北侧存在热力作用下产生的地形性边界层辐合线的气候特点。上述两点为华北地区初始对流的临近预报提供了气候背景。     

华南前汛期区域持续性暴雨的分布特征及分型

利用广东和广西两省共175个台站的日降水观测资料,采用计算机检索的方法,对1961-2005年间华南前汛期区域持续性暴雨进行了定义。对南海夏季风爆发前后区域持续性暴雨的气候分布特征的分析发现,季风爆发前持续性暴雨频数从60年代至今呈现出正态分布的年代际变化特征,而季风爆发后的区域持续性暴雨频数变化则几乎相反;广东省前汛期区域持续性暴雨降水明显比广西强。此外,通过EOF方法和相关分析得到了夏季风爆发前后出现频率较高的几种分布雨型,它们能较好地代表季风爆发前后华南降水分布的特点。     

Sea surface temperature east of Australia： A predictor of tropical cyclone frequency over the western North Pacific？

The relationship between sea surface temperature (SST) east of Australia and tropical cyclone frequency over the western North Pacific (WNPTCF) is analyzed by use of observation data.The WNPTCF from June to October is correlated negatively to spring SST east of Australia.When the spring SST is in the positive phase,a cyclonic circulation anomaly in the upper troposphere and an anticyclonic circulation anomaly in the lower troposphere prevail over the western North Pacific from June to October,concurrent with an anomalous atmospheric subsidence and an enlarged vertical zonal wind shear.These conditions are unfavorable for tropical cyclone genesis,and thus WNPTCF decreases.The negative phase of the spring SST east of Australia leads to more tropical cyclones over the western North Pacific.The spring SST east of Australia may give rise to simultaneous change in tropical atmospheric circulation via the teleconnection wave train,and then subsequently affect atmospheric circulation variation over the western North Pacific.     

滇东一次局地特大暴雨的中尺度特征和地闪特征分析

 利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星红外资料对2010年6月25-26日发生在马龙的一次局地特大暴雨过程进行分析,结果表明:高层冷空气和低层暖湿气流在滇中以东地区交汇,形成明显的辐合是本次局地特大暴雨过程的主要影响系统.多普勒雷达上表现为2条带状回波合并加强,后部小单体快速东移合并入同一地点,在马龙上空形成明显的"列车效应",中尺度低空急流和逆风区的出现使得抬升辐合运动加强,触发了马龙上空对流不稳定能量的释放,产生了特大暴雨.卫星云图上,多个MCS合并为中-β尺度对流云团再发展为中-β尺度对流云带,产生强降水的过程始终保持较大面积的低于-60℃的冷中心,冷中心长时间在马龙上空维持.暴雨过程伴随着频繁的地闪活动,地闪密集地出现在单体回波合并后的强回波区域、对应着径向速度≤10 m/s的辐合区和逆风区后部及≥15 km的回波顶高位置,TBB和地闪的峰值超前于强降水1~2 h.     

珠江三角洲地区暴雨事件驱动因子研究

利用CMORPH降水数据、ERA5气象数据、欧空局土地利用数据、热带气旋灾害资料等多源异构数据,运用相关分析、M-K检验、合成分析、Student’s t-test等多种统计方法辨识珠江三角洲地区暴雨关键驱动因子．研究发现:不同时间尺度上暴雨事件年际变化趋势均不显著;净水汽通量、强热带风暴、气压变化等是研究区暴雨事件的主要驱动因子,夏季西北太平洋副高位置及强度对研究区暴雨的发生也有影响,城市化程度、厄尔尼诺/拉尼娜现象等对研究区暴雨事件影响不显著．研究结果可为珠三角暴雨事件、暴雨致洪及城市内涝的预测与灾害风险评估提供理论支撑和决策依据．      

天山天池一次强降水过程中的地形效应

2010年6月22日至23日,新疆天山天池发生了一次特大暴雨过程,6 h累积降水量高达124 mm。利用WRF中尺度数值模式对本次强降水过程进行数值模拟,探讨了天山地形在本次强对流过程的作用。结果表明,控制北疆地区的西北气流遇博格达山脉阻挡,除了一部分西北气流以12 m·s-1的速度沿迎风坡爬升之外,另一部分偏西绕流因为狭管效应以18~24m·s-1速度沿山体西侧绕流爬升,两支气流在山顶汇合造成的对流增强为本次大暴雨过程的发生提供了动力条件。由于地形阻挡和狭谷效应,博格达山西坡上低层偏西气流的垂直分布随高度递减,造成山坡上水平辐合增强,对应的气旋式涡度进一步加强,最大值达136×10-5s-1,有利于降水量增加。高低层风场配置相反,垂直风切变加强,有利于强对流的发生。东北偏东方向移动的多单体系统受博格达山西坡地形阻挡抬升与局地生成的对流单体合并,是本次天池发生大暴雨过程的主要原因。     

Foreshowing of the Western Pacific tropical cyclone track to PM10 air pollution episode in the Beijing area

By utilizing the air quality monitoring data and the NCEP reanalysis data, the relationship between the PM10 air pollution episode and synoptic situation is analyzed in the Beijing area. It is interesting to find that PM10 air pollution episode in and around the Beijing area is correlated with the Western Pacific tropical cyclone track to some extent, namely when a tropical cyclone lands southward to the Changjiang River, PM10 air pollution episode is not easy to take place generally in the Beijing area; but when a tropical cyclone moves northward and finally lands at the Korea Peninsula or the Japanese mainland, and under this condition the Beijing area is generally controlled by weak high or weak low for several days, PM10 air pollution episode often takes place in one day or several days. Above findings indicate that predicting the Western Pacific tropical cyclone track can foretell whether or not PM10 air pollution episode takes place in the Beijing area, which can offer a technique for urban air quality prediction and air pollution source management in the Beijing area. Supported by Knowledge Innovation Project of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. KZCZ2-YW-219) and Frontier Research of IAP of Chinese Academy of Sciences (Grant No. 8-070204)     

0604号强热带风暴"碧丽斯"演变特征及灾害成因初步研究

0604号强热带风暴“碧丽斯”是一个怪异的热带气旋,具有“偏心结构”、外围风速远大于中心附近、登陆后残留低压长时间维持、登陆西行过程中引发华南和江南南部地区持续强降水等特点,强降水给南方六省(区)造成重大灾害。分析表明,风暴中心与北侧副热带高压之间的强气压梯度造成外围更大的梯度风,华南和江南南部地区持续性强降水是风暴残留低压与外围螺旋云带、季风云涌相互作用所致;而小流域洪水、泥石流等灾害正是由于持续性强降水所造成的。     

Precursory SST anomalies associated with the convection over the western Pacific warm pool

The convection over the tropical western Pacific warm pool influences significantly the atmospheric circulation and climate in East Asia. Thus, the precursory signals of the convection may be used in the forecast of summer climate in China. According to the present results, the June-July-August (JJA) mean convection intensity over the warm pool is significantly related to the precursory positive and negative sea surface temperatures (SSTs) in the warm pool and in the equatorial central and eastern Pacific, respectively. It is also related to the simultaneous negative surface temperatures west to the Philippines. The analysis on the SSTs associated with the convection over the warm pool in individual month of summer shows that for the convection in June and July, there are precursory SST signals in the warm pool and the equatorial central and eastern Pacific. Therefore, this study shows that only the convection in June and July, rather than that in August, has precursory SST signals, despite the existence of the precursory signals of the JJA mean convection. Accordingly, it is implied that the interaction among the warm pool, equatorial central and eastern Pacific, and the region west to the Philippines may exhibit distinct features in the precursory period (preceding winter and spring) and in the simultaneous period.     

Climatological relationships among the tropical cyclone frequency,duration, intensity and activity regions over the Western Pacific

Climatological relationships among the tropical cyclone (TC) frequency, duration, intensity and activity regions over the Western Pacific are explored based on long-term best track data. Frequent TC occurrence does not necessarily imply a long duration of TCs in the same periods. Three types of relationship between TC number and duration in the period 1945–2007 were identified in this study: low frequency and short duration during 1945–1955 (Period I); high frequency and short duration in the 1960s (Period II); and high frequency and long duration in the 1990s (Period III). TC activity regions differed among the three periods. During Period I, the main activity regions were over the ocean east of the Philippines (120°–140°E). During period II, two prevailing storm tracks extended west-northwest between 110° and 147°E. During period III, TCs had an extensive activity region from 110° to 160°E. TC intensity is related closely to activity regions. Most strong TCs developed over the ocean far from the Philippines, and had a northwestward track. Our results also show that the relationships between TC frequency, duration and their active regions are modulated strongly by broad-scale vertical motion, geopotential height and horizontal wind anomalies.     

A dynamic view of the tropospheric teleconnection between IOD and the Pacific Ocean

The tropospheric teleconnection pattern between the Indian Ocean Dipole （IOD） and the Pacific Ocean was studied using GISST and NECP/NCAR reanalysis data. Results show that a structure of Rossby wave train extends from the tropical Indian Ocean over southern subtropical regions of Australia and Pacific Ocean to the tropical Pacific Ocean, where a strong correlation between IOD and geopotential height （GH） anomaly of Pacific Ocean exists. Energy propagating pathways of the planetary wave with wave numbers 1-3 are qualitatively in agreement with the Rossby wave train, which implies that the energy propagation of the stationary planetary wave could be responsible for the tropospheric teleconnection between IOD and tropical Pacific Ocean.