冬春海温异常对东亚初夏季风环流的影响

用ＯＳＵ的两层大气环流模式进行了热带西太平洋冬春海温异常对东亚初夏（５月）季风环流影响的数值试验．结果表明：①海温的负距平引起西太平洋副热带高压脊南落和西伸，东亚热带季风环流减弱，我国西南和华南地区的降水增加；②海温的正距平引起西太平洋副热带高压明显减弱，西太平洋的赤道西风加强，我国西南和华南地区的降水减少     

江淮流域夏季降水异常及与全球中低纬海温异常关系的诊断研究

对1951－1999年中国夏季江淮流域降水异常与海温异常关系的分析表明,前期及同期各季节三大洋海表温度异常（SSTA）与长江流域降水异常的关系是非常显著的,而对淮河流域降水异常总体上的影响较小,前期冬季SSTA的影响显著区主要有：热带印度洋、黑潮、热带中东太平洋和大西洋,各关键区海温异常对亚洲夏季风的影响特征为：当前期冬季赤道印度洋、黑潮、赤道大西洋和热带东太平洋海表温度异常升高（降低）,当年夏季印度西南季风和东亚热带辐合带减弱（加强）,副热带高压位置偏南（北）,副热带辐合带加强（减弱）,长江流域易发生洪涝（干旱）,相关显著性分析表明,前冬赤道印度洋和黑潮区的海温异常对中国夏季降水的影响更为显著。     

热带太平洋和印度洋海温对东南亚降水的影响

 应用谱分析的方法,讨论了东南亚降水分别与热带印度洋和太平洋海温的关系.得出热带印度洋和太平洋海温变化对东南亚降水影响的最佳落后时间长度.同时找出了上述2片海域对东南亚降水影响的几个关键区,它可以作为东南亚旱涝预报的强信号因子.     

导致西太平洋海温异常的主要因素研究

通过对不同区域海表面温度(SST)资料做超前/滞后相关性分析, 研究导致西太平洋SST异常的主要因素。基于东、西太平洋相互作用理论和印度洋电容器效应理论, 将热带西太平洋SST异常的变化分别与热带东太平洋和印度洋SST异常做超前/滞后相关性分析, 得到每个格点与强迫场之间相关性最显著的月份, 从时间的角度研究西太平洋SST异常变化与东太平洋和印度洋之间的关系。按照上述两种理论, 由于海洋的比热大, 热响应时间较长, 西太平洋SST变化应滞后于东太平洋或印度洋2~3个月。分析结果显示, 在El Nino和La Nina事件下, 西太平洋SST异常变化均超前于东太平洋1~2个月时相关性最显著; 同时, 西太平洋SST异常变化超前于印度洋3~4个月时相关性最显著。 这表明热带东太平洋和印度洋都不是导致西太平洋SST异常变化的主要因素, 西太平洋SST异常可能由多种因素共同作用所导致。     

导致西太平洋海温异常的主要因素研究

通过对不同区域海表面温度(SST)资料做超前/滞后相关性分析,研究导致西太平洋SST异常的主要因素。基于东、西太平洋相互作用理论和印度洋电容器效应理论,将热带西太平洋SST异常的变化分别与热带东太平洋和印度洋SST异常做超前/滞后相关性分析,得到每个格点与强迫场之间相关性最显著的月份,从时间的角度研究西太平洋SST异常变化与东太平洋和印度洋之间的关系。按照上述两种理论,由于海洋的比热大,热响应时间较长,西太平洋SST变化应滞后于东太平洋或印度洋2~3个月。分析结果显示,在El Nino和La Nina事件下,西太平洋SST异常变化均超前于东太平洋1~2个月时相关性最显著;同时,西太平洋SST异常变化超前于印度洋3~4个月时相关性最显著。这表明热带东太平洋和印度洋都不是导致西太平洋SST异常变化的主要因素,西太平洋SST异常可能由多种因素共同作用所导致。     

热带西太平洋和东印度洋对ENSO发展的影响

分析了从1955～1998年44a热带西太平洋次表层海温距平资料,指出在这一期间共发生了11次E1 Nino事件,这些事件的初始海温正距平无一例外地都在 "暖池"次表层160 m附近生成,发展到一定强度,到西太平洋出现异常的持续西风距平后,暖的海温距平沿着气候的温跃层向东向海表传播,经过1 a左右的时间,传播到赤道东太平洋海表的E1 Nino 3或1、2海域形成通常认为的El Nino事件.进一步分析1960～1999年的850 hPa风场指出,在热带西太平洋西风距平爆发前,赤道东印度洋已经有距平西风持续维持了2 a左右(西南季风),然后距平西风快速地向东发展产生热带西太平洋的距平西风,或真正的强西风,致使西太平洋出现E1 Nino爆发不可缺少的条件之一,在这40 a中,这一过程对所有的El Nino事件无一例外.同样的分析方法也用到这44 a中的La Nina事件,冷的海温距平也都首先在"暖池"的次表层形成,然后沿着温跃层向东向表层传播,在热带西太平洋出现东风前,印度洋也早已是持续的东风.     

西太平洋副热带高压异常对长江流域中下游地区洪涝的影响

本文对西太平洋副热带高压与长江流域洪涝的关系进行了分析研究和数值试验。分析研究表明在长江流域洪涝期间西太平洋副热带高压的特征有很好的规律性:①副高脊线稳定在20～22°N;②副高西伸脊点偏西,变化范围为95～115°E;③副高偏强.这些规律性不随时间变化,5～8月均是如此。数值试验结果表明,当西太平洋副热带高压特征维持以上规律性时,会造成长江流域降水量大增,证明西太平洋副热带高压特征的异常确实对长江流域的洪涝有决定性的影响.文章还对南亚高压与长江流域洪涝的关系进行了讨论.     

印度洋一太平洋海表温度异常的持续性特征

用Reynolds&Smith重构的1950-1998年月平均SST资料分析了印度洋-太平洋海表温度距平SSTA的持续性特征.结果表明SSTA的持续性在空间上分布不均匀,可将有明显差异的SSTA持续性特征的海区分为3类全年各月持续性好的区域,主要包括热带中东太平洋马蹄形海域、赤道中东印度洋、热带西太平洋,持续时间一般在10个月以上;全年各月持续性差的区域,主要包括西北太平洋、东亚沿海和东南太平洋,持续时间一般为3个月左右;各月持续性有季节性变化的区域,主要包括赤道东太平洋,南海.SSTA持续性的整体空间分布存在冬夏两种主要分布型,夏季型SSTA的持续性要比冬季好.冬夏间SSTA持续性最明显的差异出现在赤道东太平洋和东亚沿海、南海区域,由冬季转入夏季时,赤道东太平洋SSTA的持续性由差变好,东亚沿海、南海地区的情况则与之相反.     

热带海温异常与南海夏季风建立迟早的初步研究

利用NCEP再分析的海表温度场、风场、高度场的格点资料,应用合成和相关分析等方法,初步探讨了热带印度洋和热带太平洋海温异常与南海夏季风建立的关系.研究结果表明,热带印度洋和热带太平洋海温异常在有些年份并不同号,从而对南海夏季风建立迟早的影响并不完全一致.进一步分析表明,热带印度洋和热带太平洋海温异常可能是通过影响热带地区Walker环流建立和加强,进而南海夏季风建立的迟早.     

850 hPa夏季西太平洋副高的年际变化及其与赤道东太平洋海温异常的关系

首先对850 hPa夏季西太平洋副高位置和面积指数进行了定义,分析了副高位置和面积的年际变化规律以及与赤道东太平洋海温异常的关系.研究表明,近代西太平洋副高面积和位置指数的年际变化周期为3-5年,冬、春两季海温与夏季副高的脊线位置、西脊点位置关系密切,赤道东太平洋海温持续偏高有利于夏季副高偏西、偏南,反之偏东、偏北.冬、春季赤道东太平洋海温异常对西太平洋副高季节变化有明显影响,冬、春两季海温偏暖年副高偏南、偏西,偏冷年副高则偏北、偏东,五月和九月除外.冷年7月副高北跳较暖年显著,进入秋季后南撤较缓慢.     

高维多门限时间序列模型在西太平洋副高预报中的应用

 将高维多门限时间序列模型应用于西太平洋副高演化的分析和预报中.结果表明分段后对西太平洋副热带高压的5个特征量的分析预报及其与周围大气环流系统的相互关系较以前的研究结果更具体;所建立的描述西太平洋副热带高压5个特征量的时间序列模型对该5个特征量逐月气候偏差的拟合及外推预报均具有良好的模拟能力.对西太平洋副热带高压各特征量拟合及外推预报准确率分别达到,面积指数为79.2%和76.3%,强度指数为78.3%和80.6%,脊线位置为75.2%和75.0%,北界位置为79.4%和75.0%,西伸脊点为82.3%和81.9%.     

基于自组织映射的梅雨期西太副高分型及降水特征研究

为了研究梅雨期西太副高的变化特征及其对梅雨降水的影响,本文利用1951-2016年西太副高监测指数,采用自组织映射（self-organizing map,SOM）方法对梅雨期西太副高进行聚类分析,得到9种SOM分型,并利用中国1km分辨率逐月降水量数据集和中国雨季历年信息表进行不同西太副高分型下梅雨降水的特征分析。结果表明,9种梅雨期西太副高分型对应着多种不同的梅雨降水特征：纬向上,当西太副高偏东时,梅雨区降水强度偏低,反之则强度偏高。经向上,在西太副高主体位于我国陆地的前提下,脊线指数高于25°N时,梅雨区大部被副热带高压控制,整体降水偏少且有小幅度南少北多态势;脊线指数偏低时,副高控制梅雨区南部边缘或更南地区,水汽输送导致降水整体偏多。本文得到了不同类型副高与梅雨降水特征的对应关系,也说明SOM方法能较好地对副热带高压等气象要素做出客观分型,并进行气候现象的相关性研究。     

Statistical characteristics of the double ridges of subtropical high in the Northern Hemisphere

The generality and some climatological characteristics of the double ridge systems of subtropical high （SH） are investigated statistically by using the daily NCEP/NCAR reanalysis data from 1958 to 1998. The results show that the SH double-ridge event is a common phenomenon in the Northern Hemisphere, with the distinct seasonal and regional features, that is, the majority of SH double-ridge geneses concentrate over the eastern North India Ocean-western North Pacific as well as the central North Pacific in the period from mid-July to mid-September. Especially over the western North Pacific subtropics, the SH double-ridge events are extremely active. It is found that the life cycle of most double-ridge events of western Pacific subtropical high （WPSH） is shorter but some still last longer. The WPSH double-ridge events occur most frequently from July to September, while there is a paucity of occurrences during November-March. Also, it is shown that the WPSH double-ridge events have a strong interannual variation with a certain periodicity which possesses a remarkably abrupt change in the mid-1970s. Additionally, the relationship between the WPSH double ridges and the meridional movement of WPSH is discussed.     

Directly measured mid-depth circulation in the northeastern North Atlantic Ocean

The circulation of water masses in the northeastern North Atlantic Ocean has a strong influence on global climate owing to the northward transport of warm subtropical water to high latitudes. But the ocean circulation at depths below the reach of satellite observations is difficult to measure, and only recently have comprehensive, direct observations of whole ocean basins been possible. Here we present quantitative maps of the absolute velocities at two levels in the northeastern North Atlantic as obtained from acoustically tracked floats. We find that most of the mean flow transported northward by the Gulf Stream system at the thermocline level (about 600 m depth) remains within the subpolar region, and only relatively little enters the Rockall trough or the Nordic seas. Contrary to previous work, our data indicate that warm, saline water from the Mediterranean Sea reaches the high latitudes through a combination of narrow slope currents and mixing processes. At both depths under investigation, currents cross the Mid-Atlantic Ridge preferentially over deep gaps in the ridge, demonstrating that sea-floor topography can constrain even upper-ocean circulation patterns.     

Origin of a 'Southern Hemisphere' geochemical signature in the Arctic upper mantle

The Gakkel ridge, which extends under the Arctic ice cap for approximately 1,800 km, is the slowest spreading ocean ridge on Earth. Its spreading created the Eurasian basin, which is isolated from the rest of the oceanic mantle by North America, Eurasia and the Lomonosov ridge. The Gakkel ridge thus provides unique opportunities to investigate the composition of the sub-Arctic mantle and mantle heterogeneity and melting at the lower limits of seafloor spreading. The first results of the 2001 Arctic Mid-Ocean Ridge Expedition (ref. 1) divided the Gakkel ridge into three tectonic segments, composed of robust western and eastern volcanic zones separated by a 'sparsely magmatic zone'. On the basis of Sr-Nd-Pb isotope ratios and trace elements in basalts from the spreading axis, we show that the sparsely magmatic zone contains an abrupt mantle compositional boundary. Basalts to the west of the boundary display affinities to the Southern Hemisphere 'Dupal' isotopic province, whereas those to the east-closest to the Eurasian continent and where the spreading rate is slowest-display affinities to 'Northern Hemisphere' ridges. The western zone is the only known spreading ridge outside the Southern Hemisphere that samples a significant upper-mantle region with Dupal-like characteristics. Although the cause of Dupal mantle has been long debated, we show that the source of this signature beneath the western Gakkel ridge was subcontinental lithospheric mantle that delaminated and became integrated into the convecting Arctic asthenosphere. This occurred as North Atlantic mantle propagated north into the Arctic during the separation of Svalbard and Greenland.     

南海夏季风建立期间副高带断裂和东撤及其可能机制

使用1998年南海夏季风试验（SCSMEX）资料和日本气象研究所（MRI）所提供的TBB资料，分析了南海夏季风建立期间副高带断裂和东撤过程的主要特征及其可能机制。发现北半球副热带高压带的断裂（低层早于高层）和印缅槽（或孟加拉湾槽）的形成是南海夏季风建立的重要前期征兆之一，也为副高东撤和南海夏季风的建立提供了重要条件。斯里兰卡附近低涡的持续北移是副高断裂和印缅槽建立过程的显特征。分析表明，南海夏季风建立之前，印度半岛的感热加热和中南半岛的潜热加热所激发的气旋性流场在孟加拉湾地区是相互迭加的，这有利于孟加拉湾低涡活动和低槽的形成，这可能是副高断裂和印缅槽活跃的机制。伴随着印缅前西南气流和赤道副高东撤、季风加强和对流加热之间存在一种正反馈作用，这导致了副高的连续东撤和南海夏季风的“爆发性”以及各种要素的突变特征。当南海夏季风对流减弱后，西太平洋副高则会西伸。     

利用OLR场对西太平洋副热带高压的描述

为了定量描述西太平洋副热带高压的强度变化,利用1989～2002年每年的5～9月OLR场的月(候)平均资料,以其特征量作为描述副高的一种方法。将副高的特征量：西伸脊点、脊线位置、副高北界以及强度指数分别进行重新定义,并与由中国国家气候中心提供的相应资料进行对比分析。结果表明,OLR场可以很好地描述西太平洋副热带高压的位置、强度并反映出其活动规律。     

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.     

一次天津地区暴雨过程的中小尺度分析

用NCEP再分析资料、雷达资料以及地面自动站每小时资料对2005年6月28-29日发生在天津地区的局地暴雨天气进行诊断分析,研究结果表明:高低空急流耦合是暴雨发生发展的有利背景,由天津市西南方向移来的中尺度系统与市区地面中尺度辐合线共同作用是产生这次局地暴雨天气的直接触发机制。天津市区的局地条件在这次局地降水的过程中起到了相当重要的作用。