夏季西太平洋副热带高压的年代际变化及其与南半球环流的联系

根据1958-2002年的再分析资料,研究了夏季西太平洋副高的年代际变化及其与南半球环流变化的联系.20世纪70年代末之后,副高偏向西南,强度增强,但这种变化趋势在6-8月间逐渐趋弱.从全球范围看,最显著的变化发生在南半球,南极涛动趋于正位相,索马里急流偏强,致使副高偏向西南,强度增强.同时,由于副高在夏季期间向北移动,南半球环流变化对副高的影响在6-8月间逐渐减弱,这与副高的变化趋势相吻合.     

中纬度海温异常与环流变化的数值模拟

本文采用二维纬向平均模式,通过模拟试验,研究西太平洋中纬度海域海温异常对环流变化以及我国东部江淮、华北平原汛期降水的影响。按季节不同把海温异常分为南冷北暖型和南暖北冷型。结果表明前期海温异常,其后3—5个月西太平洋副高位置明显变化。例如,春季南冷北暖型异常分布(20°—35°N偏冷,35°N以北偏暖)则夏季副高增强,其脊线位置偏北,长江流域夏季(7—8月)偏旱,而华北地区偏涝。反之,得到相反的结果。     

海气系统异常与广东夏季旱涝的关系

利用广东境内分布较均匀的15个测站的降水资料,分析了热带东太平洋地区的海温和南海海温的变化对广东夏季(5～8月,下同)降水的影响,旱(涝)年的前期和同期的大气环流差异,以及广东夏季降水的周期性。结果表明,在ENSO年广东偏涝,而在ENSO次年则偏旱;热带东太平洋年平均△SST与广东夏季降水存在显著的反相关关系;旱年的前期(当年的2～3月)南海海温较涝年偏低;亚洲主要大气环流系统的位置和强度的变化趋势在旱年和涝年的前冬以及同期几乎是相反的;广东夏季降水存在准2～3年、6～7年、34年和11年振荡周期。     

台风“鲇鱼”(2010)过程影响系统分析

本文利用日本气象厅的台风最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,对2010年第13号台风"鲇鱼"的发生发展过程进行详细的分析,发现该过程中主要的影响天气系统有副热带高压和中纬度西风槽等.然后利用分部位涡反演的方法,进一步研究各系统对"鲇鱼"路径与强度变化的影响.得到结果如下:(1)路径方面:台风"鲇鱼"发展过程中,前期主要受副高环流影响向西北方向运动;中期主要是受到位于华南的高压单体的东北风引导气流影响向南转折;后期由于西风槽增强南压,台风与西风槽底接近,"鲇鱼"受到西风槽系统产生的西南风引导气流的作用,向东北偏折.(2)强度方面:在台风强度达到最大时,西风槽、副高、台风等系统位涡扰动对应的水平风垂直切变为最小,不会抑制台风加强;后期西风槽和副高扰动产生的风垂直切变逐渐减小,但随着"鲇鱼"逐渐接近陆地,环境风切增大,台风强度逐渐减弱.这些结果表明,在副高强度大并且与台风距离近时,"鲇鱼"运动主要受副高环流的引导.而随着"鲇鱼"不断西移北抬,副高远离台风其影响几乎消失,中纬度西风槽成为影响台风运动的主要系统.     

影响长江地区夏季洪涝的大气环流因子研究

提出用条件相关矩信噪比,研究大气环流对长江地区夏季洪涝的影响,以及研究在不同时间尺度上它们之间的非线性关系,并建立相应概念物理统计模型.发现在上年大气环流指数值偏高时,对长江地区夏季洪涝影响最强烈的大气环流因子是:下半年南海副高面积和南海副高强变,第4季度西太平洋副高面积和南海副高面积,以及7月份亚洲区极涡强度和8月份北美太平洋副高面积.大气环流指数值偏低时,其影响因子是:5月份和上年度西太平洋副高西伸脊点累积值,以及下半年北半球副高北界对该地区洪涝有显著影响.还发现,对长江地区夏季洪涝影响的大气环流因子中,指数值偏低时的影响不如偏高时强烈.     

基于平流层环流变化的夏季长江下游强降水频数气候预测模型

采用相关分析方法,研究了6~8月长江下游强降水频数与前期冬季12~2月全球50 hPa纬向风的关系;并研制了基于KLM滤波的夏季长江下游强降水频数气候预测模型。结果表明,存在3个显著的相关区:北极附近,北太平洋中纬度和南半球高纬度地区。用这些前期12~2月全球平流层关键区的纬向风建立KLM预测模型进行预测试验,发现它对近10年6~8月长江下游地区强降水频数的变化具有较好的预测能力,明显优于多变量的线性回归预测;其中与北极附近和南半球高纬度地区平流层纬向风相关稳定,而与北太平洋中纬度纬向风的相关存在一定程度的不稳定。基于平流层环流变化的夏季长江下游强降水频数KLM模型可以为短期气候预测业务预报提供重要参考。     

华北夏季降水年代际变化与东亚夏季风、大气环流异常

利用华北夏季降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,对华北夏季降水、东亚夏季风年代际变化特征及大气环流异常进行研究,发现一些有意义的结果:华北夏季降水变化存在明显的8a、18a周期,东亚夏季风变化18a、28a周期性比较明显,二者年代际变化特征明显,但华北夏季降水变化和东亚夏季风变化的周期不完全一致.华北夏季降水量变化在60年代中期发生了突变,东亚夏季风变化在70年代中期发生了突变.华北夏季降水与东亚夏季风变化存在很好的相关关系,强夏季风年,华北夏季降水一般偏多,弱夏季风年,华北夏季降水一般偏少,但又不完全一致.东亚夏季风减弱是造成华北夏季降水减少的一个重要因素,但不是唯一因素,华北夏季降水减少还与环流异常密切相关.在地面上,青臧高原地区、华北地区气温下降造成华北低压系统活动减少,不利于降水.在850 hPa层上,东亚中纬度的西南季风和副热带高压南部的偏东风、西北部的西南风异常减弱,使得西南气流输送水汽很多难以到达30°N以北的地区,而副热带高压西部外围偏东南、偏南气流输送到华北地区的水汽也大量减少,水汽不足造成华北夏季降水偏少.在500 hPa高度场上,80年代欧亚遥相关型表现与50年代相反,变为欧洲( )、乌拉尔山(-)、中亚( )形势,这种环流使得乌拉尔山高压脊减弱,贝加尔湖至青藏高原高空槽变浅,纬向环流表现突出,不利于冷暖空气南北交换.同时在500 hPa气温场上,80年代,西伯利亚至青藏高原西北部的冷槽明显东移南压到蒙古至华北地区,锋区位于华北以东以南位置,使得华北地区冷暖空气交汇减少,降水也因此减少.华北夏季降水减少是由于东亚夏季风减弱和大气环流异常造成的.     

孟加拉湾风暴的大气环流特征分析

利用联合台风警报中心和NCEP/NCAR资料,对1945～2008年孟湾风暴期间500 hPa和700 hPa的环流形势进行合成分析,得出:①不同移动路径的风暴与不同特征的大气环流有明确的相互配合关系,孟湾风暴期间,中高纬度为两槽一脊型,风暴向东北或西北移动时贝-巴之间的脊稍弱.②孟湾风暴向东、东北移动期间,脊前西北气流引导冷平流沿青藏高原南下进入云南,促使高原东南侧的低槽切变或横槽切变向南移动进入云南.但印度半岛至孟湾北部的反气旋强弱不同,西太平洋副高强度不同,高原南侧的系统也不相同.前者副高位置偏南偏西,西脊点西伸至92°～97°E间,脊线呈东北-西南走向,位于10°N以南,副高西北侧为偏西气流.这种大气环流特征有利于风暴向东移动.后者副高位置略偏北,西脊点位于108°E附近,脊线位于10°～18°N间,副高外围的西南气流控制孟湾东部至低纬高原地区,滇缅间为西南急流区,这种大气环流特征有利于风暴向东北方向移动.但两者都会给云南造成强降水天气过程.③风暴向北移动时,中高纬度气流较为平直,高原南侧至孟湾北部为低槽区,印度半岛为反气旋环流控制.副高西脊点位于100°～106°间,脊线呈东西走向,位于15°～25...     

夏季西太副热带高压的东西偏移和对流层低层环流变化的主要模态的关系

夏季西太平洋副热带高压的东西偏移显著影响我国的气候异常．文中首先修订了原有的副高东西指数定义,并利用它分析了副高东西偏移和850 hPa环流主要变化模态之间的关系,发现副高东西偏移和环流变化的第一、第二模态均有显著的相关关系,特别是和第二模态在1958—2003年(46年)的相关系数高达0．78．由于第二模态没有对应明显的海温异常信号,上述结果意味着对夏季副高东西偏移的季度预测可能是一个比较困难的问题．此外,由于这两个模态的共同作用,特别是第二模态的作用,导致1978年以来副高东西偏移的年际变率明显变大,这可能是最近20多年我国气候异常频发的原因．     

重庆夏季旱涝急转与大气环流异常的联系

利用1961—2012年期间重庆的逐月降水和同期NCEP/NCAR再分析资料、NOAA的海温、国家气候中心提供的126项环流指数等资料,结合长周期旱涝急转指数,分析了重庆旱涝急转的时间演变特征及其与同期和前期大气环流异常的联系.结果表明:重庆夏季旱涝急转事件有阶段连续性和间歇性并存的特点,年际差异大,涝转旱强度通常比旱转涝强度偏强.旱转涝年的旱期与涝转旱年的涝期比较,其环流特征为西太平洋副高偏西、偏强、面积偏大,低层垂直下沉运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较弱,重庆易处于水汽输送辐散区,易少雨偏旱.而旱转涝年的涝期对比于涝转旱年的旱期来看,其环流特征为欧洲西岸的槽偏强,极涡偏弱,西太平洋副高偏强、偏西,低层垂直上升运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较强,重庆易位于水汽输送辐合区,易多雨偏涝.西太平洋副高的季节内振荡的异常是重庆旱涝急转的主要原因.前期3月和4月的PDO和西风漂流区海温指数可以作为预测重庆夏季旱涝急转的一个先兆信号,前期3月和4月的PDO偏强(弱)、西风漂流区指数偏弱(强)时,重庆夏季可能易发生旱转涝(涝转旱)事件.     

重庆夏季旱涝急转与大气环流异常的联系

 利用1961—2012年期间重庆的逐月降水和同期NCEP/NCAR再分析资料、NOAA的海温、国家气候中心提供的126项环流指数等资料,结合长周期旱涝急转指数,分析了重庆旱涝急转的时间演变特征及其与同期和前期大气环流异常的联系.结果表明：重庆夏季旱涝急转事件有阶段连续性和间歇性并存的特点,年际差异大,涝转旱强度通常比旱转涝强度偏强.旱转涝年的旱期与涝转旱年的涝期比较,其环流特征为西太平洋副高偏西、偏强、面积偏大,低层垂直下沉运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较弱,重庆易处于水汽输送辐散区,易少雨偏旱.而旱转涝年的涝期对比于涝转旱年的旱期来看,其环流特征为欧洲西岸的槽偏强,极涡偏弱,西太平洋副高偏强、偏西,低层垂直上升运动较强,来自南海及西太平洋的水汽输送较强,重庆易位于水汽输送辐合区,易多雨偏涝.西太平洋副高的季节内振荡的异常是重庆旱涝急转的主要原因.前期3月和4月的PDO和西风漂流区海温指数可以作为预测重庆夏季旱涝急转的一个先兆信号,前期3月和4月的PDO偏强（弱）、西风漂流区指数偏弱（强）时,重庆夏季可能易发生旱转涝（涝转旱）事件.
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西安市秋雨气候特征及预测

利用1961—2014年西安市7个区县地面气象观测站8月21日—10月31日的逐日降水量和国家气候中心提供的74项环流特征量资料,采用线性倾向估计、滑动t检验、Mann-Kendal、Morlet小波及相关分析方法,分析了西安秋雨的变化趋势、变化周期、气候突变和气候响应,研究了西安秋雨与前期环流特征量间的相关关系,并建立了秋雨预测模型.结果表明,1961—2014年西安秋雨呈线性减少趋势,其中1961—1985年为偏多时段,1986—1999年为偏少时段,2000年以来又趋向偏多.秋雨存在显著的2年、4~8年的变化周期以及24年的长周期震荡,在20世纪80年代中期和60年代、90年代末期发生了突变.秋雨强度指数与厄尔尼诺/拉尼娜气候事件年有很好的对应关系,厄尔尼诺事件对应的是秋雨偏弱,拉尼娜事件对应的是秋雨偏强.秋雨量偏少/多的气候背景下发生厄尔尼诺/拉尼娜气候事件,其秋雨强度指数偏弱的可能性极大/较小.     

夏季江淮流域暴雨的特征及与早涝的关系

基于1954--2004年全国743站降水资料和NCEP／NCAR月平均500hPa风场资料,分析了夏季江淮流域暴雨的气候分布和年代际变化特征．结果表明,江淮流域的暴雨降水存在明显的区域差异,局地暴雨频繁,具有明显的年代际变化特征,1990年代是高值期．通过相关和合成分析发现,暴雨与洪涝的关系密切,涝年暴雨降水可占到总降水的50％左右;1990年代,暴雨降水对洪涝的贡献明显增大．本文还分析了夏季暴雨年代际变化的500hPa环流背景,发现1990年代暴雨明显偏多的因素是：1,蒙古上空存在异常的反气旋环流,有利于中高纬地区的冷空气南下,长江以北地区盛行异常的东北风;2,西太平洋副热带高压加强,增强了低纬海洋上空水汽的向北输送．富含水汽的异常西南气流和北方地区异常的东北气流在江淮流域上空交汇,存在明显的风切变,导致较强的上升运动,易于产生强降水．     

风对北部湾入海径流扩散影响的研究

本文根据北部湾红河等入海径流的最新资料,使用FVCOM数值模式计算风场显著不同的1988年和1989年夏季径流扩散特征;使用冬季平均风场计算包括径流在内的冬季北部湾环流。得出如下结论:(1)1988年8月,强的西南风除了在北部湾西岸产生较强的北向沿岸流外,东部涠洲岛附近形成气旋式环流;相应地在北部湾中偏北部有一个弱的反气旋涡,中部出现较大的气旋式环流;(2)1989年8月的西南风非常弱,表层的红河冲淡水主要沿北部湾西岸向南流,来自琼州海峡的余流,在北部湾北部形成范围较大的气旋式环流,与此同时,海湾南部也出现一个较强的气旋式环流;(3)冬季,在冬季偏北风驱动下,北部湾基本是气旋式环流,只有西北部水域出现一个反气旋式环流。     

云南不同气候带气温变化特征

利用云南1961—2008年逐月平均气温观测资料,分析了云南不同气候带气温的时空变化特征.结果表明:①近50年来,云南6个气候带的年平均气温总趋势上升,其中高原气候带增暖最明显.除中亚热带和北亚热带增暖突变发生在90年代外,其余气候带增暖突变都发生在80年代.②云南不同气候带年平均气温存在明显不同的年代际变化.③云南各气候带的气温变化对全球气候变暖有较好的正响应.各个气候带年平均气温在全球气候偏冷期(偏暖期)较多年平均偏低(高).④云南各气候带气温变化与亚洲极涡的强度、面积,西太平洋副高的面积、强度、位置及印缅槽、西藏高原高度和均有非常显著的相关关系.在1961—2008年间亚洲极涡面积减小,强度减弱,冷空气偏弱;西太平洋副高面积增大,强度增强,西伸脊点偏西;印缅槽减弱;西藏高原高度和增加,不利于水汽向云南输送,这些因子的这种变化可能是引起云南各个气候带气温明显增加的主要原因之一.     

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.     

南亚季风环流与臭氧时空分布变化关系的特征分析

利用2005年1月至2017年12月搭载在美国环境监测Aura卫星上的臭氧监测仪（Ozone Monitoring Instrument, OMI）数据和NCEP气象资料,在夏季风环流指数定义方法的基础上,重新定义了南亚区域冬季风环流指数,并分别计算了南亚夏季风和冬季风环流指数. 结合冬夏两季环流的强弱变化采用相关分析、合成分析和奇异值分解（Singular Value Decomposition, SVD）等方法,探讨了环流异常形势下臭氧的时空变化特征. 结果表明:①南亚夏季纬向环流与经向环流的强度变化存在一致性,冬季经向环流与纬向环流的强度变化差异较大. ②南亚臭氧柱总量的季节变化明显,且近13年来臭氧柱总量整体呈上升趋势. ③夏季（冬季）风环流指数与对流层中低（中高）层和平流层中低层臭氧的相关性显著,但夏季平流层和对流层的相关趋势相反. ④夏季风环流增强对应青藏高原?伊朗高原上空及南侧区域的上升运动增强,对臭氧的输送作用是造成对流层臭氧分布呈现差异的原因. ⑤冬季风环流强弱期的垂直上升和下沉运动中心的移动,以及南北向、东西向气流交汇区的差异是造成臭氧分布不同的原因.     

2009/2010年初夏拉萨干旱成因及影响分析

文章从2009/2010年初夏（5/6月）环流指数特征、月平均环流场特征、500hpa环流场以及气象要素变化特征等方面分析了初夏干旱的基本成因。结果表明,造成初夏干旱的主要原因有：青藏高原属高压控制型,即西太平洋热带高压强度偏强,其位置明显偏西,控制高原,高原上盛行偏西气流或偏北气流;高压控制的印度西北部抑制了水汽输送;伊朗高压呈东北西南向,此时西太平洋副热带高压脊线在25毅N左右,位置偏南或强度偏弱。     

汉中市2006年夏季高温干旱成因分析

2006年夏季，汉中市发生严重的高温干旱天气。本文利用汉中市11个测站的实时和历史资料，对汉中市2006年6月中旬到8月中旬出现的高温异常天气出现时间偏早，高温干旱日数持续时间长，高温天气影响范围广的气候特点、时空分布、年际变化的成因作了综合分析，结论是：2006年夏季的异常高温干旱天气成因，与全球变暖和大气环流异常、北方南下冷空气活动偏弱，西北太平洋副高脊线偏北、青藏高压和副热带高压双重控制、冬季青藏高原积雪偏少密切相关，这些因素是导致汉中市严重高温干旱的直接原因。     

2012年11月福建省多暴雨过程成因分析

为分析2012年11月福建省降水异常偏多的现象,利用统计学和天气学的分析方法,对11月的降水气候特征和下旬3场暴雨的环流形势、影响系统及水汽输送特征进行了分析。整个11月,200 hPa西风急流偏强,在福建省上空有气流的辐散;500 hPa乌拉尔山脊偏强,贝加尔湖槽偏深,有利于冷空气南下;850 hPa为较强西南急流。下旬3场暴雨期间,500 hPa南支槽位于105°～110°E,副高强度偏强;中低层700,850 hPa有切变线和西南急流,850 hPa比湿大于8 g/kg。结果表明,稳定的环流形势、频繁出现的天气系统以及充沛的水汽条件是发生多暴雨现象的主要原因。