赤道东太平洋弯曲急流区质点轨迹及混沌运动机制

利用运动学模型。研究了弯曲急流控制参数为定常和发生周期扰动时的流体质点运动轨迹以及混沌现象的产生机制，发现弯曲急流控制参数为定常时，流体质点的运动规则的周期运动；而控制参数发生扰动时，可以发生流体质点在不同特征区的穿行，流体质点的运动具有混沌特性，弯曲急流的相速，振幅发生周期扰动均可使流体质点的运动出现混沌特性，作者从运动学上对弯曲急流区的漂流浮标混沌特性给出了解释。     

基于多卫星融合数据的海平面特征分析

利用1993—2008年法国空间局的AVISO多卫星融合高度计资料,采用随机动态、EOF等方法分析全球海平面变化的长期趋势、变化幅度以及季节变化的空间分布特征.结果表明:(a)1993—2008年间太平洋海平面呈西升东降的形态,印度洋绝大部分海区海平面呈上升趋势,大西洋除湾流流域外的其他海区海平面的长期趋势以上升为主;(b)全球海平面变化存在显著的年变化和半年变化等季节信号,无论是半球平均还是洋盆平均,北半球海平面季节变化的振幅明显大于南半球,中纬度海区季节变化的振幅最大;(c)北印度洋海平面季节变化的振幅高于同纬度带的北太平洋和北大西洋;(d)太平洋、印度洋、大西洋三大洋受西边界流、赤道流系等强流影响的海域海平面变化幅度大于周围海域;(e)赤道海域各大洋东、西边界和大洋内区海平面变化不同步,可能受赤道海洋波动的影响较大;(f)厄尔尼诺年,西太平洋暖池和赤道太平洋中部海平面明显降低,赤道东太平洋海域海平面明显升高,赤道印度洋海域东、西边界的海平面变化与其相反.     

赤道东太平洋温度锋附近的混沌输运与混合

运用McCreary和Yu(1992)的非线性5／2层模式的积分流场，研究了混沌混合与输运对海水及要素浓度的输运和混合问题。模式结果显示混沌混合区主要分布于赤道东太平洋不稳定区及东、西边界附近，中西太平洋的大部分区域为非混沌区。释放在混沌区内的示踪团随时间的弥散过程要较非混沌区内的示踪团复杂的多。因多模态不稳定波动的共同作用，尤其是在赤道上经向运动最强的Yanai波的加入，使得赤道不稳定区的流体以混沌混合的方式均匀地弥散开，趋向于粗粒（coarse-grained)意义下的均匀化。并有大量释放于赤道东太平洋不稳定区的示踪质点越过赤道进入对面半球。背景辐射流的加入能将部分示踪点输送出混合区使其不加入均匀化过程，故最后混入另一半球的质点数少于半数。过赤道交换速率则主要由混沌混合的强度有关。     

太平洋海表面温度季节内振荡特征

为了研究太平洋海表面温度季节内振荡的特征,利用NOAA(national oceanic and atmospheric ad-ministration)周平均SST资料,采用谐波方法重构了太平洋海表面温度季节内振荡信号,针对不同海域,用小波分析等方法,揭示了SST季节内振荡的空间、频谱、季节性和传播特征.结果表明:海表面温度季节内振荡在黑潮区、黑潮续流区和赤道东太平洋较活跃,在赤道东西太平洋有相对重要的地位;在北太平洋谱特征均为单峰结构,在赤道东西太平洋呈双峰结构.不同海域海表面温度季节内振荡的活跃期分别为:北太平洋夏秋季,赤道东太平洋春和秋季,热带西太平洋活跃期较分散;在北太平洋以缓慢东传为主,在赤道东太平洋以西传为主,在热带西太平洋无明显传播.     

沃克环流的强度、位置及其对ENSO循环的影响

通过分析1948～2001年Nino 3海区的海农温度距平（SSTA）、南方涛动指数（SOI）以及沃克环流的强度与位置,以及它们之间的内在联系。本文确定了ENSO循环中冷,暖事件的起止年月。结果表明：EI Nino年Nino 3的SSTA异常偏高,SOI为负值,沃克环流减弱东移,其上升支由印度尼西亚移刘日界线附近,其指数也为负,即说明赤道西太平洋地区纬向风距平以辐散为主,而赤道中、东太平洋地区以辐舍为主;La Nina年则刚好相反。并发现西太平洋纬向环流圈强度的变化对赤道太平洋东部海温的变化有重要的控制作用,西太平洋纬圈环流强度的变化超前于赤道东太平洋海温变化2—3个月,约一个季度。西太平洋季风区纬向环流异常变化可能是赤道太平洋东部海温异常的主要原因。     

ENSO事件对云南短期气侯影响的研究

利用云南1951～1997年逐月降水和气温资料和全于1951～1997年月平均海温资料,统计了云南降水和气温对赤道东太平洋海表温度变化的响应,结果表明：云南降水和气温与赤道东太平洋海温的异常有着密切的关系。     

2次副高西伸北抬连续暴雨过程分析

利用常规天气图资料,从副高强度及脊线位置、大陆高压强度及脊线位置、西南急流强度及位置变化3个方面,对2009年7月1-4日和2010年6月17-20日,2次发生在江西的区域性连续暴雨、局部大暴雨天气过程进行分析,结果表明:副高脊线位置的变化直接影响暴雨落区;大陆高压东扩及副高减弱东退控制暴雨过程;西南急流强度是影响暴雨强度的重要因素。     

赤道东太平洋海表水温变化的多层次结构特征分析

以小波理论为基础来进行赤道东太平洋海表水湿变化的多层次结构特征分析,结果表明,赤道东太平洋海表水温的变化表现十分明显的多层次演变结构和突变特征,一级保留信息能较好反映从１９１年以来的历次厄尔尼诺事件和反厄尔尼诺事件,并对这些事件的强度,层次结构和突变等重要信息给予良好的表现,二,三级保留信息则分别反映了赤道东太平洋海温在另一层次里演变的结构特征,是对一级保留信息的增加和完善。     

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.     

赤道太平洋海域对CO2加倍的敏感性试验

利用Fast Ocean-Atmosphere Model (FOAM)海气耦合模式,分析了CO2加倍后热带太平洋海气系统的变化趋势并进行了机制研究.结果表明,CO2加倍后,模式中整个赤道海域海洋表面温度升高,但赤道西太平洋海面温度的增幅要强于东赤道太平洋的现象.产生这种增暖趋势的主要原因是由于热带区域160°E以东海...     

ElNino和LaNina期间及前期赤道太平洋洋面温、压、风场的特征分析

利用赤道太平洋洋面（１１°Ｓ—１１°Ｎ，１２０°Ｅ—８０°Ｗ）１９５０—１９８７年２°×２°格点资料，计算和分析了ＥｌＮｉｎｏ和ＬａＮｉｎａ期间及前期１—６个月温、压、风的距平值，结果发现．ＥｌＮｉｎｏ。和ＬａＮｉｎａ前３个月赤道太平洋洋面温、压、风场有明显变化的征兆，证实了ＥｌＮｉｎｏ和ＬａＮｉｈａ形成过程中赤道太平洋洋面气压、风和温度存在一种正反馈机制．ＥｌＮｉｎｏ前３个月到ＥｌＮｉｎｏ期间，赤道中、东太平洋洋面气压负距平发展，西太平洋洋面正距平发展，赤道洋面水平气压梯度下降，西风增强，赤道中、东太平洋洋面温度逐渐上升，正距平发展；ＬａＮｉｎａ的情形相反．     

热带太平洋和热带印度洋次表层海温异常信号的传播与联系

利用太平洋和印度洋表层与次表层月海温距平信号沿不同纬向-时间剖面的传播分析,发现赤道东太平洋海温异常的El Ni(n)o事件和赤道印度洋海温异常的Dipole事件分别与沿赤道太平洋东传的次表层海温异常信号和沿赤道外印度洋西传的次表层海温异常信号同期到达东太平洋和西印度洋有着内在的联系.在赤道和赤道外16°N之间的热带北太平洋,次表层海洋中存在着海温异常信号传播的一条回路,El Ni(n)o事件就发生在暖信号到达赤道东太平洋的时候.次表层海温异常沿赤道太平洋的东传和沿赤道外印度洋的西传分别是El Ni(n)o事件和Dipole事件发生的海洋学早期信号.     

两类开始型厄尔尼诺事件与次表层海温异常的联系

通过资料分析,探究了东太平洋开始型(EP-onset)和中太平洋开始型(CP-onset)厄尔尼诺发生发展过程中赤道太平洋次表层海温异常(SOTA)的变化情况及其对风场的响应,并将两者进行对比,结果发现:EP-onset型的赤道西太平洋暖池SOTA与赤道中东太平洋的海表温度异常(SSTA)有很好的负相关性,而CP-onset型在爆发前的暖池SOTA与赤道中东太平洋SSTA没有显著相关性.EP-onset型在爆发前,赤道西太平洋暖池区域有较显著的暖水积聚,且其积聚时间较长,强度较强,位置偏西,其发生发展伴随着非常显著的SOTA冷暖循环;而CP-onset型的发生发展没有显著的循环特征,看上去更多是独立事件.分析还表明:EP-onset型和CP-onset型厄尔尼诺在SSTA模态、风应力分布及温跃层结构等方面存在差异.EP-onset型在爆发前,赤道中西太平洋会出现大范围的东风异常,这种东风异常通过密度流、温跃层反馈及海气耦合等机制对其爆发起到关键作用;而CP-onset型在爆发前,赤道地区风异常较小,赤道外尤其是热带中太平洋的西南风异常却较强劲,通过Ekman输送及海气耦合作用等机制对其爆发起到关键作用.     

秦岭近邻地区秋季暴雨的天气动力学分析

对2005年10月1-2日秦岭近邻地区连阴雨中的暴雨天气的成因进行分析,结果表明：暴雨发生在500hPa东亚稳定的东高低环流形势下;低空西南急流为雨区提供了大量热量、动量及水汽,而高、低空急流的次级环流以及锋面次级环流之间的耦合加大了低层辐合和高层辐散,使暴雨区产生了强烈上升运动,为产生暴雨的中-α尺度系统形成提供了有利的大尺度环流背景场,秦巴山区复杂地形对产生暴雨中-α尺度的形成和发展也有一定的激发作用;螺旋度强度变化对暴雨发生发展有一定的指示意义。暴雨发生前对流中底层有较大螺旋度值,且呈下正上负的垂直结构,暴雨一般发生在对流层低层螺旆度正值中心的前方．     

海洋垂直混合系数对大洋环流影响的敏感性研究

利用美国地球流体实验室的Modular Ocean Model（MOM4）模式构建了一组全球实际大洋环流实验,以检验海洋环流形势及温度结构对海洋垂直混合系数的敏感性,并仔细分析了各实验中温度方程中各项的变化,讨论了垂直混合系数改变对海洋环流形势影响的物理机制。实验结果表明,海洋垂直混合系数对海温的空间分布和海洋流场结构都有很大影响,这种影响在赤道温跃层附近表现得最为明显。这说明大洋环流对垂直混合强度的变化是相当敏感的。一般来说,在混合系数取值大的实验中大洋中上层温度的垂直和水平梯度都较小,相应的南北赤道流强度较强,赤道潜流和南北赤道逆流强度较弱,在混合系数取值小的实验中大洋中上层的温度梯度较大,此时南北赤道流强度较弱,赤道潜流和南北赤道逆流强度较强,赤道流系的各分支在范围上也有相应变化。     

海洋垂直混合系数对大洋环流影响的敏感性研究

利用美国地球流体实验室的Modular Ocean Model(MOM4)模式构建了一组全球实际大洋环流实验,以检验海洋环流形势及温度结构对海洋垂直混合系数的敏感性,并仔细分析了各实验中温度方程中各项的变化,讨论了垂直混合系数改变对海洋环流形势影响的物理机制。实验结果表明,海洋垂直混合系数对海温的空间分布和海洋流场结构都有很大影响,这种影响在赤道温跃层附近表现得最为明显。这说明大洋环流对垂直混合强度的变化是相当敏感的。一般来说,在混合系数取值大的实验中大洋中上层温度的垂直和水平梯度都较小,相应的南北赤道流强度较强,赤道潜流和南北赤道逆流强度较弱,在混合系数取值小的实验中大洋中上层的温度梯度较大,此时南北赤道流强度较弱,赤道潜流和南北赤道逆流强度较强,赤道流系的各分支在范围上也有相应变化。     

风廓线雷达在强降水监测预警中的应用研究

本文在风廓线雷达观测风场的基础上发展了低空风切变指数、高低空急流指数和温度平流三种产品算法,并将其用于两次强降水过程的监测预警研究.通过分析强降水发生前后风廓线雷达二次产品的变化得出:低空风切变指数在降水开始和结束时均会出现较大幅度的增长;低空急流指数一般在降水前3~4个小时开始增强,降水减弱时则大幅减小;高空急流指数在降水前2个小时左右会出现小幅的波动;此外,高低层冷暖平流强度和厚度的变化与降水过程也有很好的对应关系.     

粤东暴雨中心前汛期降水异常的环流特征及前兆性信号分析

研究了1967～2018年粤东暴雨中心前汛期降水的年际变化,以及降水异常对应的环流异常特征,并对降水异常的前兆性信号特征进行分析。研究结果表明:1990年以后粤东暴雨中心前汛期降水年际变率增强,2005年以后降水偏多年异常增多。降水异常年的环流特征差异显著,偏多年对流层中上层高空急流增强,副热带高压范围偏大西脊点偏西,东亚大槽偏深,江南地区偏南风减弱,有利于粤东辐合增强;偏少年高空急流减弱位置偏北,副热带高压范围偏小,大陆高压增强,底层我国东部地区偏南风一致减弱,不利于粤东辐合。降水偏多(偏少)年的前兆性信号主要表现为极地海冰偏少(偏多)以及赤道东太平洋暖(冷)海温异常。进一步研究表明,高空急流以及东亚大槽和前期极地海冰异常有关,而副热带高压和前期赤道东太平洋海温有关。     

保形平流方案在海洋环流模式中的应用

通过将两步保形平流方案与二阶中央差物质输运平流方案进行对比，发现对于理想的一维平流方程，两步保形平流方案可以给出更准确的模拟. 进而将此方案引入到中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室（LASG）发展的海洋环流模式（LICOM）中替代温度和盐度方程中的二阶中央差平流方案，发现在热带中、东太平洋区域，相对于原模式，模拟结果在温度场上有较大的改进，较好地克服了以往存在的赤道太平洋冷舌过强的问题. 对比海表平流项变化和温度变化，运用线性回归分析，证明平流项的变化是改进中、东太平洋的重要原因，也由此表明两步保形平流方案的优点.     

印度洋-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。