ENSO影响热带大气季节内振荡的年代际变化特征

为了研究厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)现象影响热带大气季节内振荡(ISO)的年代际变化特征,利用奇异值分解(SVD)、小波分析和经验正交函数分析(EOF)等方法对热带大气ISO强度指数、赤道中东太平洋海温及热带大气环流场进行了分析。计算结果显示,20世纪70年代中期以前,ENSO对热带大气ISO的影响较弱;70年代中期以后,ENSO对热带大气ISO的影响加强。造成上述年代际变化的原因与热带大气环流的年代际变化有关,因此,ENSO对热带大气ISO的影响也存在年代际变化。     

亚洲夏季风区大气能量谱分析

用1979年FGGE—Ⅲb资料,对亚洲及其邻域的总能量、大气显热源和水汽汇进行谱分析.结果表明:准40天振荡是亚洲夏季风区的主要特征振荡.振荡方差贡献的分布以及振荡源中心位置反映出在印度、孟加拉湾、南海和东亚大陆上空夏季风系统具有一定的独立性。长江以北地区主要受中纬度系统影响,华南沿海和云贵地区则分别受南海和孟加拉湾地区夏季风系统的影响.振荡从主要振荡源向外传播,东亚季风区振荡主要从东南向西北传播.总能量和水汽汇振荡的传播还表明,从南半球有明显的向北传播通道.这些通道与越赤道气流通道大致相对应.大气显热源的振荡则无此特征,但它对大气环流准定常状态的维持有一定的影响,孟加拉湾湾头和南海既是热源中心,亦为准双周振荡的源区.     

下垫面热状况对热带大气低频振荡影响的研究

本文利用一包含湿过程的简单热带大气滤波模式,通过引入辐合反馈机制和下垫面的蒸发效应对凝结潜热释放的贡献的物理过程,研究了下垫面热状况对热带大气季节内尺度低频振荡的作用过程。结果表明:下垫面性质特别是暖洋面的存在主要是减小低频振荡东传相速度和增大振幅,其中 Kelvin-Rossby 相互作用模在调制相速度和振幅的变化中起重要作用,因此,下垫面热状况是形成观测到的热带大气低频振荡局地特征的主要条件。     

中国东部城市下垫面变化对南海夏季风爆发影响的数值模拟

本文利用美国国家大气研究中心(NCAR)开发的公用大气环境模式(CAM5.1)进行了中国东部大规模城市下垫面变化对南海夏季风爆发影响的数值模拟研究.结果表明:CAM5.1模式能够很好地模拟出东亚夏季风系统季节演变过程中大尺度环流场和降水分布的变化.敏感性试验结果表明中国东部大规模城市群的发展会使得南海夏季风提前1侯爆发;控制试验中5月中旬南海地区东南风向西南风的转变,以及降水量激增现象的出现,均较无城市试验中提前.同时,城市化快速发展阶段与南海夏季风爆发的年代际变化存在时间段的吻合,初步推断城市下垫面发展可能是1993年之后南海季风提前爆发的原因之一.对南海季风爆发影响的原因分析可以看出,城市化引起的下垫面物理属性变化,使得从春至夏的季节转变中,东部(110°-120°E)中高纬度陆地对大气的感热加热增强,减小了海陆之间的热力对比,加快陆地低层大气降压,从而引导南海季风提前爆发.     

1998年南海夏季风环流与动能收支的多尺度特征

利用1998年NCEP／NCAR日平均资料研究南海夏季风环流及动能收支的多尺度变化。结果表明：1998年南海夏季风环流在对流层高层以季节变化为主,在低空以季节内变化为主;但在整个对流层,动能收支各项的变化均表现为短周期变化过程较强,而季节变化则较弱。在夏季风爆发前后,动能收支主要取决于120d和30-60d变化,爆发阶段突出了准两周与天气尺度变化的重要作用。     

贵州主汛期季节内振荡特征

利用NCEP提供的OLR逐日再分析资料与贵州省气象局提供的85站逐日降水资料通过小波分析、序列相关、带通滤波、合成分析等方法,分析了1979—2012年大气季节内振荡与贵州主汛期降水的相关性和影响区域.分析得到:大气季节内振荡的对流活动对贵州主汛期降水占主要贡献,且大值区分布在贵州省中东部.通过将1979—2012年中大气季节内振荡活跃与不活跃的年份进行挑选,对其波动特征、影响区域以及传播路径进行对比分析.结果表明,ISO活跃年时,ISO波动强度大周期较明显,6—7月上旬从副热带西太平洋向西传播到孟加拉湾北部,7月下旬—8月从副热带西太平洋向西传播到孟加拉湾西北部;ISO不活跃年时,ISO波动强度小周期不明显,6—7月下旬和7月中旬—8月底从阿拉伯海北部向东传播到副热带西太平洋.     

南海夏季风爆发与华南前汛期锋面降水气候平均的联系

利用1958-2000年NCEP/NCAR再分析日平均资料、中国气象局气候中心常规地面观测日降水资料,从气候平均角度诊断分析了南海夏季风爆发和撤退前后大气结构特征及其与南亚季风的差异,探讨华南前汛期锋面降水对南海夏季风爆发的可能影响。结果表明:①季节转换期间南海地区大气热力结构、动力结构的配置具有与孟加拉湾和南亚地区明显不同的特征,大气低层(850 hPa以下)温度梯度的逆转(由负变正)发生在西南季风爆发之后。②850hPa西风建立在南海大气低层(850 hPa以下)经向温度梯度为弱负值的时候,是受热成风约束的结果。③季节转换期间南海地区大气热力结构、动力结构的配置具有独特性,是由于东亚地区独特的地理位置,受来源于中纬度冷空气影响的缘故。④随着华南降水强度加强,对流释放潜热加热了中高层大气,有利于南海经向温度梯度的逆转,从而在热成风关系约束下使高层南亚高压的北移,因此华南前汛期第一阶段锋面降水是南海夏季风爆发的有利因素。     

东亚地区汛期OLR季节内振荡型的年际变化特征

 分析了1979—2005年5—8月东亚地区向外长波辐射（OLR）主要的空间模态和季节内振荡（ISO）强度的年际变化特征,并研究了各个模态主要ISO型之间的联系。结果表明,5—8月东亚地区OLR存在3种主要的空间模态：西太平洋偶极型（WPD）,西太平洋经向型（MWP）和东亚中纬太平洋波列（MEAP）,其时间变化表现为10～20,20～30和30～70d的周期振荡,其强度均存在极显著的年际变化,由东亚夏季风区加热强迫和大气内部非线性相互作用引起。WPD的主要ISO型之间相互独立,MWP和MEAP的不同ISO型之间存在强的相互作用。深入研究这3个模态的20～30和10～20d振荡变化特征,对于东亚地区夏季10～30d延伸期预报具有重要意义。     

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.     

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.     

南海夏季风强弱年青藏高原地区春季大气的低频振荡特征

利用NCEP／NCAR再分析资料和气象台站逐日地温、气温观测资料,通过带通滤波的方法对南海夏季风典型强弱年,青藏高原地区3—6月大气低频振荡信号分布和传播特征进行了分析研究．指出在春季青藏高原地区的高度场和纬向风场存在30-60d大气低频振荡、准双周和5—7d的大气振荡．揭示了在典型的南海夏季风强、弱年,200hPa,500hPa上低频振荡产生的位置,强度及传播特征各不相同．在典型强季风年份,高原北部形成低频振荡并向北传播;而在弱季风年份,高原地区的低频振荡具有原地振荡的显著特征．在强季风年,高原的非绝热加热削弱高原地区低频波,非绝热加热在高原以外的东西两侧中再现出来,与南北两支急流相联系．在弱季风年份,高原地区的非绝热加热起着加强高原地区低频波的作用;形成了以高原为中心的准南北方向上的振荡特征．     

热带和副热带大气准双周振荡特征对西北太平洋台风路径的影响

根据美国联合台风预警中心热带气旋的数据(1979—2010年)以及NCEP/NCAR再分析风场和高度场的资料,从气候学角度分析了近32年夏季西北太平洋3类路径台风的大气准双周振荡的特征,并合成分析了6~10月3类路径台风生成时刻的原始环流、低频环流以及QBWO周期内低频环流的演变过程,结果表明:对流层低层至中层的大气存在明显的10~20 d准双周振荡特征,这对西北太平洋台风路径的预报有很好的指示作用;低频环流的演变特征表明,在西北太平洋地区,QBWO是通过低频气旋和低频反气旋来影响南海的季风槽以及副热带高压的强度和位置,进而对台风的生成位置和移动路径产生影响;菲律宾以东低纬度地区生成的低频气旋易于台风的生成,低频气旋的正涡度带走向和移动趋势预示着台风未来的移动方向;另外,在副热带地区同样存在着一支自西向东传播的大气准双周振荡波列,热带与副热带大气准双周振荡的相互作用对台风的路径产生了重要影响,这对台风路径的预报有较好的参考意义.     

南海表层水温年循环的谐波特征

通过对ＮＣＥＰ１°×１周平均ＳＳＴ资料（１９８２－１９９４）进行谐波分析,发现南海ＳＳＴ年循环中基波Ｗ１和第二谐波Ｗ２是决定性的谐波,诸谐波具有准驻波特征;气候平均意义下的季节内振荡不显著,此外,还讨论了南海全区ＳＳＴ在夏季风爆发之前迅速增温的原因。     

南海夏季风爆发与华南前汛期锋面降水异常变化的联系

利用1958-2000年NCEP/NCAR再分析日平均资料、中国气象局气候中心常规地面观测日降水资料,分析南海夏季风爆发异常情况下大气结构的变化特征,讨论华南冷空气活动、前汛期锋面降水情况与南海夏季风爆发异常之间的关系。结果表明:①南海夏季风爆发日期的异常变化主要取决于低层纬向风变化。②200 hPa以下对流层温度经向梯度逆转较早(晚),并且有(无)从上往下逐渐传播的变化趋势,则南海夏季风爆发偏早(晚)。③华南春季冷空气活跃(不活跃),降水偏多(偏少),南海季风爆发偏早(晚)。④综合提出了一个关于华南冷空气活动、锋面降水与夏季风爆发之间关系的物理概念模型。     

南海表层水温的季节内振荡

采用谱估计和相关分析等方法分析了１９８５年夏半年的水文气象资料，证实南海表层水温存在季节内振荡，这种振在深水区与浅海区有着明显的差异。分析表明：南海水温季节内振荡与南海纬向风分量ｕ的振荡密切相关。     

南海及其邻近海域SST系统的点概率密度谱特征

采用相空间点概率密度谱分析方法对南海及其邻近海域ＮＣＥＰｒｅａｎａｌｙｓｉｓＳＳＴ候平均资料进行了分析,发现南海与其邻近海域的ＳＳＴ系统的结构均具有混沌特征,南海与孟加拉湾ＳＳＴ系统的耦合谱分布几乎一致;年变化最显著,年际变化次之,季节内变化相对较弱。邻近西太平洋ＳＳＴ系统中的准３ａ耦合振荡相当显著。对于季节内振荡,西太平洋ＳＳＴ系统强于孟加拉湾和南海的ＳＳＴ系统。结果还表明季节内振荡（３０￣６０     

热带印度洋偶极子区域海表面温度特征与海流相关性分析

为了研究热带印度洋偶极子(IOD)爆发年其耦合作用迅速消亡是否由海流异常引起,利用1958—2007年热带印度洋月均海表面温度(SST)和海流数据,分析IOD的主要特征,并探讨IOD与ENSO和海流异常之间的相关关系。通过对印度洋偶极子指数(DMI)及其经Hilber-t Huang变换后得到的固有模态函数(IMF)与南方涛动指数(SOI)的相关性分析,指出IOD与ENSO之间可能存在相关性,其中,表现出准2a周期振荡的IMF-3与ENSO相关性最好。通过对IOD爆发年DMI的进一步分析,证实IOD具有季节锁相的重要特征,并探讨该季节变化与海流异常的相关关系。结果表明,海流异常在热带印度洋SST的耦合振荡中起重要作用,但是它可能不是引起IOD迅速消亡的原因。     

澳大利亚高压对南海夏季风爆发前期的影响

利用NCEP/NCAR的在分析资料,分析了1948～2004年期间澳大利亚（以下简称澳高）的年变化和日变化及其对南海夏季风的影响。结果显示在澳高强弱年这种影响有着不同的结果：在年际变化中,澳高与南海夏季风的相关性在澳高弱年明显大于强澳高年;而日变化中,澳高与南海夏季风的相关性在澳高弱年为正,澳高强年则为负。进一步研究表明,造成这些现象的原因大致可以归为：强弱澳高年,越赤道气流的通道变换;西太平洋副热带高压（以下简称副高）的位置偏向;马斯可林高压（以下简称马高）的作用的叠加效应.这些作用对于南海夏季风的重要组成部分：越赤道气流产生了重要影响,从而影响了南海夏季风的强度。     

贵州省降水集散程度时空变化及其影响因素分析

基于贵州省1961—2017年19个气象站点逐月、逐日降水数据,计算年尺度与多年尺度下的降水集中指数(PCI),分析贵州省降水集中度的时空变化特征和影响因素。结果表明:1)贵州省年PCI值介于12.81～16.39之间,属于中、高度集中度,多年尺度PCI值呈现出明显的局地空间差异;2)贵州省PCI值的变化趋势从东北部到西南部逐渐增大,说明研究区东北部年降水分配有逐渐趋于集中的趋势,西南部年降水呈现出逐渐趋于较为均匀的态势;3)该区域多年尺度下的春、夏、秋、冬季PCI值的范围均在9.0～13.37之间,属于中度集中度,但PCI值在各个季节的空间差异是较为明显的;4)海拔和大气环流是影响该区域降水的主要因素,海拔越高,PCI值越大,即随着海拔高度增加,年降水趋于相对集中分布的态势。交叉小波变换和小波相干谱分析表明贵州省年降水集中度与太平洋年代际振荡(PDO)、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、南亚夏季风指数(SASMI)和南海夏季风指数(SCSSMI)等存在不同时间尺度的共振周期,但在不同时域中的相关性却存在一定的差异,说明大气环流指数是影响该区域年PCI变化的重要因素之一。     

亚洲热带边缘海近20年热带风暴生成纬度与海温变化的趋势分析

亚洲热带边缘海包括阿拉伯海、孟加拉湾、南海和西北太平洋.文中利用美国海军联合台风警报中心JTWC(Joint Typhoon Warning Center)提供的1979-2002年南亚热带边缘海域热带气旋资料和同时期NCAR/NCEP海表温度资料分析了热带气旋生成的纬度趋势.结果:伴随海温的升高,阿拉伯海、孟加拉湾和南海的热带气旋生成最低纬度和平均纬度都有减小的趋势;西北太平洋的热带气旋生成纬度还有增大的趋势;对应低纬海温年际升高,热带气旋生成纬度有减小的年际振荡.