赤道东太平洋海温及ElNino/LaNina的反演及预测

基于NCEP/NCAR资料,利用人工神经网络BP模型及其优化算法比较准确地建立起了赤道纬向风同滞后的赤道东太平洋海温之间的映射关系和预报模型,该模型具有较好的拟合精度和预报效果,可以效好地描绘赤道东太平洋海温的变化趋势,比较成功地模拟和仿真出了1982/1983和1986/1987年的ElNino以及1988年的LaNina现象.     

台风季中国热带气旋降水的典型模态及显著影响因子

本文利用客观分离的热带气旋降水的台站资料,运用经验正交分解法分析了台风季中国热带气旋降水的前两个主要典型模态及其与同期西北太平洋热带气旋源地路径的关系,以及与海表面温度和500 hPa环流场的关系.结果表明:热带气旋降水第1模态表现为以华南西南为正中心而华东为负中心的偶极子振荡型,此模态出现于赤道中东太平洋海表面温度一次冷异常过程的鼎盛时期,对应的西北太平洋500 hPa环流异常主要表现为低纬中西太平洋海域的东风异常以及中国区域北高南低的环流异常,在这样的环流异常配置下,热带气旋源地显著偏西,西行路径显著偏多,而北折路径较为偏少.热带气旋降水第2模态表现为以华东及海南南端区域为正中心的中国大部地区的一致同步型,此模态出现于赤道中东太平洋海表面温度一次冷异常逐渐减弱并向暖异常过渡的相位变化时期,对应的西北太平洋500 hPa环流异常各月差异较大,7、9月份的环流异常配置使热带气旋路径偏南更易侵袭我国海南等南端区域,而8月的环流异常配置导致热带气旋源地偏北,中国东南近海热带气旋生成频数显著偏多,且其路径更易北折影响华东地区.     

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。     

西北太平洋生成热带气旋的年代际变化

为了分析热带气旋年代际变化的特征和造成这种变化的原因,利用西北太平洋编号台风资料对1949～2003年55 a的西北太平洋热带气旋特点进行分析,发现西北太平洋生成的热带气旋不管是频数还是生成位置都存在明显的年代际变化,根据热带气旋频数的年代际变化,把研究的55 a分成低频时期(LFP)和高频时期(HFP)分别加以考察.结果发现:热带气旋生成的高低频时期海气条件存在明显的差异,HFP的海温、对流、涡散度和切变条件都有利于西北太平洋热带气旋的生成,而LFP则明显存在物理量场的相反异常.这表示HFP的海气环境相比LFP更有利于热带气旋生成,说明了变化的海气条件是引起热带气旋频数和生成位置年代际变化的主要原因.     

1949—2010年西北太平洋热带气旋时空分布特征分析

利用1949—2010西北太平洋热带气旋最佳路径数据集,分析了西北太平洋热带气旋的时空分布特征,结果发现:1)62a来西北太平洋生成的热带气旋和登陆我国的热带气旋年频次呈下降趋势,热带低压下降的趋势尤为明显;2)热带气旋平均生成位置随着月份变化呈现季节移动规律,纬度上有明显北移趋势;3)热带气旋中心气压低值和最大风速高值主要集中在南海盆地和菲律宾海以东洋面区,热带气旋前移速度分布具有显著纬度地带性.     

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.     

南亚边缘海域热带气旋年频次与对流层风场变化的关系

利用1958—1998年NCAR/NCEP再分析资料和美国海军联合台风警报中心JTWC(Joint Typhoon Warning Center)提供的同时期南亚边缘海域(包括阿拉伯海、孟加拉湾和南海)热带气旋资料,分析了这3个海域热带风暴高发期气候上100hPa和850hPa风矢量特征,以及100hPa纬向风强度分别与这3个海域热带气旋年频次之间的关系。结果表明:在阿拉伯海及孟加拉湾热带气旋生成数与100hPa东风气流强度之间存在极好的正相关关系,即东风气流加强热带气旋数目增多,反之减少。而南海由于位于南亚高压东南侧,经向风的显著地位使南海热带气旋与100hPa经向风强弱变化有联系而与纬向风的关系减弱。     

南海热带气旋风力的逐步回归分析及预报

选取具有天气学意义和物理意义的９个预报因子，采用逐步回归分析，建立了８４个统计预报方程，用于东南沿海１４个台站预报热带气旋影响的风速．根据统计样本外的１９８８年的资料作预报检验，结果表明所建立的一套统计预报方程是可以用于实际预报的．     

西北太平洋2001-2014年热带气旋结构变化的环境垂直风切变和水汽场统计

利用Best Track资料、TRMM卫星资料和NCEP再分析资料中2001—2014年西北太平洋海域385个热带气旋(TC)的4967个观测记录, 将TC结构变化分成9类, 并分析 TC结构变化对垂直风切变和水汽场的响应。结果表明, 西北太平洋强度增大的TC主要伴随东风切变, 强度减小的TC主要伴随西风切变。在较强的垂直风切变(v > 5 m/s)作用下, TC的结构变化没有明显的水汽异常; 而在较弱的垂直风切变(v ≤ 5 m/s)作用下, “增强增大” (“缩小减弱”)的TC伴随着正(负)水汽异常。     

南亚边缘海域热带气旋年频次与对流层风场变化的关系

利用1958-1998年NCAR/NCEP再分析资料和美国海军联合台风警报中心JTWC (Joint Typhoon Warning Center)提供的同时期南亚边缘海域(包括阿拉伯海、孟加拉湾和南海)热带气旋资料,分析了这3个海域热带风暴高发期气候上100hPa和850hPa风矢量特征,以及100hPa纬向风强度分别与这3个海域热带气旋年频次之间的关系。结果表明:在阿拉伯海及孟加拉湾热带气旋生成数与100?hPa东风气流强度之间存在极好的正相关关系,即东风气流加强热带气旋数目增多,反之减少。而南海由于位于南亚高压东南侧,经向风的显著地位使南海热带气旋与100hPa经向风强弱变化有联系而与纬向风的关系减弱。     

The wavelet analysis of satellite sea surface temperature in the South China Sea and the Pacific Ocean

Using wavelet transform, the sea surface temperature (SST) during the period of 1982–1999 of the South China Sea and the equatorial Pacific, from datasets of NOAA/AVHRR, was analyzed. It is shown that there are 4- and 8-year interannual oscillations in the eastern equatorial Pacific and 8-year interannual oscillation in the western equatorial Pacific. In terms of attractive time-frequency localization and multi-scale properties of wavelet transform, as shown by the Morlet wavelet, it is found that an in-phase coupling oscillation occurs between the SCS and the equatorial Pacific. The SST changes of SCS will have echoed every event of EI Niño (abnormally warm) and La Niño (abnormally cold) in the equatorial Pacific. There is a positive correlation between the SCS and the western equatorial Pacific in the 8-year time-scale. Evidence is presented that the SST anomalies of the equatorial Pacific influence the SST of the SCS.     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对山东省气候的影响

基于1961年以来发生的厄尔尼诺/拉尼娜事件和山东省气候资料,分析了1961年来山东省气候变化特点,并对降水量、气温、干旱灾害事件与厄尔尼诺/拉尼娜事件之间的关系进行统计分析,初步揭示了厄尔尼诺/拉尼娜事件对山东省气候的影响.结果表明:1961年以来山东省气温呈现明显波动增高趋势,年降水量呈现明显波动减少变化趋势,但是波动程度有差别;厄尔尼诺/拉尼娜事件对山东省气温、降水和干旱灾害影响显著,厄尔尼诺年降水减少,降水量低于正常年降水量87.11mm,发生干旱灾害的可能性较大,一般给山东省工农业生产带来不利影响;拉尼娜年降水增多,高于正常年降水量53.37mm,气温仅比正常年份平均气温低0.1℃,发生干旱灾害事件的可能性减少,通常给山东省工农业生产带来正面影响.     

厄尔尼诺与湖北暖冬及冷冬的关系

根据１９５１－１９９８年湖北１－２月气温资料,研究了湖北冬季温度变化同北 温的联系及相关结构,具体描术字在厄尔尼群诺年和拉尼娜年湖北冬季温度距平的差异性,结论是在厄尔尼诺年湖北冬季温度明显偏高,易出现暖冬,拉尼娜年则相反,易出现冷冬。     

Signal propagations and linkages of subsurface temperature anomalies in the tropical Pacific and Indian Ocean

The propagation characteristics of signals along different zonal-time profiles are analyzed using surface and subsurface temperature anomalies over the tropical Pacific and Indian oceans. Analyses show that there are intrinsic relationships between El Nio events in the eastern equatorial Pacific and dipole events in the equatorial Indian Ocean. In the region of tropical North Pacific between the equator and 16°N, there is a circle of propagation of subsurface temperature anomalies. El Nio events only happen when the warm subsurface signals reach the eastern equatorial Pacific. Dipole events are characterized when a warm subsurface signal travels along off-equatorial Indian Ocean to the western boundary. From these analyses, we believe that subsurface temperature anomalies can be considered to be the oceanographic early signal to forecast El Nio events in Pacific Ocean and dipole events in Indian Ocean, respectively.     

云南林火重灾年与太平洋海温异常变化关系的研究

运用异常度分析技术,研究发现如果东太平洋部分海域的某些年份海温升高,而后的第3年海温又偏低,则紧随而至的云南防火季可能是森林火险重灾年.另外,El Nino发生后的第3、4年云南就很可能具有爆发森林大火的气候背景,这为云南森林火险的长期趋势预报提供了一种方法.     

近57年来El Nino/La Nina事件对鄂尔多斯高原东缘气候的影响

根据1955年~2011年期间发生的El Nino/La Nina事件和鄂尔多斯高原东缘3个站点(兴县,绥德和榆林)的气象资料,利用统计分析的方法研究了1955年以来该区的降水量、温度、旱涝灾害与El Nino/La Nina事件之间的关系,揭示了El Nino/La Nina事件对鄂尔多斯高原东缘气候的影响.结果表明,鄂尔多斯高原东缘近57年降水量呈减少趋势而气温呈升高的趋势;厄尔尼诺年降水量比正常年平均降水量少87.6 mm,年平均气温比正常年高0.2℃;拉尼娜年降水量比正常年均降水量少22.3 mm,年平均气温比正常年低0.1℃,且其年降水量递减率和增温率略高于全国.厄尔尼诺事件对鄂尔多斯高原东缘降水量减少的影响和气温上升的影响要大于拉尼娜事件对鄂尔多斯高原东缘的影响.由小波分析可知,鄂尔多斯高原东缘降水变化在30 a尺度内存在2 a、8 a、20 a、27 a的变化周期,而气温变化在30 a尺度内存在3 a、5 a、7 a、29 a的变化周期.El Nino/La Nina事件对该区的旱涝灾害影响显著,旱灾年份出现厄尔尼诺的概率为63%,出现拉尼娜的概率为25%,厄尔尼诺年易于发生旱灾.     

热带气旋与南海季风的相互作用

通过个例分析和历史统计, 对热带气旋与夏季南海季风的相互作用进行了研究, 揭示了热带气旋活动导致南海低空急流增强的机制。在个例分析中, 以0604 号热带气旋 “碧利斯”为例, 利用中尺度数值模式 MM5 进行了多组数值模拟实验。结果表明, 强盛的西南季风使热带气旋登陆的维持时间变长, 对热带气旋的降水有显著的增幅作用; 与此同时, 热带气旋对西南季风的作用也不可忽略。在热带气旋登陆过程中引发的一系列中尺度对流系统, 会使得南海上空低层大气的气压梯度力增大, 导致南海季风中低空急流增强。最后, 对 1950?2009 年具有与 “碧利斯”相似路径的30 个热带气旋进行了统计, 发现其中80% 的热带气旋活动伴随着南海区域低空风速的正异常。     

南海热带气旋影响红河州的诊断分析及预报

对1960～1990年5～10月移进或生成于120°E以西15～23°N海面上的南海热带气旋进行统计分析,得到了它们的季节活动规律及对红河州影响的移动路径.探讨了热带气旋与西太平洋副热带高压,以及其它天气系统配合对红河州的影响过程,并从影响程度的大小进行区域划分,给出了热带气旋进入第一影响区和第二影响区后未来48?h内的降水概率,从而建立起路径预报判别指标与未来24?h的路径预报方程.     

江淮梅雨与西太平洋热带气旋的关系

每年初夏长江流域雨期的连续阴雨称为梅雨,西太平洋上靠近热带地区的强气旋称为热带气旋(我国习惯称为台风),这2种天气现象都属于大尺度范围内大气环流引发的.本文采用统计学方法分析了1946～2000年55 a间2个气候系统的相互关系,并计算2个系统指数的相关系数.结果表明:梅雨与台风呈负相关关系,即当年如果梅雨偏多,梅雨期偏长,则台风偏少.反之,台风次数多的年份,梅雨量较小,梅雨期短.春季或梅雨前台风次数较多的年份,入梅时间会晚一些,梅雨量少,梅雨期短;梅雨量较多的年份出梅后的台风较少,尤其是秋季台风明显减少.