东亚夏季风环流和雨带的季节内变化

The Intraseasonal Variation of Summer Monsoon Circulation and Rainfall in East Asia

基于常规气象要素资料及变差度方法,分析了东亚夏季风环流的演变特征,发现东亚地区在夏季期间存在两次明显的次季节突变,主要表现为西太平洋副热带高压(副高)的两次东退北跳,第一次是在6月中旬,第二次是在7月下旬。由于副高与雨带密切相关,雨带在演进过程中也呈现出两次明显的突跳,分别对应于江淮流域至日本一带梅雨期以及中国华北和东北雨季的开始。较第一次北跳而言,副高的第二次北跳更为明显。副高的第一次北跳主要受南海地区对流活动加强的影响,而第二次北跳则是暖池对流活动与高纬地区环流共同作用的结果。暖池地区向东北方向传播的Rossby波列以及高纬地区东传的Rossby波通过锁相作用使得副高强烈北跳。此外,副高与其西部边缘凝结潜热的相互作用导致副高发生季节内的低频振荡。风场变差度的分析表明,高纬地区对流层中低层环流的调整随着夏季季节进程逐渐减弱,这与中高纬地区温差的变化有关。而高纬地区高层环流的调整在夏季后半期随着高度的增加却逐渐增强,这与高层环流从夏到冬的季节变化有关。从风场相似度的变化上还可以看到,副高第二次北跳后东亚地区呈现出明显不同的环流状态。南半球环流对于南海及暖池地区对流活动的增强有重要影响。6月中旬,南海与暖池地区对流活动的增强是由于南海西边界西风加强并向东扩展造成的,这与马斯克林高压(马高)的加强密切相关。而在7月中旬,澳大利亚高压(澳高)的增强使其东北部的越赤道气流加强,南半球大量冷空气侵入到暖池地区,加强了暖池地区的不稳定性以及低层的辐合,从而使暖池地区的对流活动增强。但在夏季前半期,暖池对流活动也可调制澳高强度与其东北部越赤道气流强弱的关系,使得二者呈现出相反的变化趋势。南半球冬季期间,澳高在振荡中减弱,这与澳洲大陆下垫面温度及上游马高的能量频散有关,前者影响澳高的变化趋势(减弱),而后者影响澳高的低频振荡。

This study tested the performance of ensemble Kalman filter（EnKF） under the perfect model assumption for storm-scale data assimilation of simulated Doppler radar observations.A series of observation system simulation experiments have been carried out to check the filter performances of EnKF in different configurations.It is found that the EnKF is very effective in the assimilation of storm-scale under the perfect model assumption if the configuration is properly set.An ensemble of 40 members and localization scale of 6 km are suitable to our experiments.To initialize the ensemble,adding smoothed Gaussian initial perturbations is superior to non-smoothed ones.Inflation that augments ensemble spread is necessary.Although the observation operator for reflectivity is strong nonlinear,assimilation reflectivity data only can bring positive effect to analysis.If both the radial velocity and reflectivity observations are assimilated,analysis will be better than that from single reflectivity assimilation.