广义湿位涡与暴雨落区预报的诊断分析

探讨了广义湿位涡理论及其倾向方程在暴雨落区预报方面的可应用性,为非均匀饱和广义湿位涡理论的业务应用提供了新的思路。资料诊断结果表明,非均匀饱和大气中的广义湿位涡虽然不具有守恒性,但由于其体现了实际大气的非均匀饱和特性,尤其是水汽梯度效应的引入,使得广义湿位涡的异常在对流层低层能比较清楚地反映出暴雨发生时期的高水汽集中的特性和机制,有效地反映出暴雨区以及暴雨落区的变化。

印度夏季风的年际变异与北半球大气环流的特征

印度夏季风的年际变异是大范围大气环流相互联系、相互影响的结果。本文应用１９５１—１９８５年印度夏季风资料，选取强季风年４年和弱季风年６年，分别对北半球５００ｈＰａ高度场进行距平合成分析和复自然正交函数（ＣＥＯＦ）分析。结果指出，大西洋和鄂霍次克海阻塞高压的稳定存在以及乌拉尔山低压槽的频繁活动与强印度季风年相联系，而大西洋和鄂霍次克海低压系统的频繁活动以及欧洲阻塞高压的稳定存在与弱印度季风年相联系。印度夏季风强弱不同年份，春季北半球大气环流已经出现了一些不同特征，这对于当年夏季风的强弱和北半球气候异常有预示作用。印度夏季风强弱的不同年份和不同季节，北半球存在极地和赤道低纬位相函数大而中高纬度位相函数小。

青藏高原500hPa高压的统计特征

本文普查1978—1987年共10年的天气图,找出了青藏高原500hPa层高压活动的个例336次,从而分析了它们的季节分布、维持时间、高原上高压活动的高频区以及高压移动路径等。同时选出高压个例18个,对其结构和天气影响也作了进一步的研究。

夏季青藏高原500hPa高压活动期间大气加热状况与大气环流特征

由于青藏高原５００ｈＰａ层出现高压系统的活动，使高原大气产生＂上高下高＂的气压场结构，从而东亚大气环流也发生某些相应的变化。本文统计分析了高原５００ｈＰａ高压的散度与垂直速度分布、高原大气热源的演变和１００ｈＰａ层涡度、纬向风以及经圈环流的变化等。结果认为，由于夏季高原５００ｈＰａ高压的活动，使高原上空垂直上升运动和对流加热受到抑制，１００ｈＰａ南亚高压强度减弱、位置北抬、有向西部型过渡的特征．高原北侧西风急流减弱，东风急流南支与北支合并后位于原北文东风急流位置以南，侵入高原南麓的西南季风减弱。与此同时，孟加拉湾上空上升运动有所增强，其对流加热对维持东风急流乃至南亚季风将起重要作用。

南亚夏季风期间100hPa南亚高压的活动与变化

使用１９８５年５～９月青藏高原及其附近地区的ＯＬＲ资料和同期该范围１００ｈＰａ位势高度格点资料，通过自然正交函数（ＥＯＦ）展开、功率谱和交叉谱的计算，研究了青藏高原上空时流发展的空间分布的两种主要类型，它和南亚高压活动的关系、它们的时间演变特征等。

1997/1998年青藏高原西部地区辐射平衡各分量变化特征

利用中日亚洲季风机制研究计划1997年9月～1998年10月在青藏高原西部改则和狮泉河2个站点自动气象站辐射平衡的观测资料,分析了高原西部2个地区辐射平衡各分量在不同季节的季节平均日变化和年变化特征,并且还与1979年5～8月第一次青藏高原气象科学实验的辐射观测资料和1982,1983年青藏高原辐射平衡观测实验的结果进行了比较分析.结果发现:高原西部辐射平衡各分量的变化不仅有季节之间和年际的差异,高原西部的不同地区之间的变化也有较大的差异:(1)总辐射在春夏两季相差很小,改则春季(3～5月平均)日变化的极大值甚至比夏季(6～8月平均)还大;(2)地表反照率的年际变化及两地之间的差异均可能较大;(3)大气逆辐射日变化、年变化特征与其他辐射分量明显不同,其日变化、年变化的位相均晚于其他分量;(4)两地之间地面辐射平衡的年变化似乎有一个位相差,改则的月平均最大值和最小值均较狮泉河晚了约1个月,因此从冬季到夏季的大部分时间里,改则的地面辐射平衡是小于狮泉河的,而在从夏季到冬季的大部分时间里,改则是大于狮泉河的.

青藏高原西部的地面热源强度及地面热量平衡

以 1997年 11月至 1998年 10月青藏高原西部改则和狮泉河地区自动气象站 (AWS)连续观测的近地层梯度资料 ,采用廓线通量法计算出观测期逐日的总体输送系数 ,进而用总体公式得出两站逐日的地面感热和潜热通量。结果表明 :在此观测期内青藏高原西部不论冬夏地面皆为热源 ,地面热源强度具有明显的季节变化 ,两站地面热源强度的年平均值分别为 82 .5W m2 和 6 8.2W m2 。结合辐射和土壤热通量观测资料揭示了两站的地面热量平衡状况 ,用地面热量平衡方程对以上结果进行了闭合误差检验。

1987年南亚夏季风的季节内变化

应用１９８７年５月～９月南亚地区ＯＬＲ格点资料，先进行距平合成分析，研究了这一年东南亚夏季风不同阶段对流发展的空间分布，然后用复自然正交函（ＣＥＯＦ）展开。

夏季亚洲大气热源汇的变化特征及其与江淮流域旱涝的关系

用2001年和2003年NCEP／NCAR再分析资料，计算了亚洲季风区两年逐日的大气热源汇〈Q1〉，再用谐波分析方法对〈Q1〉作带通滤波，得到了准30-70d的〈Q1〉低频分量，并分析了两年夏季大气热源汇和其低频振荡变化特征的差异，然后研究了一些“关键”区〈Q1〉低频分量的变化与我国降水的关系。结果表明：在2001年和2003年夏季的亚洲季风区，一方面应该有这样一种过程，大气热源汇低频分量经向和纬向传播的差异→江淮流域旱涝期东亚地区大气热源汇低频分量南北配置的差异→东亚地区大气热源汇本身的南北分布不同。另一方面，夏季的5～8月期间，高原中南侧有较强的低频热源（热汇）时，可导致其后期江淮流域降水偏多（少）；中国南海的作用则正好相反，南海有较强的低频热源（热汇）时，不仅可导致其后期江淮流域降水偏少（多），还可导致其后期青藏高原东部降水偏少（多）。因此，夏季亚洲季风区热源、热汇季节内变化特征的不同可导致我国江淮流域异常的旱涝发生。

青藏高原雨季的降水特征与东亚夏季风爆发

用小波分析方法研究了1993年和1994年青藏高原雨季降水的多时间尺度变化特征,结果表明,小波变换对高原上降水从活跃期到中断期之间突变的时间有很好的分辨能力,并发现强弱季风年高原降水的变化特征有很大的差异:即高原降水除了其季节变化外,强东亚季风年(1994年)还有明显的30～60天低频变化;弱东亚季风年(1993年)却是准双周的变化明显。另外,还将高原上降水从活跃期到中断期的变化与同期的NCEP资料作了一些对比分析,发现高原雨季的开始与东亚夏季风爆发可能有一定的联系,即高原东部夏季降水的第一次活跃期与东亚夏季风的爆发时间基本一致。

北太平洋中纬度负海温异常对副热带高压影响的数值试验

利用中国科学院大气物理研究所的T42L9全球大气环流模式,研究了1993年夏季北太平洋中纬度海温异常对西太平洋副热带高压的影响。数值试验结果表明:(1)中纬度地区负距平海温异常对其南侧太平洋副热带高压的形态和脊线位置都有影响,负距平海温异常试验的500hPa副热带高压的形态明显比气候平均海温试验更接近于NCEP资料实况,对流层中下层副热带高压脊线的平均位置也比气候平均海温试验要偏南,与实况比也更接近了;(2)在500hPa上,北太平洋中纬度负距平海温异常在其南侧产生的高度扰动使副热带高压向南偏移,而在其北侧产生的高度扰动则沿北太平洋中高纬度、北美中高纬度、北大西洋和欧洲南部以及地中海和北非地区的大圆路径传播,并影响和改变整个北半球大气环流的变化。1993年夏季北太平洋中纬度异常的低海温可能是该年盛夏6、7月北太平洋副热带高压位置异常偏南的重要原因之一。

青藏高原近地层通量特征的合成分析

利用中日亚洲季风机制合作研究计划 ,设置在青藏高原东部地区的拉萨、日喀则、那曲和林芝 4地 1993年 7月～ 1999年 3月近 7a的自动气象站 (AWS)近地层梯度观测资料 ,确定出分季节的高原地表粗糙度和逐日的地面总体输送系数 ,以此为基础用总体输送公式对地面动量、感热和潜热通量进行了计算 ,并用合成方法分析了 1993～1999年高原近地层通量夏季。

夏季青藏高原东部地区的水汽输送

本文从分析流场、湿度场的特征入手,对青藏高原东部地区的水汽通量、水汽通量散度进行了计算研究。

青藏高原地区总辐射超太阳常数的观测研究

为了研究青藏高原地区 (以拉萨站为代表 )太阳总辐射的变化情况 ,分别使用常规观测站资料和自动观测站资料。常规观测资料使用的是逐日太阳最大总辐射以及出现太阳最大总辐射的时刻。 1993年开始实施的中日亚洲季风研究计划 ,太阳总辐射是每隔 2 0 min采集一次。基于上述资料研究发现有青藏高原太阳总辐射大于太阳常数的反常现象。并对这种反常现象进行了统计 ,得到了一些有意义的结果 ,最后在非局域力学平衡 (NLTE)假设下 ,对出现这种现象提出了可能的解释。

青藏高原土壤热交换的计算方案及初步分析

从地温满足的热传导方程出发，导出了计算土壤平均和瞬时热通量的计算方案。该计算方案可同时计算出土壤热通量随时间和随深度的变化。它利用整层的地温信息来计算任一层的热通量，这种方案克服了用差分方案进行直接计算的局限性。然后使用中日亚洲季风观测实验期间的地温自动观测站资料和相应的常规观测资料，计算了青藏高原上土壤热通量及其变化，结果表明，不论是常规观测站还是自动观测站，其结果与青藏高原第一次观测实验所用热流板的直接观测结果是相近的，因而这种计算方案是实用而有效的。

青藏高原气象要素的周期分析

应用谱分析方法，分析了中日亚洲季风观测实验期间所使用的高原自动站冬夏两季气象资料在频域上的特征。结果表明，夏季有６～８ｄ、候、准４ｄ和２～２．４ｄ的振荡周期，冬季还存在１２ｄ即准两周的周期，还发现高原上的系统对四川盆地有影响。又用常系数物理系统的分析方法，研究了５００ｈＰａ高度场对热源分量的响应，发现对于短周期的温度波动，高度场几乎及时加以响应；对于中周期的温度波动。

青藏高原近地面层特征的初步分析

利用西藏日喀则、那曲１９９３年７月至１９９４年４月近地面层梯度观测资料，采用近地面层相似理论方法，计算了观测期间地面粗糙度、平均曳力系数、平均动量通量、平均感热通量和平均湍流系数，讨论了它们与稳定度的关系，给出了日变化个例。

夏季亚洲季风区典型旱涝年大气热源(汇)的变化特征

使用2001年和2003年NCEP/NCAR再分析资料计算夏季亚洲季风区大气热源(汇),再用BUTTER-WORTH带通滤波器对原始热源(汇)场进行带通滤波,得到2001与2003年夏季30-60天的大气热源(汇)的低频分量,然后分析两年夏季东亚各区域大气热源(汇)及其低频变化特征、传播特征和传播差异,得出以下结论:(1)2001年<Q1>呈连续带状分布;2003年热源中心分布零散且位置显著东移,热源(汇)强度比2001年减弱;(2)2001年和2003年<Q1>低频分量的平均分布有明显差异,且旱年低频分量强度远大于涝年;(3)2001年低频振荡向北传播范围仅到20°N-30°N的华南至江南地区,而2003年低频振荡多数可达30°N以北的江淮流域;(4)2001年低频分量纬向传播均为自西向东,而2003年在6-8月期间自东向西传播,5月和9月则主要由西向东传播。因此,江淮流域典型旱涝年分2001年和2003年在<Q1>低频分量的配置和低频波的传播上存在明显差异,这可能正是导致这两年气候巨大差异的原因之一。

《中日亚洲季风机制合作研究计划》青藏高原观测研究概况

详细介绍了自１９９３年开始以来《中日亚洲季风机制合作研究计划》在青藏高原上观测研究的一些基本情况。包括三个部分：观测仪器的特点、观测环境的气候特征和观测项目（要素）；观测资料的特点；