闭合气压系统环流指数的定义及计算

定义了球面上单个气压系统的面积S、强度P、中心位置(λc,φc)3种环流指数;结合NCEP/NCAR月平均气压(位势高度)场资料,给出了它们的计算方法。实际计算了历年逐月500hPa北半球极涡的上述环流指数,求得它们的逐月多年平均(气候)值。初步分析表明,它们能简洁定量地描述北半球极涡的季节变化和年际异常特征。S、P、(λc,φc)的定义和算法,也适用于极涡以外的其他闭合气压系统或球面上其他要素场中的闭合系统。

中国气候资料站网均匀化订正的一种方案及应用

定义了中国160站站网不均匀性的两个度量参数—站域面积和站网密度。在给定球冠区面积S0=50×104km2下求得了它们的值,并论证了其合理性。用它们构造了第一类权重函数,将该权重函数应用于中国160站站网1、4、7、10月气温的全国气候平均值及均方差值的计算,得到了合理的结果。同时,构造了第二类权重函数,并应用于气温距平场时间序列的订正,对订正前、后的距平场序列进行EOF(empiricalorthogonalfunctions)分析,论证了订正后的结果优于订正前。

闭合气压系统中心位置指数的计算方案

王盘兴等在"闭合气压系统环流指数的定义及计算"一文中定义了闭合气压系统的面积指数S、强度指数P和中心位置指数(λc,φc),并给出了它们的计算方案。但其中(λc,φc)的计算方案对低纬系统的计算存在明显误差,误差原因是原方案中的极点球面坐标系不适合低纬系统的计算。本文建立了一套原点位于搜索区Ω中心的新球面坐标系,通过坐标转换实现了低纬闭合气压系统中心位置指数(λc,φc)的准确计算。对7月南亚高压和1月蒙古高压中心位置指数(λc,φc)的实际计算表明,它既消除了低纬系统(南亚高压)(λc,φc)原计算方案的明显误差,又保持了与高纬系统(蒙古高压)(λc,φc)原计算方案计算结果的一致。因此,本文给出了适于计算任意纬度闭合气压系统中心位置指数(λc,φc)的计算方案。

闭合气压系统中心分布特征量及应用

用单位半径球面上闭合气压系统环流指数P(强度)、C(中心位置)的多年序列,构造了历年系统中心在C-周围分布的3个特征量:1)平均距离r,它定义为历年系统中心C偏离于气候中心C-(即中心位置异常C′)的权重几何平均距离,是系统中心分布区域大小的度量;2)压缩系数μ,它描述了历年系统中心分布区域偏离于圆形的程度,是历年系统中心位置分布各向异性的度量;3)极大异常方向β,它用系统中心极大异常偏离-C处正东方向的角度,给出了系统中心的主要异常方向。对1948—2007年6、7、8月100hPa南亚高压中心位置分布特征量的计算结果表明,它们能简要、精确地描述系统中心位置异常在球面上的分布特征。根据r、μ、β的定义,它们也适用于精确描述球面上其他要素场中闭合系统中心在球面上的分布特征。

气象向量场奇异值分解方法及其应用

给出一个实现气象向量场时间序列奇异值分解的简单方案。用它分析赤道太平洋区域年际尺度海气异常关系。

赤道太平洋区域风应力与海表温度年际异常的奇异值分解

用向量场奇异值分解方法分析了赤道太平洋区域风应力场与海表温度场年际异常的相关联系．结果表明，最主要的一对奇异向量与ＥＮＳＯ循环关系密切，其主要特征为赤道中、东太平洋风应力向赤道的异常辐合（辐散）与该区的ＳＳＴ异常升高（降低）准同步变化．对７０和８０年代的４次ＥｌＮｉｎｏ事件中标准化风应力异常场的分析表明，它们均表现出赤道中、东太平洋的辐合．这一结果可能比用信风张弛描述ＥＮＳＯ循环中的环流异常更合理和更具代表性．

热带气候风场的傅立叶分析方案及试验

给出了热带气候风场V-的一个傅立叶分析方案。对热带(30°S^30°N)区域1月850hPa气候风场V-的试分析结果表明:V-具有低维、低阶特征,|m|=0,4的9个低波数分量共拟合了V-模方的92.4%。0波分量V-0最重要,拟合了V-模方的56.4%,它主要给出了纬向平均信风带结构特征。定常波(V-*)拟合了V-模方的43.6%,也具有低维、低阶特征,|m|=1,4的8个低波数分量拟合了V-*模方的82.6%,由它们构成的定常波合成风场V-4*与V-*的相似系数高达0.909,它给出了V-*的主要环流系统。因此,傅立叶分析方法是分析热带气候风场的一种有效方法。

北半球500hPa多年平均高度场的球函数谱结构

对北半球５００ｈＰａ月平均高度场的热带部分作了合理的资料插补，用所得资料求得了北半球５００ｈＰａ逐年１、７月高度场的球函数系数。据此对北半球１、７月多年平均高度场的球函数谱结构作了分析。结果表明，它们具有低维低阶特点，基本环流特征及季节变化可以由约２０个球函数分量得到描述。

热带西太平洋海表温度长期变化的特殊性

揭示了５０年代以来热带三大洋海表温度（ＳＳＴ）长期变化的两个基本构成（线性增温及ＥｌＮｉｎｏ－ ＬａＮｉｎａ振荡），并比较了它们在三大洋中的典型程度。在此基础上重点分析了热带太平洋西、中、东部ＳＳＴ长期变化的差异，指出热带西太平洋ＳＳＴ长期变化中ＥｌＮｉｎｏ－ Ｌａ Ｎｉｎａ振荡相对较弱。

季风区环流季节变化及其在El Nino年的异常

该文用ＥＯＦ分析方法研究了１９８１～１９８３年５～９月印度洋、西太平洋季风区环流的季节变化及其年际异常。所得第１特征向量是季风分量。其１９８３年的时间系数曲线与１９８１、１９８２年的差异表明，ＥｌＮｉｎｏ年夏季风环流弱，且其向北半球夏季型的转变期较正常年推迟。在西太平洋地区它表现为副高北进的滞后，用ＩＡＰＧＣＭ作的一个相应的数值试验证实了上述结果的正确。

北半球500hPa月高度距平场的球函数谱结构

给出了用场集球函数展开系数分析其距平场集模方球函数谱结构的方案。用１９５１～１９８６年１、７月北半球５００ｈＰａ高度场球函数展开系数，分析了距一场的球函数谱结构。结果表明，它们具有低维、低阶的特点，距平环流的基本特征及季节、年际变化可以用不足５０个球函数分量较精确地描述。

低纬850百帕辐散风场的年变化及其在厄尔尼诺年的异常

本文分析了约10年的850百帕月平均风场的辐散分量。结果表明:各季中月气候速度势场中存在3个辐合区和3个辐散区;季节变化明显的区域是南亚高原、南美洲和非洲;印度洋东部及低纬太平洋区域少变。辐散风场的年际异常与厄尔尼诺(反厄尔尼诺)事件关系密切,1982—1983年厄尔尼诺事件期间,辐散风场中有一个与之相应的异常过程存在。

球函数分析中经向数值积分的改进方案

在全球气候场的球函数分析中 ,定积分∫π0 q(θ) sinθdθ的近似计算是重要的。本文基于几何分析给出了它的一个改进方案 ,对标准化缔合勒让德函数 Pmn 的模和正交性计算表明 。

原观测场时间序列两个统计场的相似性讨论

一些研究认为，原观测场时间序列的第一特征向量场与时间平均场表现出强相似。经研究得出，原观测场时间序列的这两个统计场间存在本质差异。它们的相似性依赖于原观测场时间序列在相空间中的结构。时间平均场（气候场）与时间偏差（异常）场集的相对强弱在二者相似与否中起到重要作用。

关于EOF分析方法的一个试验

对同一地理区域的候平均要素距平场时间序列,设计了5种不同空间格点数(以n记)的EOF试验。结果表明,存在一个格点数的阈值n_0,当n>n_0时,EOF分析结果的差异甚小;当n<n_0时,差异明显增大。这对理解应用中EOF分析方法结果的稳定性有益。

准40天振荡沿指定路径传播的复经验正交函数分析

采用复经验正交函数(CEOF)方法分析了准40天振荡沿赤道和某些大圆路径传播的规律.其第一特征向量及其时间系数表明,它们存在明显的时间(季内、季节、年际)和空间差异,揭示了低频振荡传播规律的复杂性.

复经验正交函数分析结果的直观显示

对复经验正文函数分析结果显示作了改进，导出了时空振幅、位相函数，并给出了时空振幅位相函数图。试验及实际分析表明，它具有直观性。

大气环流的奇偶对称性(Ⅱ)度量方法和异常分析

本文首先给出南、北半球环流奇、偶对称分量的绝对、相对度量方法。用它分析了1980－1986年月平均500hPa高度场中奇、偶对称分量的季节变化和年际异常。结果表明：重大EINi－no事件与全球月平均环流奇、偶对称分量的异常存在明显联系，环流偶对称分量的异常与EINino事件盛期准同时出现，奇对称分量的异常在EINino事件发生前半年出现。这一联系在200hPa高度场中甚至表现得更清楚。

IAP GCM模式大气背景环流在厄尔尼诺年的异常

本文分析了中国科学院大气物理研究所大气环流模式(IAP GCM)模式大气5～9月平均环流(本文称为背景环流)。结果表明;厄尔尼诺年一系列重要系统(南方涛动、瓦克环流、哈德莱环流、西太平洋副热带高压和热带辐合带)及大范围降水均发生明显异常;北半球西太平洋热带、副热带是环流异常的主要区域。它们与观测资料的分析结果基本一致,从而论证了该模式在低纬环流研究中的应用前景。

垂直低分辨率GCM模式大气平均经圈环流的诊断

以ＩＡＰ２－ＬＧＣＭ为例，给出垂直低分辨率ＧＣＭ模式大气平均经圈环流质量流函数的一个计算方案。结果表明，模式大气的Ｈａｄｌｅｙ环流季节变化与实际大气相一致。ＥｌＮｉｎｏ年模式大气平均经圈环流中可分离出一个与ＥｌＮｉｎｏ型ＳＳＴ异常关系密切的异常经圈环流，它导致平均Ｈａｄｌｅｙ环流向北半球盛夏型转变的滞后。