极端高温天气对玉米产量的影响及其与大气环流和海温的关系

高温热害已成为玉米生长过程中的一个重要威胁。本文中,我们定量分析了省份尺度上夏季极端高温日数对玉米产量的影响,结果表明在中国不同省份,当高温指数增加一个标准差时,玉米减产范围为-1.56%^-15.06%,其中以东北、华北地区减产最为严重。进一步分析表明,在1990年代中后期东北、华北极端高温日数显著增加,发生突变。当东北、华北上空500 h Pa位势高度场出现正异常时,天气比较晴朗,入射太阳辐射增加,使得地面温度升高,有利于极端高温天气的出现;而风场上,东北地区尤其是黑龙江盛行西风,经向环流减弱,冷空气不易入侵,使得该区温度偏高,华北地区则以偏南风为主,来自中国内陆的温暖气流被带到该地,为极端高温天气的发生创造有利条件。影响东北极端高温天气的关键海域位于黑潮地区,而ENSO对华北极端高温日数的影响更大,当ENSO指数异常偏高时,西太平洋副热带高压偏东,华北水汽输送通道受阻,水汽辐散,且盛行下沉运动,华北地区易出现高温、干旱天气。

基于OLR资料的青藏高原地区对流活动研究

本文利用1980~2019年美国NOAA系列卫星观测的向外长波辐射(OLR)月平均资料和欧洲中心ERA5月平均地表热通量资料,研究青藏高原(以下简称高原)地区OLR与对流活动的时空分布及其演变特征,以及地表热通量与高原夏季对流活动之间的关系。结果表明:高原地区平均OLR强度由高原周边地区向中部递减,高原东部OLR低于西部,高原东部对流活动显著强于西部;近40年高原OLR总体呈较平稳的增强趋势,存在显著的6年与2~3年的周期特征,对流活动总体呈缓慢减弱趋势,但不同区域不同季节对流活动的变化趋势存在差异,其中夏季高原对流活动呈增强趋势,其他季节则以减弱趋势为主。各季节在高原三江源地区附近对流活动均呈减弱趋势,在高原南部喜马拉雅山脉北侧地区,对流活动则呈一致的增强趋势。夏季高原地表潜热通量普遍强于地表感热通量,且二者分布型近似相反。高原对流活动演变与地表感热、潜热通量均有关,且与地表感热通量的关系更为密切,二者之间普遍存在负相关关系,且在高原西部最为显著;地表潜热通量与高原东西部对流活动间相关呈东西向偶极型分布,在高原西部二者之间存在正相关关系,在高原东部则表现为负相关。

1991年8月季风涡旋个例形成的模拟研究

季风涡旋对台风活动有重要的影响,因此研究季风涡旋的形成机制有利于提高台风预报的准确性。此研究利用中尺度非静力数值模式WRF-ARW模拟1991年8月季风涡旋的生成过程,并对其生成机制进行分析。模式结果表明,此次季风涡旋个例是由一个中纬度气旋性低压发展而来。初期中纬度高层正位势涡度的强迫作用有利于对流层低层气旋性低压的发展和维持,随后高层动力强迫作用减弱,但中纬度气旋性低压在南移过程中其东南侧对流带逐渐与低纬地区的对流带合并,使得对流潜热释放增强,进而使低压在Gill响应的作用下不断加强并最终形成季风涡旋。同时,涡旋的对流结构表现出明显的非对称性,因而使其得以维持较大尺度。敏感性试验的结果表明对流层高层强迫对于初始低层扰动的发展至关重要,而后期热带地区的潜热释放有利于季风涡旋的增强。