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。

山东省夏季降水与赤道中东太平洋前期冬季海温对应关系的年代际变化

基于NCEP再分析资料的月平均500 h Pa高度场、NOAA月平均海温资料和山东省121个测站逐月降水资料,对1961—2015年山东省夏季降水与赤道中东太平洋海温对应关系的年代际变化进行研究。结果表明,山东省夏季降水在1970年代中期以及1980年代末、1990年代初发生了明显的转变。其中,在1970年代中期以前,山东省夏季降水量为线性减少趋势,总量偏多,而在1990年代以后,无明显变化趋势。山东省夏季降水与赤道中东太平洋前期冬季海温的关系在转变前后有明显差异:在1970年代中期之前,二者为反位相关系;1990年代之后,二者转为同位相关系。此外滑动相关结果也显示,1990年代以前,山东省夏季降水与Ni1o3区前期冬季海温为负相关关系,1990年代之后,二者为正相关关系。进一步研究发现,山东省夏季降水与西太平洋副热带高压之间的相关关系也发生了年代际变化:在前一时期,山东省夏季降水偏多年份的水汽主要来自东亚夏季风的输送;在后一时期,山东省夏季降水偏多的年份水汽主要来自El Ni1o次年夏季副热带高压西侧偏南气流的输送。

长江中、下游暴雨与下垫面加热场的关系

前期地温预报后期降水的可行性研究已得到初步证实。研究表明,暴雨与下垫面热力场背景之间也存在着对应关系。夏季长江中、下游暴雨发生前下垫面地热场出现由深层向上的地热通量,当高空(850 hPa)有切变线与地热场的高地热轴线相配合时,暴雨落在地热高值区;如果地热轴线与高空切变线偏离较远,高空风强且风向垂直于地热轴线时,暴雨落区与地热区会有较大偏离,一般暴雨落在地热轴线的下风方向。

热带异常风场序列的傅立叶分析方案及试验

给出了热带异常风场多年序列{V′(t)}的一个傅立叶分析方案。对热带(30°S^30°N)1月850 hPa等压面1948—2005年{V′(t)}的试分析表明:1){V′(t)}总模方S′中定常波异常{V′*(t)}的模方S′*远大于信风异常{[V′(t)]}的模方[S′],这与气候风场V-模方-S以信风为主的谱结构有显著差异。2){V′(t)}的谱结构具有低维、低阶的特征,|m|=0,6的13个低|m|分量共拟合了S′模方的87.2%。3)全域定常波异常的合成波模方S′*|m|随|m|增大递减,|m|=1、2的V′*|m|拟合了S′*的44.4%,是构成{V′*}的最主要的分量;φ纬定常波异常的累积模方拟合率P′*|m|(φ)存在纬际差异,赤道至10°S带是主要高值带,20°N及以北是另一个高值带。4)全域和φ纬度上t年定常波异常模方及|m|=1、2的分量模方和存在明显的年际变化,20世纪80年代以来它们的强异常与强ENSO事件密切相关。因此,傅立叶分析方法是研究热带异常风场时间序列时空结构的有效和有用的方法。

欧亚大气环流对中国北方夏季沙尘天气的影响

根据1960—2010年全国701个地面站沙尘天气观测资料分析了中国夏季沙尘天气的空间分布和年际变化,发现南疆和内蒙古两个沙尘源区的夏季沙尘指数51年来均呈现出减小的趋势。通过分析夏季沙尘指数典型高、低值年环流场发现:500hPa高度场上强烈发展的高原贝加尔湖平均脊和减弱的东亚大槽,减少了高空低值系统对南疆和内蒙古中西部地区的影响,地面场上"北负南正"的变压场分布使得两个地区西风和西北风减小,最终导致夏季南疆和内蒙古地区沙尘天气减少。沙尘指数高值年时影响两个地区天气系统的差异在于:影响南疆地区的天气系统主要是高空的西路冷空气和地面场上发展的南疆热低压,而影响内蒙古地区的则是北路和偏北路冷空气以及地面场上强烈发展的蒙古内蒙古热低压。

欧亚大气环流对中国北方春季沙尘天气的影响

根据1960-2010年全国701个地面站沙尘观测资料分析了中国春季沙尘天气的空间分布和年际变化,发现南疆和内蒙古两个沙尘源区的沙尘指数51年来都呈现出减小的趋势,其中内蒙古沙尘指数总体较小、年际变化较大,而南疆沙尘指数的波动较小。通过分析南疆和内蒙古沙尘指数典型高、低值年春季环流场发现,控制两个沙尘源区的环流场存在明显差异:南疆沙尘指数低值年时,西路入侵的冷空气减少,受此影响蒙古气旋和南疆热低压减弱,导致南疆地区近地面西风减弱,最终导致南疆沙尘天气减少;内蒙古沙尘指数低值年时,西北路和北路冷空气入侵次数减少,地面场上西伯利亚冷高压和蒙古高压减弱,并且蒙古气旋的发生发展受到限制,导致内蒙古西部近地面西北风和偏西风减小,最终导致内蒙古地区沙尘天气减少。