亚太季风各子系统的准两年变化特征及其比较

亚太季风各子系统(南亚季风、南海季风、西北太平洋季风和东亚副热带季风)都具有显著的准两年变化周期,利用4个季风指数研究它们准两年模态振幅的演变和相关的环流变化。结果表明,亚太季风各子系统的准两年模态有明显的年代际变化,并不是一直有效地影响季风区。与亚太季风各子系统准两年变化相关的海温异常,低层风场也有不同的分布特点和演变特征。

地球自转的准两年变化与太阳中微子流

地球自转速度具有26个月的准两年变化周期,饭岛将它解释为大气的影响。本文的研究结果表明,这种变化与太阳中微子流的准两年变化有关。

平流层准两年变化对南海夏季风影响机制的探讨

利用美国大气研究中心(the National Center for Atmospheric Research,NCAR)的中层大气模式模拟了平流层准两年振荡(Quasi-Biennial Oscillation,QBO)过程对对流层顶和对流层上层的影响,并结合NCEP(the National Centers for Environmental Prediction)/NCAR、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)月平均的风场资料和实际的探空观测资料,分析了平流层QBO对南海夏季风的影响作用.结果表明:平流层QBO会引起平流层的异常经向环流并向下传播,在QBO位相的中后期和位相转换期影响到对流层顶和对流层上层,使热带和低纬度的对流层上层形成异常的经向气压梯度,最终在夏季的对流层热带地区激发出不同类型的异常环流—西风位相时,激发出与南海夏季风环流相反的异常环流,在南海地区有显著的异常下沉运动,对南海夏季风有削弱作用;东风位相时,激发出反Hadley环流型的异常环流,在南海地区有明显的异常上升气流,对南海夏季风有加强的效果.虽然QBO对南海夏季风经向环流有影响,但它并不是决定南海夏季风准两年变化的唯一因子.

NO_x的准两年周期变化及其与臭氧准两年周期振荡的关系 I.资料分析

利用 1 992～ 2 0 0 0年HALOE的观测资料 ,分析了平流层NOx (这里是指NO和NO2 )混合比的垂直经向分布结构、季节变化和年际变化 ,并与O3混合比的年际变化进行比较。结果表明 :( 1 )在各纬度平流层NOx混合比的垂直结构基本相似 ,从平流层下层向上随高度增加 ,分别在 1～ 2hPa (NO)和 5～ 1 0hPa (NO2 )达到极大值 ,再向上NOx混合比随高度减小。另外 ,NO混合比在 1 0× 1 0 - 5hPa高度附近还有一个极值区。在平流层下层 ,它们的极值区下方 ,NOx混合比基本从热带向两极增大。NO混合比在平流层位于 1～ 2hPa之间有一个高值区 ,在 1 0× 1 0 - 5hPa附近还有一个更大的极值。而NO2 只有一个浓度高值区 ,位置在 5～ 1 0hPa。 ( 2 )NOx混合比在中低纬的高度分布和经向分布上都存在准两年周期振荡(简称QBO)。NO2 的QBO较NO更明显 ,赤道上空的NOx的QBO最明显 ,北半球NOx 的QBO较南半球更明显 ,而 2 0～ 5hPa的NOx的QBO又较其他气层更明显。 ( 3)在热带 30km以上 ,NOx的QBO与O3混合比的QBO位相相反 ;而中纬地区及 30km以下的热带 ,它们有一个位相差 。

南海夏季风对华南夏季降水年代际变化的影响

华南夏季降水和南海夏季风都具有准两年的变化特征。研究表明:20世纪70年代以后,华南夏季降水年代际变化主要表现在准两年尺度平均方差的变化上,当准两年方差大时,相应的华南夏季降水多,反之亦然。但是在1976年以前南海夏季风对华南夏季降水的影响并不大,这似乎与两者准两年变化关系的年代际变化有关。南海夏季风和华南夏季降水的准两年变化在1953—1976年是弱的反位相变化关系,相反地,这一时段它们的非准两年变化成分有很强的正相关;在1977—2000年这一阶段,南海夏季风和华南夏季降水的准两年变化具有很强的正相关,但是它们的非准两年变化成分的相关性则很差。分析结果还表明,20世纪70年代大气环流的年代际变异使得华南夏季降水准两年变化在最近20多年成为其年际时间演变的主导成分。

东亚夏季气候主要模态的年际变化及其机理

主要研究了东亚（中国和日本）夏季气候（降水和气温）主要模态的年际变化及其机理．研究发现，中国区域夏季降水和气温的大尺度年际变化间有很强的耦合：大范围多（少）雨对应大范围低（高）温．奇异值分解的第一个模态的长期变化主要反映了长江中下游地区降水逐年增加（变湿）的趋势而气温逐年降低（变冷）的趋势．在７０年代中期以后，长江中下游地区降水和气温耦合变化的准两年分量明显增强．研究表明，影响长江中下游地区夏季降水和气温年际变化的大尺度环流背景异常十分相似，即主要是两个遥相关型：太平洋-日本（ＰＪ）型和欧亚型遥相关型．与夏季东亚梅雨异常相联系的长江中下游地区降水和气温异常是中高纬度干冷空气和低纬度暖湿空气相互作用的结果．热带西太平洋海表温度异常和相关的对流活动的年际变化通过ＰＪ型对东亚地区夏季降水和气温的年际变化产生十分显著的影响．西太平洋对流活动与北半球大气环流遥相关的相互作用有明显的季节性．ＰＪ型不仅是夏季西太平洋对流活动与北半球夏季热带外地区５００ｈＰａ高度场年际变化耦合相互作用的最重要模态，而且也是两者各自变化的一个十分重要的模态．１９８４年夏季北半球５００ｈＰａ位势高度主振荡型分析表明存在着能量从热带西太平洋向东?

中国东部夏季降水的准两年周期振荡及其成因

应用中国160测站降水资料和ERA-40再分析资料以及EOF和熵谱分析方法，分析了中国夏季（6～8月）降水和东亚水汽输送通量的年际变化，表明中国（特别是华南、长江流域和淮河流域以及华北等地区）夏季降水具有2～3a周期变化特征，即准两年周期的振荡特征，并表明中国降水的这种周期振荡与东亚上空夏季风水汽输送通量的准两年周期振荡密切相关；并且，还利用NCEP／NCAR的海表温度和日本气象厅的沿137°E海温剖面观测资料，分析了热带西太平洋表层与次表层海温的年际变化，揭示了热带西太平洋热力状态的变化也有显著的准两年周期的变化特征。作者利用相关和集成分析来讨论热带西太平洋热状态的准两年周期振荡对中国夏季降水和东亚水汽输送的影响，表明了热带西太平洋海温的准两年周期振荡对东亚夏季风及其所驱动的水汽输送都有很大影响。此外，作者还利用东亚／太平洋型（EAP型）遥相关理论，简单地讨论了热带西太平洋热力状态的准两年周期振荡影响中国夏季风降水准两年周期变化的物理机制。

平流层大气臭氧含量变化特征

利用卫星观测臭氧总含量ＴＯＭＳ（第７版）资料，分析了平流层臭氧含量的变化特征，结果表明，全球臭氧总含量呈下降趋势，准两年振荡是臭氧变化中除年周期外的最显著的变化周期。

平流层风场的火箭观测及其与模式风场的比较

美国西北研究机构（NWRA：NorthWest Research Associates）发布了1963-1992年期间在Kwajalein岛礁（8°N,167°E）上共计1862次火箭探测的平流层风场和温度剖面.本文选取测量较为连续的1969-1972年期间共计345个风场剖面来研究平流层月平均风场及其两年变化、年变化和半年变化的特征.同时与目前应用较为广泛的风场模式HWM07（Horizontal Wind Model：2007）和CIRA86（COSPAR International Reference Atmosphere：1986）进行了比较.火箭测量的4年逐月平均纬向风在夏季为西向风,并在8月41km处达到最大值45ms-1;在冬季变为东向风,并在3月57km处达到最大值47ms-1.全年的经向风在60km以下基本上是北向风且风速低于10ms-1.纬向风在20~35km之间以两年变化为主,振幅在10~17ms-1之间;在45~55km之间以半年变化为主,振幅是16~25 ms-1之间;在5km以上以年变化为主,振幅在16~25 ms-1之间.测量风场与HMW07相比,HWM07的西向风在7月46km处达到最大值38ms-1,东向风在2月60km处达到最大值37ms-1,均小于测量风场的峰值.测量风场与CIRA86相比,CIRA86的西向风在7月49km处达到最大值36ms-1,东向风在3月60km处达到最大值43ms-1,仍小于测量风场的峰值.测量风速稍大于模式风速的可能原因之一是测量风场包含了背景风场和各种波动成分,而模式风场是气候学平均的结果;此外,HWM07和CIRA86虽然包含了不少探空火箭数据,但并没有包含在Kwajalein岛礁的测量资料.

FEATURES AND COMPARISONS OF THE QUASI-BIENNIAL VARIATIONS IN THE ASIA-PACIFIC MONSOON SUBSYSTEMS

The National Centers for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data, Climate Diagnostics Center Merged Analysis of Precipitation (CMAP) results, and NOAA Extended Reconstructed Sea Surface Temperature (SST), have been utilized in this paper to study the quasi-biennial variations in Asia-Pacific monsoon subsystems and associated SST anomalies (SSTA) and wind anomalies. Four monsoon indices are computed from NCEP/ National Center for Atmospheric Research (NCAR) reanalysis to represent the South Asian monsoon (SAM), South China Sea summer monsoon (SCSSM), Western North Pacific monsoon (WNPM) and East Asian monsoon (EAM), respectively. The quasi-biennial periods are very significant in Asia-Pacific monsoons (as discovered by power spectrum analysis), and for SAM and EAM---with moderate effects by El Ni?o-Southern Oscillation (ENSO)---the quasi-biennial periods are the most important factor. For SCSSM and WNPM (once again due to the effects of ENSO), the quasi-biennial periods are of secondary durations. There are obvious interdecadal variations in the quasi-biennial modes of the Asia-Pacific monsoon, so in the negative phase the biennial modes will not be significant or outstanding. The wind anomalies and SSTA associated with the biennial modes are very different in the SAM, WNPM and EAM regions. Since the WNPM and SCSSM are very similar in the biennial modes, they can be combined into one subsystem, called SCS/WNPM.

Weakening of the biennial relationship between Central American and equatorial South American rainfall in recent decades

以往的研究表明中美洲与赤道南美洲的降雨之间在准两年时间周期存在显著的相关关系。我们在研究中发现这两个地区的降雨之间的准两年关系在2000年之后出现显著的减弱,这种降雨准两年关系的减弱可以归因于厄尔尼诺和热带北大西洋海表面温度对这两个地区降雨的影响在2000年之后发生了显著的改变。中美洲与南美洲降雨之间准两年关系的这种年代际变异可能与中部型厄尔尼诺在2000年之后更频繁的发生有密切的关系。

DE3潮汐的全球结构

利用美国卫星TIMED在2002～2006年期间取得的温度数据(L2Aver1.07 SABER/TIMED数据)提取了中间层和低热层(MLT)大气热力潮汐信号,并且利用Hough模分解(HMD)方法考察了DE3潮汐的全球结构.HMD分析结果显示DE3潮汐主要受前两个Hough模的影响,而包括衰减模在内的其他Hough模的影响是可以忽略的.根据HMD分析结果,给出了MLT区域中DE3潮汐活动的中心高度,指出其活动的中心主要受第一传播Hough模,(-3,3)模的控制,出现在110km高度,表现出稳定的单峰年变化(出现在北半球夏季).还发现(-3,3)模表现出以2a为周期的年际变化,它同时清楚地反映在110km高度附近DE3潮汐振幅活动中.在分析时段内,与(-3,3)模2a变化位相一致,DE3潮汐在2002和2004年分别出现显著增强的活动,其中心振幅达到12K以上.分析结果还指出,在100km以下高度,第二传播Hough模,(-3,4)模,也起着重要的影响,使得这里的DE3潮汐活动表现出关于赤道反对称的结构;另外,(-3,4)模表现出双峰年变化的特征,并且在中间层下部区域起着显著的控制作用;与此对应,中间层下部的DE3潮汐活动中心出现在冬末春初和秋末冬初两个季节中,并且交替地出现在赤道以南和赤道以北的热带地区.