江淮梅雨期降水南北反位相分布与大气准双周振荡

利用1954—2005年中国740站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析江淮梅雨期降水的南北反位相分布(Anti-Phase Distribution:APD)和大气准双周振荡(Qusi-Biweekly Oscillation:QBWO)之间的关系,诊断结果表明:(1)1954—2005年江淮梅雨APD共有16年较为显著。从1990年代开始,梅雨APD显著增强,并且表现出显著的2年和4～6年振荡周期。在降水较多的区域,降水的准双周振荡往往也较强。(2)梅雨期降水APD和中国东部地区降水的南北变动同属一个位相,中国东部地区的南涝北旱或者南旱北涝在很大程度上可以由江淮地区降水的分布类型来说明。(3)"南旱北涝"年,准双周滤波的整层水汽通量能够传播到30°N以北,同时存在强烈的水汽通量辐合从中高纬度向南传播到江淮流域。而在"南涝北旱"年,准双周的水汽输送所能到达的纬度明显偏南,来自中高纬度向南传播的水汽通量辐合也不显著。(4)"南旱北涝"年降水正位相,西北太平洋副热带高压(简称西太副高)脊线位于22°N以北,850 hPa低频反气旋的位置相对于"南涝北旱"年偏北,调节西太副高进入南海位置也偏北。南海和江淮上空的准双周垂直速度异常位置整体偏北,第3位相的上升运动和第7位相的下沉运动都位于30°N以北,南海的垂直速度异常也主要位于南海北部,而在"南涝北旱"年,准双周垂直速度异常的分布偏南。

单晶镍基高温合金DD8反位相热机械疲劳后的层错

对镍基单晶高温合金DDS在恒机械应变控制下的反位相(OP)热机械疲劳(TMF)实验后的微观结构进行了研究.结果表明,DD8单品经过OP TMF后γ’沉淀相被Schockley不全位错剪切,而不是象在等温疲劳(IF)那样是被位错对剪切,经过分析得出,γ’沉淀相是被位错对还是Schockley不全位错剪切,在适当的温度下,与形变的速度和施加的应力大小有很大的关系.

东亚冬季风和夏季风变化反位相吗?

在研究古气候时,经常假定东亚夏季风与冬季风变化是反位相的^[1-2],即冬季风强时夏季风弱,夏季风强时冬季风弱。Zhang等^[3]和Zhou等^[4]对此提出了质疑,Yancheva等^[5-6]做了回答。一般并没有充分的证据表明冬、夏季风变化总是反位相的。事实上,冬、夏季风变化的关系,还要从时间尺度也就是形成原因上探讨。地球轨道尺度Shi等研究了284 kaBP以来的东亚冬、夏季风的代用资料,并与模式模拟的结果作了比较。

两广地区前、后汛期降水异常反位相现象及可能机理

利用1961-2018年中国地面气象台站2400站中广东省和广西壮族自治区(两广地区)134站逐日降水资料、英国Hadley中心逐月海表温度资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料,筛选了两广地区前汛期降水正(负)异常、后汛期降水负(正)异常的年份,即前、后汛期降水异常反位相年份。结果表明,近60 a来,两广地区前、后汛期降水反位相现象与热带西太平洋海温异常存在密切联系。前汛期期间,当热带西太平洋海温为负异常时,大气对该冷源的Rossby波响应引起西北太平洋反气旋环流异常,且水汽由热带西太平洋向两广地区输送并辐合,同时两广地区为水汽的湿平流区域、风场异常辐合区域,其上空受异常上升运动控制,这样的环流配置有利于两广前汛期期间降水正异常。热带西太平洋海温负异常可持续至后汛期期间,大气的Rossby波响应所致的西太平洋反气旋较前汛期偏西北,两广地区为水汽异常辐散区域,同时水汽干平流且风场异常辐散,受异常下沉运动控制,不利于两广地区降水的产生。反之亦然。

过去两万年南北半球季风降水反位相变化特征研究

大量古记录表明了近两万年来同一半球内区域季风降水同步变化,而在千年尺度上南北半球间季风降水存在显著的反位相变化关系,但是驱动这一反位相关系的外强迫因子和物理机制尚不完全明确。文章利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21 ka试验资料,发现全强迫试验能够重现与古记录一致的南北半球间季风降水反位相变化关系。并通过分析单一外强迫敏感性试验结果,明确北半球淡水注入强迫是导致千年尺度上南北半球间季风降水反位相变化的主要强迫因子。进一步研究发现,近两万年来冰盖消融带来的北半球淡水注入增强能减弱大西洋经向翻转环流,导致由南半球向北半球热量输送的减少,造成的南北半球间热力差异能够减弱由南半球向北半球的水汽输送,以及通过减弱北半球Hadley环流和向南移动热带辐合带减少北半球季风降水而增加南半球季风降水;当北半球淡水注入减弱时,变化相反。因此,淡水注入量的变化调节了过去两万年来大西洋经向翻转环流的强度和南北半球热力结构,显著影响了千年尺度上南北半球间季风降水的反位相变化关系。

中国冬季大范围极端冷、暖日的时空变化特征

利用1961—2020年中国逐日地表气温观测资料,综合考虑其概率密度分布与空间范围,定义了全国一致冷日、一致暖日与全国反位相型冷暖日3种全国性极端冷、暖日,并分析了各自的变化特征。结果表明,中国冬季全国性极端冷、暖日共960 d。其中一致冷日358 d,一致暖日271 d,反位相型冷暖日331 d。在21世纪前,一致冷日数与累计强度随时间逐渐下降,冬季与2月的一致冷日数均在20世纪80年代出现显著突变减少;一致暖日则随时间呈上升趋势,其中只有12月的一致暖日数在70年代末突变增加。21世纪前冬季一致冷(暖)日的下降(上升)受2月的影响最大。进入21世纪后,1月一致冷日的增加使冬季一致冷日出现小幅度上升,而2月一致暖日迅速减少导致冬季一致暖日在21世纪初有小幅度下降,之后1月一致暖日的迅速增加使得冬季一致暖日继续上升。冬季、1月、2月的反位相型冷暖日的天数均在20世纪70—80年代突变减少,21世纪10年代前,冬季反位相型冷暖日主要受到2月变化的影响,之后1月的贡献更大。

四川盆地近40年来的降水特征分析

对四川盆地22个站点1958-2000年43 a来的降水特征的分析表明:盆地内降水的相对变率比较小,降水相对比较稳定,但是盆地内的降水有较强的分布不均匀性,盆地西部近40 a来降水的长期变化有明显减少的趋势。盆地内降水异常的1个显著特征就是盆地西部与东部的反位相分布,盆地内暴雨发生频率在时空分布上都有相似的特征。

DD8单晶镍基高温合金的热机械疲劳

对DD8合金进行了同位相(IP)与反位相(DP)热机械疲劳(TMF)实验.结果表明:当以机械应变幅作为参量时,在高应变幅下,IP疲劳寿命均低于OP的寿命;随着应变幅的降低,IP疲劳寿命有向OP寿命靠近的趋势.扫描电镜观察表明,IP和OP TMF试样的断口形貌有明显的不同.在IP实验中,裂纹萌生于试样内的铸造孔洞,垂直于加载轴方向扩展;而OP裂纹则是萌生于试样的自由表面,沿着{111}晶面扩展.不同的裂纹萌生和扩展机制是导致IP和OP TMF寿命差异的主要原因.

DD8单晶镍基高温合金热机械疲劳后的微观结构

透射电镜(TEM)观察表明,DD8单晶镍基高温合金经过热机械疲劳(TMF)后,在同位相(IP)和反位相(OP)加载的条件下,合金内部的位错组态和γ′沉淀相的形貌有很大的区别,在IP加载条件下,垂直应力轴的,γ/γ′相界面上存在着密集的六角形位错网,平行应力轴的相界面上存在的是四边形的位错网,而且在小机械应变幅下,γ′相出现明显的筏化现象,并且随着应变幅的增加,γ′沉淀相的筏化现象也越来越不明显,在OP加载条件下,在γ/γ′相界面上则没有位错网被观察到,γ′被层错剪切,并且没有明显的筏化出现。

太平洋年代际振荡与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系

利用1961年1月至2012年12月太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI)、NCEP/NCAR再分析环流数据集和江苏13个市级观测站点的夏季雷暴日数观测资料,分析了PDO与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系及其可能原因。结果表明,春季PDOI与江苏夏季雷暴日数均具有明显的年代际波动,两者年代际变化的趋势几乎相反:20世纪70年代中期以前和2006年以来,均对应PDO的冷位相和江苏夏季雷暴的多发时期,而20世纪70年代中后期至21世纪初,PDO处于暖位相期,江苏夏季雷暴频数明显偏少。PDO冷期,欧亚大陆和西太平洋地区夏季海平面气压和500 h Pa位势高度呈现大范围的负距平环流异常,近地面亚洲热低压显著增强,对流层中层极涡易于偏向亚洲区,青藏高原北部亚洲中部大槽加深,西太平洋副热带高压偏弱偏东,印缅槽偏强。在此环流形势下,夏季江淮流域上空低层有较强的异常西南水汽输送,江苏上空低层偏湿、中层偏干,上干下湿的垂直分布有利于对流不稳定的产生。同时,PDO冷期,江苏上空低层辐合、高层辐散,有明显的上升运动,并具有较强的低层垂直风切变,为夏季雷暴的发生、发展提供了有利的气象条件;PDO暖期,则情况相反。PDO作为一种比较稳定的年代际尺度的气候变率强信号,其对应的环流异常为雷暴现象这类中小尺度天气现象的发生、发展提供了重要的环境背景和气象条件。

呼和浩特白塔机场一次低空风切变过程的诊断分析

对 2 0 0 4年 5月 9日发生在呼和浩特白塔机场的一次低空风切变过程天气形势、物理量场进行了诊断分析 ,同时利用 AWOS2 0 0 0自动观测系统资料分析了当日跑道接地地带风、场面气压等气象要素的演变及相互关系。研究结果表明 ,该机场此次低空风切变的产生与锋面气旋天气系统及 85 0 h Pa槽线过境有关 ;低空风切变发生时近地面处于强冷下沉与暖上升气流之间区域 ;跑道接地地带正处于由前期持续增大的风速迅速回落为较小风速 ,气压却持续上升导致变压最大 。

黄淮海平原地区降水时空分布特征研究

应用时空转换的ＥＯＦ方法分析了黄淮海平原区１９６１－１９９０年３７个测站各季降水距平的特征向量场。结果表明，该区冬、春季降水的空间分布差异较小，而夏、秋季差异较大，分南北反相型和东西反相型，这在一定程度上反映了该区降水的天气气候特征。并由此划分了降水的自然区域。对每个自然区计算其降水距平百分率，根据目前常用的标准，分析了各区各季的降水时间变化序列。

桃仙机场一次大雾过程形成原因分析

利用桃仙机场Vaisala自动观测系统逐分钟数据及欧洲中心ERA5每小时一次的0.1°x 0.1°地面再分析资料及0.25°x 0.25°高空再分析资料,通过天气学和物理量特征分析方法,对桃仙机场2020年2月9-10日的大雾过程的形成原因进行了分析。

对太阳活动十一年周期与大气准两年振荡、臭氧总量之间关系的论述

经研究,在1958年-1984年期间,全球臭氧总量与10.7cm波长的太阳辐射流(F_(10.7))之间没有展示出明显的联系。然而在赤道地区平流层中当这些资料根据大气准两年振荡东风时段或西风时段而划分开来时,就会发现有下列联系:当大气准两年振荡处于西风时段时,全球臭氧总量与太阳活动周期存在着同位相的变化关系;处于东风时段时,则存在着反位相的变化关系。

西北与华北地区现代降水变化趋势的对比

利用研究区内国家级气象站观测资料,分析1951~2013年降水变化趋势。其结果表明:西北与华北地区年均降水呈"东多西少"的空间格局;西北地区降水呈明显增加趋势,以青海及新疆西部较为显著,华北地区降水呈减少趋势,两地区降水趋势增加与减少的变化在104°E附近地区过渡;西北地区降水增加趋势起始于1980年代中期,华北地区降水减少趋势起始于1980年代初期;两地区降水变化"反(错)位相"特征在降水量累计距平百分比指标上表现明显。采用REOF方法,结合地理位置和地形等因素,西北与华北地区可分为6个降水子区域,各子区域及其之间的降水变化更详细体现出"反(错)位相"特征的情况,这种特征可能受到近几十年亚洲季风变化的影响。

次季节变率和“北极增暖-欧亚变冷”的趋势

“北极增暖-欧亚变冷”的趋势显著影响了中低纬度地区的天气形态以及极端气候变化.然而,从2012年至2021年冬季,这一趋势显著减弱.与此同时,“暖北极-冷欧亚”(WACE)与其相反位相“冷北极-暖欧亚”(CAWE)模态之间的次季节位相转换频率显著增加,并且WACE/CAWE的次季节强度与1996-2011年可比.长期的再分析数据以及CMIP6模拟数据均支持频繁的WACE/CAWE次季节反转与“北极增暖-欧亚变冷”趋势减弱同时发生.前期热带大西洋海温和印度洋海温异常分别对前冬和后冬的WACE/CAWE有显著且主要的影响,并在CAM5和AMIP的数值实验中得到有效验证.两个海温的协同作用有效地调节了WACE和CAWE之间的次季节相位转换,正如2020和2021年冬季所发生的那样.本研究结果表明中低纬度地区极端气候预测中同样需要考虑次季节变率.