海洋性大陆地形对夏季季节内振荡的影响:基于2020年9月个例的数值模拟分析

海洋性大陆(Maritime Continent,MC)是夏季大气季节内振荡(the Boreal Summer IntraSeasonal Oscillation,BSISO)传播的必经途径,而MC对于BSISO结构和传播产生的重要的影响机制很不清楚.针对此问题,利用高精度数值模式对一次BSISO事件展开数值模拟试验研究.选取2020年8-9月的一次BSISO事件,利用高精度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting model)对本次BSISO过程进行了近一个月的数值模拟.发现WRF控制试验合理模拟出与再分析资料中相近的北传低层风场以及明显具有BSISO特征的西北-东南倾斜的雨带,并合理地捕捉了本次BSISO事件的传播特征和平均状态.为了研究MC地形对本次事件传播和强度的影响,在WRF模式中去除了MC地区的地形,开展了敏感性试验.在去除地形的敏感性试验中,BSISO低空风加强,传播更加平滑,整体降水幅度增加,而在岛屿上水汽大幅增加,降水量减少.在地形高度为零的情况下,纬向平流大大增强,从而增强了海上对流,促进了BSISO的加强和传播.此数值模拟试验研究揭示了MC地形对BSISO降水结构、传播和幅度的影响.

中国冷暖冬季节内交替的时空特征及其与北极极涡振荡的关系

近年来,中国冬季气温除了全国性增暖或降温的年际与年代际变化,其季节内的差异也逐渐明显。本文利用1980~2020年台站及再分析资料,运用时时矩阵的多变量正交经验函数(Multivariable Empirical Orthogonal Function, MV-EOF)分解并结合功率谱分析法,分析了主要反映我国冬季气温在前冬和后冬呈反相变化的主模态特征。结果表明,由白令海–阿拉斯加、北欧和北美区域构成的冬季北极三叶型极涡振荡与我国冬季前后冬的冷暖交替存在密切联系。当冬季北极涛动处于正位相且北极“三叶型”极涡振荡为正位相时,北欧高压脊在前冬加强且异常偏北而后冬位置偏南,引起北极极涡在前冬向极收缩而后冬向赤道扩张,进而影响北极冷空气南下入侵我国,造成我国冬季呈前冬暖后冬冷的特征;而当冬季北极涛动为负位相且“三叶型”极涡振荡为负位相时,北极极涡主要受到白令海–阿拉斯加脊在后冬异常增强的影响,北极极涡横轴由前冬的向南扩张转为后冬向北收缩,对应于我国前冬冷后冬暖的特征。

季节内振荡水汽收支对长江中下游持续性极端降水强度的调控作用

利用中国1979—2019年逐日降水格点数据,考量降水的时空聚集性强度之客观监测方法,识别中国东部区域极端降水事件,发现长江中下游是夏季持续3 d及以上区域持续性极端降水(PREP)发生最频繁的区域。以此为研究对象,基于水汽收支理论,利用ERA-Interim再分析资料和带通滤波方法,诊断日降水及其水汽收支的季节内特征,研究关键尺度对流层高低空系统配置及演变。结果显示:PREP日降水强度及其演变被证实与区域大气柱水汽辐合量相一致。10~30 d准双同振荡(QBWO)和30~90 d(MJO)的水汽辐合在事件发生前1~3 d和7~9 d开始由负位相转为正位相。区域南、北边界QBWO(MJO)水汽输送在事件发生前2~4 d(9~10 d)由水汽输出转为输入。南海的QBWO对流北传至长江中下游,促使源于西北太平洋的对流层低层QBWO反气旋式环流系统向西南移动,其西北侧的西南风使区域南边界水汽输送在事件开始日达最大。事件发生前10 d左右,对流层低层MJO反气旋式环流系统出现在西北太平洋,并向西南移动,长江中下游气旋系统加强维持,对流层中层孟加拉湾MJO尺度低槽开始加深,三者的配合使区域南边界的MJO水汽输入逐渐增强并维持到事件发生后。MJO尺度的强水汽输入结合QBWO反气旋式环流促使长江中下游地区的持续性极端降水事件的发生。研究结果对持续性极端降水事件延伸期的预报提供参考。

春夏季热带东印度洋海温的季节内振荡及大气响应

基于1982—2020年OISSTv2.1数据集、NOAA Interpolated OLR数据集和NCEP/DOE II再分析数据资料,通过功率谱分析、位相合成法等方法研究了春夏季(3—8月)热带东印度洋海温季节内振荡的特征及大气的响应。结果发现春夏季热带东印度洋海温季节内振荡的显著周期主要集中在20~50天,强海温振荡事件主要分布在4—7月,关键区内对流抑制超前暖海温异常1/8周期,滞后冷海温异常3/8周期,反之亦然。春夏季海温异常激发的对流异常呈经向偶极子分布,且有明显的北移演变特征,但北侧的对流中心较南侧弱,即对流在北移过程中迅速衰减。使用K-means聚类法提取了两种具有显著差异的环流响应类型:北移型和局地型。北移型主要分布在夏季,表现为更有组织性的对流偶极子对,南北中心的强度和影响范围相当且北移特征更为清晰。在对流偶极子北移的过程中显著影响阿拉伯海上西南季风的强弱,对印度半岛夏季风季节内变化的影响较大。局地型主要分布在春夏转换季节,对流异常呈单一中心结构,移动性较弱,主要在热带东印度洋上空发展和消亡。热带东印度洋海温季节内振荡耦合的大气环流异常主要影响赤道印度洋地区,对热带外的影响较弱。进一步探究发现,背景东风切变的差异是导致两种对流响应差异的原因。夏季,北印度洋东风切变强,垂直风切变机制导致对流明显北移,春夏转换季节,东风切变弱,垂直风切变机制不成立,较弱的正压涡度平流机制引起对流微弱的北移,但主要在局地生消。

亚洲夏季风季节内振荡对云南主汛期降水的影响Ⅱ:云南主汛期季节内振荡活动过程及其对MJO活动的响应

利用NCEP OLR、风场再分析资料和日本APHRO_MA_V1003R1降水资料,针对云南主汛期季节内振荡(ISO)活跃年分析了对应低频对流场、环流场和降水的异常特征,以及热带印度洋大尺度振荡MJO分别激发孟加拉湾西南季风ISO和南海热带季风ISO,从而对云南主汛期ISO和降水产生的影响。在云南主汛期ISO活跃年,低频对流场和环流场在云南ISO波动的1～3位相和4～6位相呈反位相特征,这主要由热带印度洋低频对流东传、北传和副热带西太平洋低频对流西传造成的。热带印度洋的低频对流在发展过程中,一方面沿孟加拉湾西岸向西南—东北方向传播,激发了孟加拉湾西南季风ISO活跃并继续向云南传播;另一方面沿孟加拉湾以南继续东传到南海,激发了南海热带季风ISO活跃并北传到副热带中国东部地区,再沿副热带西传至云南,越过云南后与沿孟加拉湾西岸从东北方向传来的低频对流在孟加拉湾以北地区交汇,完成了一个经纬向接力传播的周期。云南主汛期降水在1～3位相由于副热带低频对流西传和孟加拉湾低频对流东北向传播而处于正距平(第2位相降水最多);在4～6位相,由于副热带低频对流抑制区西传和孟加拉湾低频对流抑制区东北向传播而降水减少(第5位相降水最少),云南主汛期降水与当地低频对流有较好的对应关系。当热带印度洋MJO较强时,4-7月以两条路径向云南的三次传播增强和提前,使得云南主汛期ISO活动也加强,对应产生三次低频对流活跃期,这种MJO由热带印度洋向云南的传播需要30～40天的时间。因此,正是热带印度洋MJO分别对孟加拉湾西南季风ISO和南海热带季风ISO的激发,使得东亚夏季风和南亚夏季风这两个亚洲夏季风系统共同作用于云南主汛期ISO,影响当地降水。

MJO与中间层-低热层风场潮汐DE3季节内变化性的关联

本文结合TIMED-TIDI卫星与流星雷达子午链风场观测数据,分析了中间层-低热层(MLT)区域非迁移潮汐DE3的季节内变化性及其与对流层MJO的可能关联.结果揭示了DE3风场潮汐广泛存在显著的宽频带季节内变化信号,且强度存在季节依赖.纬向风DE3潮汐(DE3-U)季节内变化在北半球冬季具有较强幅值,可达季节平均的1~2倍,而在其他季节通常在20%以内.结合MJO指数进一步讨论了不同季节下DE3-U对MJO的响应.统计结果表明,在影响较大的北半球冬季,DE3-U通常在MJO第4—6位相时有更大的幅值(+10%~+40%),而在其余位相时更小(-10%~-40%).这表明对流层与MJO相关的对流活动通过潜热释放的纬向变化可影响高空大气非迁移潮汐的强度.

热带印度洋MJO活动对孟加拉湾西南夏季风季节内振荡的影响

通过对1979—2008年热带太平洋30—60 d振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)指数、美国国家环境预报中心再分析资料和日本气象厅降水资料的分析,发现热带东印度洋MJO强度和传播状况影响孟加拉湾西南夏季风季节内振荡及相关低频环流、对流和降水分布。当热带东印度洋MJO在春末夏初较活跃时,孟加拉湾西南季风季节内振荡活动在4—8月比其不活跃时提前约20 d(约1/2个周期),其对于孟加拉湾西南季风季节内振荡的影响可持续整个季风期,使西南季风的季节内振荡不仅酝酿期和活跃期提前发生,季风期有所延长,季节内振荡也更强。西南季风季节内振荡具有明显的北传和东传特征,北传沿孟加拉湾通道从赤道向副热带推进,而东传则沿10°—20°N从孟加拉湾向东传至南海地区。春末夏初时热带东印度洋MJO的异常状况,正是通过对西南季风季节内振荡东传和北传的影响,进而对孟加拉湾西南季风季节内振荡在季风期的酝酿、维持和活跃产生作用,这种作用同时体现在强度和时间上。孟加拉湾西南夏季风季节内振荡强度与热带东印度洋MJO在4月21日—5月5日的活动呈现显著负相关,当热带东印度洋MJO在春末夏初较活跃时,孟加拉湾西南夏季风季节内振荡的强度较大,在5—8月经历3次季节内振荡波动,低频对流场和环流场在1—3位相(孟加拉湾西南夏季风季节内振荡为正位相)和4—6位相(负位相)时呈反位相特征,这是由MJO低频对流的东传及在孟加拉湾和南海这两个通道上的北传引起的。从印度半岛到菲律宾群岛的降水在1—3位相和4—6位相上分别为正异常和负异常,其中,在第2位相(孟加拉湾西南季风季节内振荡波峰)和第5位相(孟加拉湾西南季风季节内振荡波谷)时分别为降水最大正异常和最大负异常。反之,在热带印度洋MJO在春末夏初不活跃年时,孟加拉湾西南夏季风季节内振荡活动较弱,强度偏弱且振荡也不规律。

北半球夏季季节内振荡年代际变化对西北太平洋群发台风突变减少的影响

利用台风最佳路径、bimodal IntraSeasonal Oscillation(bimodal ISO)指数和全球逐日向外长波辐射数据,研究了北半球夏季季节内振荡(Boreal Summer IntraSeasonal Oscillation,BSISO)年代际变化造成1996/1997年后西北太平洋群发台风突变减少的可能机制。分析显示,仅有包含3个及以上个数台风成员的“MTC3”群发出现了突变减少,此类台风更倾向在传播速度较慢、低频对流维持时间较长的BSISO活跃位相内出现,对次季节信号强度的要求相对较低。1996/1997年后,BSISO东传范围减小、周期延长、对流活跃位相日数缩短,导致西北太平洋长时间连续维持对流抑制位相,低频对流在145°E以东海域的强度减弱。当偏西海域有先导台风活动时,它向东南侧激发的罗斯贝波频散波列在(5°—20°N,145°—165°E)海域因没有低频对流耦合而快速消散,导致MTC3群发台风年代际突变减少。

海温和MJO对2023年西南春旱的协同影响

2023年春季,我国西南地区发生了严重的气象干旱,对当地社会经济造成严重影响。为深入认识这次干旱事件的成因、并为未来西南地区春旱的预测提供科学依据,本文利用站点观测数据、美国国家环境预测中心和国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)再分析数据、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的海表温度等,采用T-N波作用通量和合成分析等方法,从海温和热带大气季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)的角度深入探讨此次春旱成因。结果表明:(1)2023年我国西南春旱是高温干旱复合事件,3月干旱发生在中部,4月干旱加剧并向西扩展,5月干旱持续。(2)3月北太平洋的马蹄形海温异常导致西风急流偏南偏西,抑制了西南地区的降水。(3)4月印度洋暖海温通过Kelvin波导致孟加拉湾附近的反气旋式环流异常,西北太平洋暖海温通过Rossby波导致南海至菲律宾的气旋式环流异常,造成西南地区南部出现偏北风,导致水汽辐散,加剧干旱。(4)5月MJO长时间维持在西太平洋,通过Gill响应引发南海至菲律宾对流层低层的气旋异常,减少偏南水汽的输送,从而使得西南干旱持续。

北半球夏季30~60天季节内振荡年代际变化及其对中国东部降水和气温的影响

本文利用1979~2020年基于中国台站观测的高分辨格点化逐日降水和气温资料以及NCEPⅡ大气再分析资料,探讨了亚洲季风区夏季30~60 d大气季节内振荡(BSISO1)的年代际变化及其对中国东部降水和气温的影响。在1997~2008年(P1阶段),BSISO1年代际偏强,而在2009~2018年(P2阶段),BSISO1年代际偏弱。在P1阶段,BSISO1仅对江淮流域的降水和气温具有显著的调控作用,对华南地区的影响较弱;而在P2阶段,BSISO1对江淮流域的降水和气温的调控作用减弱,但对华南地区的降水和温度具有显著的调控作用。在P1阶段,BSISO1有关的异常抑制(活跃)对流可从赤道西太平洋北传至南海—西北太平洋,激发出一个连接南海和江淮流域的经向垂直次级环流圈,引起江淮流域强烈的异常上升(下沉)运动和低层水汽辐合(辐散),造成局地降水的持续性偏多(偏少),气温的持续性偏低(偏高)。相比P1阶段,在P2阶段江淮流域的季节平均水汽显著减少,BSISO1有关的水汽垂直输送减弱,削弱了江淮流域季节内降水变化。但在P2阶段,BSISO1相关的异常抑制(活跃)对流可进一步北传到达相对偏北的华南地区,其伴随的异常下沉(上升)运动造成局地降水减少(增加);同时绝热增温(冷却),使得局地出现持续性气温偏高(偏低)。因此,在P2阶段,更容易出现江淮流域持续性强降水和华南地区持续高温热浪同时发生的复合型极端事件。

冬季乌拉尔山阻塞高压建立和维持与位势高度季节内振荡的联系

冬季乌拉尔山阻塞高压(以下简称乌山阻高)是导致我国出现大范围寒潮天气的重要影响系统,探究其建立和维持过程与位势高度季节内振荡的联系能够为我国延伸期天气预报及短期气候预测提供参考因子。本文基于欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,EC‐MWF)提供的1979/1980-2019/2020年ERA5逐日再分析数据,采用主、客观相结合的方法,筛选得到114次冬季乌山阻高事件,累计阻高日数591天。利用功率谱分析、相关分析、合成分析等统计方法,分析乌山阻高与500 hPa位势高度季节内振荡之间的可能联系。结果表明:(1)近41年冬季乌拉尔山地区位势高度存在10~20天、30天及45天左右的显著周期。通过多尺度分析发现,在乌山阻高建立与维持期间位势高度的不同时间尺度分量贡献不同,其中对乌山阻高建立贡献最大的是10~20天的准双周位势高度正异常,阻高维持则决定于20~80天的季节内尺度位势高度正异常。在阻高建立和维持过程中,准双周位势高度异常具有自西向东的传播特征,季节内尺度位势高度异常无明显传播。(2)根据两次阻高事件发生的时间间隔长短将阻高事件分为连续阻高事件和其他阻高事件,通过多个例合成分析和典型个例分析,发现对于连续阻高事件而言,位势高度异常的20~80天振荡对其建立和维持贡献最大,但无明显传播特征,准双周尺度位势高度异常表现出向西传播的信号,而其他非连续阻高事件与不同时间尺度大气环流的联系则与所有阻高事件合成的结果相似。

热带季节内振荡在印尼海区域东传路径的分布及其机制

本文利用降水数据,从拉格朗日观点追踪了热带季节内振荡(MJO)路径,对其在海洋性大陆(100°~120°E)区域的分布及机制进行了探讨。以24h内超过12mm的降水范围为MJO的对流区域,以该区域的“重心”为MJO的对流中心,追踪MJO的路径,并形成其路径集。由于向东传播的MJO主要发生在北半球冬季,因此我们聚焦于MJO在北半球冬季的路径分布特征。结果表明,以降水量来衡量,MJO事件主要从赤道附近(5°S~5°N)通过印尼海区域。这和前人以对外长波辐射(OLR)为指标得到的MJO在印尼海区域向南偏折有明显的区别。此外,与MJO伴随的降水主要从赤道附近通过的结论不依赖于厄尔尼诺–南方涛动(ENSO)及印度洋偶极子(IOD)等背景气候态。机制分析表明,与MJO伴随的降水通过印尼海区域的路径主要受强的海表热通量异常的调制,而与暖海表温度(SST)异常的区域并不一致,这也造成了从降水和OLR两个不同角度看到的MJO通过印尼海区域的路径不一致。

青藏高原夏季高层纬向风季节内振荡特征

利用1979—2019年ECMWF提供的ERA-Interim逐日再分析资料,采用Morlet小波分析、滤波及合成分析等方法,探究了青藏高原夏季对流层高层纬向风季节内振荡(IntraSeasonal Oscillation,ISO)的主要周期及其传播特征。结果表明:青藏高原夏季高层纬向风季节内振荡的主要周期为10~30 d,其强度存在明显的年际差异。在纬向风ISO强年,振荡过程持续时间长、振幅强,ISO方差中心从对流层高层向下影响到对流层中层,表现为相当正压结构。其传播在纬向上主要表现为ISO中心从高原东部3次向东传,可达西太平洋地区;经向上分别有4次自中高纬向南传播的10~30 d ISO中心与来自低纬地区的ISO中心在高原南侧汇合,其强度在高原南侧有所加强,强振荡中心可向南传播到达低纬地区。ISO的位相演变主要表现为低频反气旋和低频气旋中心在高原东部交替出现,引起东部地区上空低频东风和低频西风的强度变化。在ISO极端活跃位相,高原东部低频西风达最强。

苏拉威西海海面高度多频率季节内变化及其机制分析

本文利用1993-2022年卫星高度计观测数据,分析苏拉威西海海面高度多频率季节内变化信号的时空特征,利用罗斯贝标准模理论给出动力解释。谱分析显示,苏拉威西海海面高度变化存在很强的30~90 d的季节内信号,其平均功率谱密度为半年内信号平均功率谱密度的13倍。这些季节内信号具有离散、不连续的谱峰周期,其中54.0 d和64.4 d的峰值最大,分别为30~90 d信号平均谱值的28倍和23倍。罗斯贝标准模态理论分析显示,近封闭的苏拉威西深海盆存在离散的罗斯贝标准模态。卫星高度计观测的季节内变化与罗斯贝标准模态结果的二维空间结构演化、周期以及西传速度一致,罗斯贝标准模态解的叠加呈现出与海面高度变化相似的方差分布,这说明苏拉威西海海盆的固有振荡是其季节内变化特征形成的重要机制之一。

夏季热带印度洋季节内振荡的北向传播特征

利用高分辨率的卫星资料和再分析资料,详细地探究1985—2017年夏季(5—10月)热带印度洋季节内振荡(TISO)的北向传播过程和特征。结果表明,印度洋TISO的北向传播可以分为3类:稳定型,对流信号起源于赤道以南,印度洋西部,稳定地向北传播至印度半岛北部;衰减型,前期与稳定型相似,但向北传播至孟加拉湾附近后迅速衰减;增强型,前期在赤道附近信号较弱,大约10天后,对流信号从印度半岛南部开始显著增强,并发展至喜马拉雅山脉以南。TISO北向传播过程中伴随显著的东风切变异常、海表面温度异常和边界层水汽扰动,三者在不同类型的北向传播中起不同的作用。对流事件北侧的海温正异常会促进对流的北向传播,在稳定型和衰减型的赤道传播过程中都起到显著的作用,增强型传播过程中海温正异常在对流南侧更显著,会抑制对流的北向传播。东风垂直切变机制为稳定型和增强型的稳定北向传播提供持续的动力,在事件后期的影响更加显著。边界层水汽扰动的经向不对称性在稳定型事件前后、衰减型事件前期以及增强型事件发生时加剧大气的不稳定性,诱导对流系统向北移动。研究结果有助于提高东南亚夏季季节内降水预测的准确性。

季节内印度洋-西太平洋对流涛动对次季节-季节尺度大气可预报性的影响

利用非线性局部Lyapunov指数和条件非线性局部Lyapunov指数定量估计了季节内印度洋-西太平洋对流涛动(IPCO)和实时多变量Madden-Julian指数(RMM指数)可预报期限,量化了季节内IPCO对S2S尺度大气可预报性的贡献,深入研究了季节内IPCO演变下S2S尺度可预报期限空间分布的变化规律。结果表明:(1)与RMM指数相比,季节内IPCO指数可预报性更强,可预报期限达到31天左右,比RMM指数高出2周以上;(2)印度洋-西太平洋区域S2S尺度大气可预报性最强,可预报期限达到30天以上,其中季节内IPCO是该地区的主要可预报性来源之一,其贡献达到6天,占总可预报期限的25%以上;(3)随着季节内IPCO的演变,印度洋-西太平洋地区S2S尺度大气可预报性有空间结构变化,表现为可预报期限异常的传播和振荡。S2S尺度大气可预报期限正负异常沿季节内IPCO传播路径,一支以赤道中西印度洋为起点北传至印度半岛,一支向东传播,经过海洋性大陆到赤道西太平洋后向北传播,到达日本南部。同时,可预报性异常的传播在在东印度洋和西太平洋表现出反向变化的特征,形成东西两极振荡,当季节内IPCO向正位相发展时,东印度洋具有更强的可预报性,西太平洋具有更弱的可预报性,反之亦然。季节内IPCO的发展(衰退)可使东印度洋(西太平洋)S2S尺度大气可预报性更强,表明模式预报技巧对此具有更大的提升空间。

MJO对2020年夏季中国东部持续性降水的维持作用

本文利用美国NOAA的CMORPH降水和NCEP的CFSv2再分析资料、欧洲中心ERA-5再分析数据、Wheeler和Hendon的MJO指数等资料和敏感性数值试验分析了MJO对2020年夏季中国东部持续性降水的影响机制。通过相关、回归、波源分析等方法发现:(1)与往年相比,2020年夏季风雨带在我国华南和长江中下游地区长时间维持,使得该地区季风降水具有明显的极端性特征;(2)同时,我国东部大气中高层位势高度出现负异常,伴随着水汽辐合和低层大气不稳定,均有利于2020年夏季强降水的维持;(3)2020年夏季MJO活跃于1、2位相,其振幅在10~30天具有显著的周期。MJO在非洲和印度洋产生显著的Rossby波源,该波源激发的波列沿急流传播,造成了我国东部位势高度负异常的维持,同时也有利于我国东部夏季降水的维持;(4)通过敏感性试验进一步验证,MJO的在10~30天的信号有利于在我国东部500 hPa上空形成负的位势高度异常,有利于该区域降水增加。

Classification analysis of prediction skill among ensemble members in MJO subseasonal predictions——based on the results of the CAMS-CSM subseasonal prediction system

由于模式误差和初始误差所致,次季节-季节预报技巧整体偏低.国际上多数模式都采用集合预报的方式来提高次季节预报的准确率.热带大气季节内振荡(MJO)作为次季节尺度可预报性的重要来源,其预测水平取决于模式性能和MJO事件本身的物理特性.根据中国气象科学研究院气候系统模式次季节预测系统的回报结果,结合不同类型MJO事件的特征,对模式集合成员间的预报技巧进行了分类和比较.在集合成员预报技巧普遍较高的一类MJO事件中,对流异常信号持续时间较长,强度较大,强对流异常中心主要位于印度洋区域,并逐渐东传至西太平洋.在集合成员预报技巧多数较差的MJO事件中,对流异常信号的强度最弱,维持时间最短.在集合成员预报技巧优劣参半的类别中,MJO往往持续时间较短,强度较低,在后续传播过程中,对流异常中心多停驻在海洋性大陆区域.

基于改进版NUIST CFS1.1的热带大气季节内信号及其对中国气温降水影响的预测评估

基于南京信息工程大学次季节气候预测系统(NUIST CFS1.1),通过调整成员的大气初始化方案并优化了集合预测方案,构建了性能更优、计算成本更低的9成员NUIST CFS1.1 Pro系统。进一步基于实时多变量Madden-Julian Oscillation(MJO)指数和两类北半球夏季季节内振荡(Boreal Summer Intraseasonal Oscillation,BSISO)指数BSISO1和BSISO2,评估了该预测系统对热带不同季节的大气季节内振荡(ISO)的预测技巧。结果表明,NUIST CFS1.1 Pro能分别提前26、17、12 d有效预测(距平相关高于0.5)MJO、BSISO1、BSISO2,对强事件(振幅>1)的有效预测时长能分别延长到30、21、13 d。此预测性能对比国内其他最新次季节动力模式如BCC_CSM2和FGOALS-f2有一定优势,同时在与国际S2S计划的8个主要业务预测系统的技巧对比中,NUIST CFS1.1 Pro在冬季MJO和夏季BSISO1预测上处于较为领先的水平,BSISO2的预测则处于中等水平;对不同位相的计算技巧显示,冬季MJO和夏季BSISO1的2、3、6、7位相较其他位相技巧更高。进一步的分析表明,NUIST CFS1.1 Pro能提前5候准确把握冬季MJO的东传特征,并能在一定程度上预测出其对我国气温异常的影响,尤其是对位相2、3时候的冷异常预测;而在夏季,则能提前4候正确预测BSISO1的北传、西北传特征,尤其能较好地预测西北太平洋上的对流和低层环流异常,从而成功预测出BSISO1造成的我国东部地区降水异常的空间形态。然而预测的强度较观测偏弱,这需要进一步的工作来改进。

中国东部地区冬季低温季节内变化特征初步分析

本文基于中国气象数据网提供的1979~2013年共192站逐日最低温度观测资料及NCEP/NCAR、NCEP/DOE、JRA-55、ERA-Interim四套再分析资料,利用功率谱、Butterworth带通滤波等方法分析探讨了近35年来华东地区冬季12~2月多年平均低温阈值与低温日数及,并初步分析了季节内变化特征。结论如下:1) 华东地区阈值由北到南递增,高值区在浙江、江西、福建,低值区在山东、安徽、江苏,有南暖北冷的空间分布特征。JRA资料的低温阈值空间分布与观测资料更为接近,适用性更好。该地区低温日数和高低值区与阈值空间分布正好相反,有南低北高形势,NC1、NC2资料低温日数空间分布能重现观测结果。2) 华东地区低温事件有明显的季节内变化,其中1月低温日数最多,说明持续性低温事件最有可能出现在1月。华东地区冬季12~2月最低温度存在较强的10~20 d低频振荡周期。