南极海冰和极涡指数的时空特征及相互关系

本文采用聚类分析方法将南极海冰距平划分成５个变化相似的区域。并计算了对应各区的南半球５００ｈＰａ极涡面积和强度指数。分析了海冰与极涡指数的时空特征及相互关系。结果表明，不同区域的海冰和极涡的气候特征和年际变化的差异十分显著。１区和４区的海冰变化最大。海冰范围和极涡指数在多数区都在２—２．５ａ和５—７ａ的振荡周期。仅发现１区海冰范围是扩张趋势，其他４个区都呈收缩趋势。南极平均海冰范围以１．６个纬度／１０２ａ的趋势减小。南半球各区极涡面积都是呈显著的减小趋势。３个区的极涡强度呈增强趋势。各区海冰与极涡的相互关系十分明显，但比较复杂。海冰与大气相互作用的最敏感区是在５区和１区，即东南太平洋至南大西洋地区。

太平洋副热带高压、西风环流、极涡指数变化与中国夏季降水相关的研究

探讨了副热带高压、西风带环流、极涡指数的年际和年代际变化规律,揭示了来自副热带、中纬度和极地的大气环流系统的强迫对中国夏季降水的影响.结果表明:初夏,当纬向环流指数偏弱时,中国东北和华北大部分地区降水量偏多,这表明东亚中高纬地区盛行阻塞和冷涡偶极子系统,呈有利于东北的冷涡雨季形势;盛夏,西太平洋副热带高压脊线位置和亚洲区极涡强度指数与中国同期降水量场相关波列,均为自北向南呈"-、+、-、+"经向波列分布;春季亚洲区极涡强度、亚洲纬向环流指数、西太平洋副热带高压北界位置以及前一年冬季北半球极涡强度指数与盛夏中国降水量相关显著.中国盛夏降水带,从东北地区开始,由北向南分4个雨带.

极涡面积指数与北太平洋海温季节变异相关分析

利用1951-2002年NCEP/NCAR的位势高度再分析资料,中国国家气候中心极涡面积指数和海温资料,研究极涡面积指数与北太平洋海温季节变异相关.结果表明,4个季节的太平洋极涡面积指数均与北太平洋的西风漂流区呈显著的负相关(显著性水平α≥0.05);冬季和春季太平洋极涡面积指数与同期太平洋海温呈相关显著的西北-东南向的"-、+"波列,为太平洋年代际振荡模态(PDO)分布;夏季和秋季北太平洋西风漂流区海温异常对滞后的冬季太平洋极涡面积指数变化影响显著;而春季的太平洋极涡面积指数变化对滞后的夏季和秋季西风漂流区海温变化影响显著;定义了风暴轴指数和西风漂流指数.春季太平洋极涡面积指数、北太平洋风暴轴和西风漂流区海温都在1969年发生突变,太平洋极涡面积明显增大,春季风暴轴亦相应偏南,西风漂流 ,区春季海温降低.

北半球极涡新特征及其对中国冬季气温的影响

利用NCEP/NCAR再分析资料,统计了近50年500,300,200和100 hPa等压面上北半球及4个分区冬季极涡面积和强度指数,并讨论了各层等压面上不同区域极涡面积比例变化特点和500 hPa极涡中心位置变化特征,揭示了冬季各层极涡之间同期和滞后关系,分析了冬季极涡面积与中国平均温度和极端气温的关系。结果表明:(1)北半球极涡面积、强度均经历了先扩张后收缩的变化,20世纪80年代中后期气候变暖以后4层等压面上发生了极涡面积缩小,90年代中期发生强度减弱的年代际突变,只是较面积变化而言,强度年代际变化较弱,极涡面积和强度在年代际上相关显著。(2)位于平流层低层(100 hPa)的极涡年平均面积、强度最大,并且随季节变化幅度也是最大,尤以Ⅰ区(亚洲大陆区)、Ⅳ区(大西洋欧洲大陆区)更为显著。就年内变化而言,100 hPa极涡面积极大值的出现落后于其他层,极小值的出现又早于其他层,并且冬季前期100 hPa极涡面积对其后期500,300和200 hPa的变化有一定影响。(3)4层极涡面积都偏离Ⅳ区,500 hPa极涡基本偏向Ⅱ区(太平洋区)、Ⅲ区(北美大陆区),300,200和100 hPa偏向Ⅰ、Ⅱ区,500 hPa极涡中心多位于Ⅱ区或Ⅲ区。(4)在全球变暖背景下,近50年中国冬季平均气温、暖日(夜)呈现明显的增加趋势,冷日(夜)呈明显的减少趋势,并且突变都发生在20世纪80年代中期。(5)中国冬季平均气温、极端气温指数与极涡面积相关关系以500hPa最为显著。分区来看与500 hPaⅠ区相关最为明显,300 hPaⅠ区、200 hPaⅠ区和100 hPaⅣ区次之。极涡从平流层低层(100 hPa)到对流层中层(500 hPa)是从IV区到I区逐渐影响中国冬季气温。(6)500 hPaⅠ区极涡面积的扩大有利于除东北以外中国大部分地区冷日/夜(暖日/夜)次数的增加(减少),而100 hPaⅢ、Ⅳ区、500 hPaⅣ区面积的扩大有利于中国北方大部分地区冷日/夜(暖日/夜)次数增加(减少),且极涡面积与冷(暖)夜的相关系数要高于与冷(暖)日的,与冷日(夜)的相关系数要好于与暖日(夜)的。

北极极涡变化特征与云南降水量的关系

利用1961—2012年国家气候中心的北极极涡环流指数和云南降水量数据,采用线性拟合、合成分析、相关分析等统计方法,研究其变化趋势,对两者之间的关系进行了分析,结果表明:1从1961—2012年极涡面积(PVA)、强度(PVI)和位置(St)指数都呈下降趋势;PVA和PVI 4个季节都呈显著地下降趋势,St的变化趋势只有夏季下降趋势显著。2云南124个站降水量为显著地减少趋势;分季节来看,除春季是增加趋势外,其余的季节都为下降趋势。3PVA与云南降水量之间的关系以负相关为主,而PVI与云南降水量之间的关系正好相反;前期夏季PVA和PVI对后期云南降水量的影响显著。

极涡与我区夏季旱涝分析及预报

极涡与我区夏季旱涝分析及预报陈秀英（内蒙古气象台）极涡是北半球三大天气系统（极涡、副高及两者之间急流）之一。目前国内对极涡活动特点规律方面分析研究的工作颇多，但运用到我区长期预报方面工作甚少，本文从极涡活动强弱着眼分析探讨对我区夏季旱涝的相关，为分析...

北半球冬季极涡对河西走廊西部春季霜冻的影响

利用国家气候中心74项环流指数中的11项极涡指数,河西走廊西部7个观测站1980—2016年春季最低地面温度数据,统计分析了近37a春季最低地面温度与11项极涡指数相关关系,讨论了极涡面积和强度指数的变化对河西走廊西部春季霜冻的影响,结果表明:1.从1980—2016年极涡面积指数、强度指数总体呈现下降趋势,但极涡中心强度指数呈上升趋势;2.冬季北半球亚洲区极涡面积指数与河西走廊西部开花幼果期强霜冻频次相关关系显著,对该区强霜冻灾害防御有很好的指示意义;3.冬季北半球亚洲区极涡面积指数与河西走廊西部开花幼果期强霜冻频次相关性空间分布呈现中部偏西低的特征。

2013年影响海南热带气旋异常偏多成因分析

利用1983—2013年热带气旋年鉴、NCEP/NCAR全球再分析格点资料及国家气候中心74项环流指数资料等,统计分析了近30 a西太平洋以及影响海南的热带气旋特征,并对2013年西太平洋热带气旋偏多、秋台集中以及影响海南热带气旋偏多的异常特征从天气学等方面进行了分析。结果表明,副热带高压、夏季风、越赤道气流、海表温度及北半球极涡等环流系统异常,是形成2013年西太平洋热带气旋偏多的主要原因。南半球冷高压发展激发越赤道气流增强,引发赤道西风加强;副热带高压偏北偏弱,夏季风增强,副高南侧热带辐合带对流活跃;南海-西太平洋海表温度偏高;极涡偏弱偏西,经向环流偏弱,中纬度冷空气活动不频繁等。多条件共同作用,有利于西太平洋热带气旋的生成。另外,副高呈东西向分布,南海海表温度偏高使得南海及菲律宾以东生成的热带气旋易于向西移动影响海南。

北半球大气环流主模态时空分析

利用1948~2015年的NCEP/NCAR资料全球月平均再分析资料作经验正交分解(EOF),获得北极涛动指数(AOI)和北极偶极子指数(DAI)并对EOF分析后的时间序列进行回归分析。我们主要总结极地涡旋的四个方面,包括极地涡旋指数(极涡面积指数和极涡强度指数),其变化特征,以及对中国冬季气候的影响和极地涡旋影响因子。极地涡旋主要具有年际和年代际变化特征。此外,在年际时间尺度上,极地涡流区域在中国的温度和降水之间呈负相关,在年代际时间尺度上,极地涡流面积和中国温度呈现负相关。

1961～2005年新疆夏季低云量长期变化特征及影响因素分析

利用新疆51个观测站1961～2005年低云云量资料,采用趋势分析、小波分析等方法分析了新疆夏季低云量的长期变化特征,并对500hPa环流指数与新疆夏季低云量做奇异值分解,重点讨论了极涡对新疆夏季低云量的影响。结果表明:近45年新疆夏季低云量增加趋势显著,并在1987年发生突变;新疆夏季低云量存在2～3年、准6年和准11年的显著周期;环流分析表明新疆夏季低云量与副热带高压、极涡及青藏高原高度场指数关系密切,当极涡面积减小、强度减弱时,西亚高空急流偏弱,新疆上空高空急流偏强,而低层大气主要表现为南风增强,水汽输送辐合加强,因此新疆夏季低云量偏多,反之,低云量偏少。

中高纬环流因子与黑龙江省初夏气候异常分析

利用1954—2010年地面气温、降水观测资料和月环流特征量、NCEP高度场再分析资料等,采用常规气候统计方法,分析了黑龙江省初夏6月气温、降水的气候特点,通过初夏6月气温、降水与北半球500 hPa高度场相关分析,建立起与中高纬度环流因子关系。结果表明:黑龙江省初夏气候异常与中高纬度环流异常有关,影响初夏气候异常的中高纬度环流因子主要有亚洲纬向环流指数,阿留申低压指数,亚洲区极涡面积指数,鄂霍次克海的阻塞高压指数等。在此基础上分析大气及中高纬度环流因子的背景,考虑外强迫因子海温的间接作用,掌握中高纬度环流因子的变化,是准确预测黑龙江省初夏气候的关键前提。

北半球不同时域臭氧层遥相关结构的演变特征

分析了北半球不同时域Ｏ３层遥相关型的空间结构及其演变特征，探讨了太阳活动和极涡振荡对Ｏ３层遥相关型形成和演变的作用．结果发现：１．Ｏ３层对太阳活动响应具有显著的区域性，在不同季节里只存在一种Ｏ３层遥相关型与其相联系，随着季节的转换大气环流与太阳活动效应叠加将使Ｏ３层的响应区域及遥相关型的空间结构发生转移现象．２．极涡增强将导致Ｏ３层出现负异常，且在遥相关区域中Ｏ３含量的振幅变化最为显著．由于极涡的不对称性，各分区极涡强度对Ｏ３层遥相关型的影响存在着显著差异，表明极涡形变对Ｏ３层遥相关型的形成和演变具有重要作用．

近47a河北风速季节变化特征及影响因子分析

利用河北61个气象观测站近47a(1961-2007年)的地面平均风速资料、NCEP/NCAR月平均再分析资料以及北半球环流指数资料,采用线性倾向估计、相关分析、合成分析等方法,对地面平均风速的季节变化特征及影响因子进行了分析,结果表明:(1)近47a来河北四季地面平均风速均呈现出下降趋势,其中春季、冬季的下降速度明显快于夏季、秋季的下降速度。(2)河北地面四季平均风速与同期北半球极涡面积指数呈显著正相关,与北半球副高面积指数呈显著负相关。(3)春季500hPa冷空气势力偏强,850hPa增暖迅速时,河北风速较大;夏季500hPa冷空气势力较强,副高西伸脊点位置偏东时,河北风速较大;秋季500hPa冷空气势力偏强,850hPa降温缓慢时,河北风速较大;冬季500hPa、850hPa冷空气势力均偏强时,河北风速较大。