基于2008年1月中国南方低温雨雪冰冻事件10-30天延伸期稳定分量的研究

对北半球1978—2007年1月6日—2月4日逐日500 hPa高度场资料带通滤波,得到10—30 d时间尺度分量,结合经验正交函数分解方法(empirical orthogonal function,EOF)提取出气候态基底.同样滤波北半球2008年1月冰冻雨雪事件的逐日实况资料,并将其投影到气候态基底上,利用各贡献率作为考察该EOF分量对原场的影响指标.从10—30 d延伸期预报的角度提取稳定分量进行诊断分析,探讨影响此次天气过程的主要因素.通过贡献率分析方法把10—30 d延伸期稳定分量划分为气候态稳定分量和异常型稳定分量两个部分.结果表明:气候态稳定分量在我国南方2008年1月冰冻雨雪事件中占主体地位,异常型稳定分量相当于在气候态稳定分量的基础上叠加的扰动值,但异常型稳定分量在本次过程中的作用不能忽视,甚至起到关键性的作用,并且与实况距平在太平洋地区整体环流形势有较好的对应.这些结论加深了对10—30 d时间尺度可预报性的认识,为10—30 d延伸期预报提供了一种新的思路和解决问题的途径.

基于2009年初长江中下游地区持续阴雨过程的10～30天延伸期稳定分量的提取及配置分析

2009年2月中下旬至3月上旬,中国长江中下游地区出现了持续阴雨天气,这次持续性异常事件影响范围之广、持续时间之长为历史罕见.本文利用EOF分解方法对相应时段NCEP-DOE Reanalysis2逐日位势高度场距平资料进行分析,定义了10～30天延伸期稳定分量,并根据各EOF分量的贡献率的不同变化特征进一步定义了10～30天延伸期气候态稳定分量和异常型稳定分量.气候态稳定分量主要解释气候平均信息对延伸期天气过程的影响,而异常型稳定分量则侧重体现了持续性阴雨过程的"异常"特征.研究发现,稳定分量尤其是异常型稳定分量具有如下特征:(1)时间尺度较长,能维持较长时间(10天以上)的稳定或者表现为月尺度的低频变化及超长波活动;(2)空间活动范围较大,表现为行星尺度的超长波活动,且在垂直各层有稳定一致的配置关系;(3)能够较好地反映中高纬大气环流的变化特征,体现了指数循环和超长波的移动、调整活动;(4)与地面持续性天气过程有较好的对应关系.

2009年11月冰冻雨雪事件10-30d延伸期稳定分量提取及分析

针对2009年11月冰冻雨雪事件,通过经验正交函数分解等方法提取10—30 d稳定分量,并第一次运用计算贡献率和相似系数判定等手段把稳定分量进一步客观地分离成气候态稳定分量和异常型稳定分量.将气候态稳定分量与低通滤波分量合成气候背景场.研究发现:气候背景场环流形势持续时间较长,随时间变化缓慢,主要提供了事件发生的气候背景,指示大尺度环流调配置和调整;气候背景场空间活动范围较大,能较好地刻画永久半永久性大气活动中心变化情况,且在垂直各层有稳定一致的配置关系;异常型稳定分量重点体现了环流相对异常特征,与2009年11月冰冻雨雪事件有较好的对应关系.在气候背景场提供确定的环流大背景下,异常型稳定分量表征了对应天气系统的相对强弱变化.

基于2013年8月中国中东部地区持续高温的延伸期稳定分量提取及改进研究

基于2013年8月中国中东部地区持续高温及其减弱过程,利用美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心逐日平均的500 h Pa高度场、风场再分析资料和美国国家海洋和大气管理局的海温重建扩展资料进行分析,通过前期海温强迫相似年的选取方法以及带通滤波和经验正交函数分解等方法提取出10—30 d的稳定分量,并通过对稳定分量的诊断分析探究了这次持续高温及其减弱过程的维持机制.研究发现:通过选取与个例前期海温强迫最相似的30年来代替常规的气候态30年(1981—2010年),所提取的气候态稳定分量所占的比重变化不大,稍有减弱,而异常型稳定分量占的比重显著性提高,且其所刻画的影响异常事件的天气系统强度及稳定性明显提高,能够更加清晰地显示延伸期天气过程的维持机制.这表明在提取稳定分量时考虑前期的海温强迫作用是非常有必要的.同时,通过对延伸期稳定分量的分析,表明此次持续高温及减退过程主要受到北极涛动、亚洲大陆中高纬纬向环流形势和西太平洋副热带高压(西太副高)强度、位置的共同影响.