东亚地区低频振荡的经向传播及中纬度的低频波动

本文利用1981年6—9月欧洲中期天气预报中心(ECMWF)网格点资料分析了东亚地区低频(准40天)振荡的传播特性与结构特征,发现在120°E经度上的高空(低空)副热带地区有一个低频纬向风(经向风)经向传播的分离带(汇合带),指出中纬度低频纬向风振荡是准地转的,且高低空振荡同位相。同时揭示出:亚洲地区中纬度(35°N)高空低频纬向风的向东传播是波长为60—90个经度、移速为1.5—2.0个经度/d的中纬度低频波动东移的结果。这种低频涡旋移至东亚沿海地区常会发展,这种发展可能与急流中心附近正压不稳定能量的供给有关。

10──20天准双周振荡的经向传播及地理特征

本文采用ＥＣＭＷＦ１９８３年７月１日至９月１２日逐日２００ｈＰａ纬向风场资料，用复经验正交方法讨论了１０－２０天低频振荡的经向传播及地理特征。结果表明：（１）１０－－２天振荡有三个显著区域：贝加尔湖附近地区；赤道９０°Ｅ附近以及新加坡、马来西亚地区；８０－１００°Ｅ，２２－３２°Ｎ之间。（２）源于较高纬度地区的振荡与源于赤道附近地区的振荡在１０５°Ｅ，１７—２３°Ｎ附近同位相相遇，在９０°Ｅ，２０°Ｎ附近反位相相叠加，振荡相互削弱，在２５°Ｎ附近同位相相遇。（３）从振荡位相来看，中南半岛东南部、马来西亚北部、菲律宾以西区域的振荡向北传播到中国东南沿海，向西传播到孟加拉湾印度半岛；２０°Ｎ以南低纬度地区的振荡很少能传播到８０°Ｅ以东３０°Ｎ附近地区；位于９０－９５°Ｅ，２５－２７°Ｎ之间的振荡以及贝加尔湖附近地区的振荡可以向南北两个方向传播。

关于准40天振荡经向传播机制的讨论

本文讨论了准40天振荡的性质及其传播特性,强调南半球中纬度准周期性冷空气对热带大气准40天振荡的强迫作用及其对北半球夏季风的影响。提出经向环流系统的侧向耦合和相互作用可能是准40天振荡经向传播的机制。

东亚季风区大气季节内振荡经向与纬向传播特征分析

将NECP/NCAR资料中850 hPa纬向风分量进行30~60天带通滤波,研究东亚季风区大气季节内振荡的传播特征。分析表明,夏季东亚季风区大气季节内振荡（ISO）的传播分为经向传播和纬向传播,其中经向传播主要为热带地区ISO的向北传播,纬向传播则是分别起源于印度季风区的ISO东传和起源于西太平洋海域的ISO西传。东传和西传的ISO在120°E附近汇合后增强自热带地区北传到此的ISO,使得ISO在经向上可以继续向北传播,其最北界可达35°N以北,并对我国长江中下游地区夏季降水产生一定的影响。

辐散风作用下低频Rossby波的能量传播

文中研究了热力强迫所激发的辐散风对低频Rossby波能量传播的影响 ,推导出辐散风作用下的Rossby波的频散关系和群速度表达式。理论分析表明 :如果扰动流函数与速度势的位相差α∈ (0 ,π) ,那么辐散风将减小Ross by波的圆频率 ,增大群速度的纬向分量 ,加速Rossby波在纬向方向上的传播 ;辐散风对经向群速度的影响是比较复杂的。波射线的分析表明 ,在纬向基本气流为常数的情况下 ,辐散风作用下的低频Rossby波从初始位置到反射纬度的传播路径表现为一段光滑的大弧 ;对于周期为 30d、纬向波数k =3,4的Rossby波 ,当辐散风减弱时 ,波能量经向传播距离和纬向传播距离都增大。对于k =3的Rossby波 ,当辐散风减弱时 ,Rossby波的经向传播范围增大 ,但振幅强度减小。

东亚季风涌对我国东部大尺度降水过程的影响分析

将NECP/NCAR资料中850 hPa纬向风分量进行30~60天带通滤波,用大气季节内振荡(ISO)来表征东亚夏季风涌的活动特征。研究表明,长江中下游地区和淮河流域分别出现涝年时,都伴有很显著的季风涌向北传播的特征。季风涌的北传实质就是季风中来自热带地区ISO的向北传播。季风涌北传过程中,得到来自东西两侧纬向传播的ISO补充。纬向传播的ISO在110°E^120°E附近汇合后增强自热带地区向北传的季风涌,使得季风涌在经向上可以继续向北传播,并对我国东部地区夏季大尺度降水过程产生一定的影响。纬向补充的ISO特征差异对我国东部大尺度降水位置会产生一定的差异。

南海热带对流季节内振荡对江淮流域旱涝影响的初步分析

使用TBB17年逐月、候平均资料和欧亚500hPa候平均高度距平场,计算了南海地区逐月TBB的标准差,分析其时空分布特征。采用带通滤波方法,分析了江淮流域旱(1985年)、涝(1991、1998年)年南海地区TBB季节内振荡及其经向传播特征。结果表明,江淮流域涝年,南海地区TBB30～60d和10～20d振荡十分活跃,向北传播非常明显。当TBB强对流位相传播到30°N附近的副热带地区时,激发其对流扰动加强,造成江淮流域集中暴雨。而旱年则相反。南海和30°N地区对流活动的强弱差异与500hPa候平均高度距平场的遥相关揭示出江淮流域旱涝年波列结构有很大的不同。

东亚大陆冬季风的低频振荡特征

本文对东亚大陆冬季风期间的地面气温、气压的数年资料做了３０～６０天的低频波、准双周振荡等分析。结果表明，东亚大陆地区地面气温、气压的０～６０天波和准双周波具有重要的作用，它们多年平均的低频波方差相对贡献分别为５９．２％（气温）和４９．８％（气压）左右。并且伴有显著的年际差异，如华北气温３０～６０天波强的年份其方差相对贡献可达５０．２％，而最弱的年只占１１．９％左右。另外这两种频率振荡强弱还有明显的地区性，３０～６０天波一般华北和长江流域（２８°Ｎ以北）比其南部地区强；冬季风期间，东亚大陆地区的３０～６０波的经向传播主要是由北向南传播的。大多数年份可以传播至东亚大陆的南端，历时约３～６天，但是这种传播在长江流域以北地区表现为更清楚，在长江以南地区，一方面受到了冬季风本身强弱的影响，另方面还受到来自热带地区以致南半球夏季风低频波北传等因素的影响使得经向传播往往变得比较复杂。

2007／2008年冬季平流层环流异常及平流层-对流层耦合特征

利用NCEP／NCAR再分析资料，分析了2007／2008年冬季平流层环流振荡的过程和异常特征，以及平流层—对流层的环流耦合特征。结果发现：2007／2008年冬季平流层极涡持续偏强，且极涡从12月下旬开始向东亚—大西洋地区偏心发展，同时在欧洲—地中海地区减弱向极区收缩，从而在欧亚地区的平流层高层最早形成“一脊一槽”1波型的环流形势；该平流层的环流异常信号逐步向低层传播；从平流层10hPa向下传播到对流层中、低层需要约15～20天的时间；此时对流层500hPa上，与平流层向下传播的信号相对应，呈现为高纬度“西高东低”和副热带“东高西低”的环流异常型，即分别对应着乌拉尔山阻塞高压、鄂霍茨克海低槽以及副热带高压异常偏强和副热带欧亚大陆中西部低槽活动频繁。这种环流异常配置即形成了有利于我国南方降雪持续的大尺度背景条件。进一步研究还发现，平流层异常信号存在由热带向极传播的趋势。2008年1月的平流层极涡振荡正异常所对应的环流异常信号可以追溯到2007年秋季10月份最早出现在热带地区的环流异常信号，该异常信号在向极传播过程中同时向东移动，2008年1月传播到极区，对应极涡振荡的正异常。说明前期平流层的异常信号及其演变，对2008年1月的气候异常具有重要指示意义。

青藏高原热力作用下的非绝热Rossby波

从含非绝热项的准地转运动方程组出发 ,分析了青藏高原大尺度热力作用下非绝热Rossby波的一些性质 ,从理论上证明当背景西风气流为正压时 ,冬季高原冷却作用有利于Rossby波的经向传播 ,夏季高原大尺度热力作用不利于波动的经向传播。非绝热Rossby波的频率方程说明冬季高原的热力作用是中纬季节内振荡的重要激发机制。同时 ,在背景西风气流为纯斜压条件下 ,求解了高原热力作用下非绝热Rossby波的频率 ,并由频率方程说明冬季高原热力作用有利于波动向不稳定方向发展 ,而夏季高原的大尺度热力作用对波动稳定性的影响存在临界值。

山东大风天气的低频特征及机理分析

利用山东省122个国家级地面气象观测站的风速数据与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA-interim再分析数据,采用小波分析、带通滤波等方法对2015年9月-2020年9月山东的大风天气及相应的低频大气环流形势进行分析。结果表明,近几年山东的大风天气有增加的趋势,春季大风发生频次最多,秋季最少;山东半岛东部大风频次最多,鲁南地区最少;全年只有7月偏南大风站次较偏北大风多,其余月份多以偏北大风为主。山东大风具有显著的11~13 d与20~23 d的低频振荡周期。其中,春季大风以11~13 d的振荡周期为主,秋、冬季以20~23 d的振荡周期为主,夏季大风的振荡周期不明显。振荡周期的演变与大范围的大风过程有对应关系,大范围的大风过程大致发生在振荡的波峰处。春季偏北大风盛行时,多伴有经向风自北向南的传播。秋季大约以35°N为界,对流层中高层在35°N以北,经向风自南向北传播,35°N以南,则是自北向南传播,对流层中低层反之。山东春季大风产生之前,乌拉尔山东侧低频气旋与黄海上空低频反气旋同时出现并东移,之后衍生出华北低频反气旋与渤海低频气旋,这两个系统的加强促使华北上空偏北风加大,为山东大风的产生提供了可能。同时,华北地区经向风正距平逐渐被负距平所代替,是山东大风天气产生的又一先兆。

高原热力作用下的非绝热Rossby波(英文)

从含非绝热项的准地转运动方程组出发,分析了青藏高原大尺度热力作用下非绝热Roaaby波的一些性质。从理论上证明当背景西风气流为正压时,冬季高原冷却作用有利于Rossby波的经向传播。又由非绝热Rossby波的频率方程说明冬季高原的热力作用是中高纬季节内振荡的重要激发机制。此外,当背景西风气流为斜压时,求解了高原热力作用下非绝热Rossby波的频率,并由频率方程说明冬季高原冷却作用有利于波动向不稳定方向发展,而夏季高原的大尺度热力作用对波动稳定性的影响存在临界值。

Spectral characterization of scanner based on PCA and BP ANN

A novel method for spectral characterization of scanner was proposed in this paper, which combined the principal component analysis （PCA） and back propagation （BP） artificial neural network （ANN）. The natural color system （NCS） color patches were adopted as the color targets. The accuracy of this method was evaluated by spectral root mean square （SRMS） error and the CIEDE2000 color difference specification. The experimental results showed that six principal components were appropriate and the spectral characterization accuracy was outstanding when a 3-20-6 BP net structure was used to estimate the scalars from the scanner red/green/blue （RGB） signals.