华南春季总云量的时空变化特征及与大气环流的关系

基于CERES_EBAF遥感辐射产品中云的月平均数据集,使用正交函数(EOF)分析方法对华南春季总云量的时空变化特征进行初步分析。再采用同时期NCEP/NCAR月平均再分析格点资料,对华南春季总云量与大气环流进行相关分析,探讨华南春季总云量与大气环流间的关系。结果表明:华南春季总云量的第一模态变化特征为全区一致性变化特征,第二模态变化特征为华南东、西部呈相反变化特征。华南春季总云量随西风带环流的增强而增多,此时华南高空被副热带西风急流控制,随西南季风环流的增强而减少;大气整层抬升会造成云量的减少,大气整层下降会造成云量的增多。

西南季风不同阶段南海北部珠江口外断面水文调查分析

根据2000年7月及2001年5月南海北部珠江口外断面CTD调查资料、同期气象资料,并结合该海域历史资料,对调查断面珠江冲淡水扩展范围、跃层变动情况及上升流特征进行了分析,观察到对应于夏季西南季风的不同阶段,调查断面跃层分布与珠江冲淡水影响范围均发生明显变动,升降流的影响也呈现出不同特征:(1)西南季风较强时,断面陆架区上表层受冲淡水影响明显,海区的层化结构明显加强;(2)西南季风较强时,调查断面出现上升流和下降流。研究结果表明:(1)局地风应力与热通量的变化控制了调查断面跃层或混合层的温度和深度的变化,影响着珠江冲淡水的扩展范围,西南季风较强时珠江冲淡水扩展范围变大,调查断面跃层或混合层强度变大,深度变深;(2)夏季西南季风强时调查断面存在上升流,其形成机制为风产生的离岸水体Ekman输运的补偿效应,底地形的变化虽然也造成较弱的外海次表层水涌升,但可能只是加强了上升的速度或强度;(3)夏季西南季风强时调查断面上存在上升流区与下降流区毗邻的现象,下降流成因可能有二,一为近岸流和陆坡流呈相反方向运动形成弱的反气旋涡,二为“上升与下降因相互水体补充的需要而共生”。

热带西南季风对0214号热带气旋“黄蜂”的影响

采用中国数值预报创新基地最新开发的三维变分同化系统 (Grapes 3DVAR)的分析场为模式初值场 ,利用广州热带海洋气象研究所开发的南海热带气旋业务预报模式 ,在模拟试验 (控制试验 )的基础上 ,对强、弱热带西南季风作对比试验 (异常试验 )研究。试验结果表明 :除环境引导气流外 ,“黄蜂”偏心结构变化引起的偏心运动变化对热带气旋移向、移速的变化起了一定的作用 ;西南季风对热带气旋“黄蜂”的动力结构、热力结构和移动路径都有一定的影响 ;热带西南季风通过改变热带气旋的不对称结构和削弱副热带高压西侧这两个途径 ,造成热带气旋路径右偏。

近30余年来盛夏东亚东南季风和西南季风频率的年代际变化及其与青藏高原积雪的关系

利用地面观测资料和NCEP/NCAR再分析资料集,使用相关分析、合成分析等方法,在将地面风分为东南季风和西南季风的基础上,分析了近30余年来盛夏东亚季风频率的年代际变化特征。结果表明:盛夏东南季风、西南季风频率和前期春季青藏高原积雪均在21世纪初期发生了显著的年代际变化;东南季风、西南季风频率由较少改变为较多,春季青藏高原积雪则由深变浅。由于青藏高原积雪厚度发生了年代际变浅,说明青藏高原发生了年代际变暖和南亚高压变强,南亚高压的年代际变强,使得其下游对流层低层(18°~28°N,108°~118°E)的反气旋性环流异常增强,有利于东亚西南季风频率的增加;同时,由于高原发生湿反馈作用,使得淮河地区降水发生年代际变多,由Sverdrup涡度平衡关系,降水的异常增多通过潜热释放,使得东亚副热带高压异常加强,而副热带高压异常变强则有利于盛夏东亚东南季风频率发生年代际增加。

南海西南季风异常与广东省汛期重要天气的关系

南海西南季风的活动直接影响广东省前、后汛期重要天气的异常,因此深入探索南海西南季风的活动规律及其与广东省各种重大天气异常的关系十分必要。利用合成分析和相关统计方法,探讨和分析了南海西南季风建立早晚、强弱与广东省前、后汛期降水量趋势,初、终台的早晚及登陆广东省的热带气旋个数等重要天气的关系。指出南海西南季风爆发早的年份,前汛期雨量以正常偏少为主、后汛期雨量以偏多为主、登陆广东热带气旋偏多;南海西南季风偏强的年份,后汛期雨量以偏多为主,登陆广东热带气旋以正常偏多为主。还分析了4～6月、7～9月以及前冬(12～2月)的海温场、500hPa高度场与西南季风建立早晚、强弱的关系,初步探索了西南季风建立的早晚、强弱与广东省汛期重要天气气候异常的关系的一些机理,其结果可供短期气候业务预测参考。

全新世青藏高原东部西南季风的演变

本研究报道一组新的西南季风代用指标,即泥炭中单一种属植物———木里苔草残体纤维素和泥炭混合植物残体纤维素的δ13C时间序列,所记录的青藏高原东部全新世气候变化。两记录表明,该区全新世的下限年龄约11200aBP(14C年龄约9900aBP);从约11200aBP起该区迅速进入湿暖的全新世阶段,季风活动迅速增强;在约10800～5500aBP期间,季风总体保持在强盛状态,但其间有4次突然减弱,气候变干冷;约从5500aBP起季风活动在波动中逐渐减弱,其中有4次减弱最明显。所有这8次气候的突然变化都与北大西洋浮冰事件一一对应。这种密切的相关关系表明,西南季风强度的波动可能是对全球变化,特别是对海洋热盐环流引起的地球南北方气候波动的所谓"跷跷板效应"的响应。

西南季风与登陆台风耦合的暴雨增幅诊断及其数值模拟

以登陆内陆后维持时间长、暴雨增幅的热带气旋"碧利斯"(0604)为研究对象,利用"CMA-STI"热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析资料及地面加密观测资料,讨论了西南季风与登陆台风耦合的暴雨增幅,分析了台风涡旋周围的水汽收支特征,发现净西风、净南风输送为暴雨提供了充足的水汽,在"碧利斯"登陆大陆减弱西行的过程中,西南季风对登陆台风的维持和暴雨增幅有重要影响。利用WRF(weather research and forecasting)模式模拟"碧利斯"登陆后的降水表明,该模式能够较好地模拟降水强度和暴雨落区,模拟路径与台风实际路径走向大体一致,但存在一定偏差;季风涌爆发时,台风中心南侧降水出现明显增幅。敏感性试验结果表明,降水强度对水汽输送大小较敏感,水汽输送减弱致使降水强度明显减弱,可见西南季风的水汽输送对暴雨的影响至关重要。

南海海气界面潜热通量的分布特征及其对西南季风爆发影响的初步分析

利用1982年1月至2001年12月逐日的Re_NCEP南海海表面潜热通量资料，分析了南海夏季西南季风爆发早年和晚年潜热通量在南海的时空分布特征；并通过相关对比诊断分析了潜热通量对西南季风爆发及强度的影响，初步给出了其动力学机理。结果表明，季风爆发早、晚年的前一年冬季至初春（12～3月），南海南部（5°～13°N，100°～120°E）和北部（13°～22°N，105°～120°E）的潜热通量距平符号相反，呈现反位相，季风爆发早（晚）年，前一年冬季至次年初春，南海北部的潜热通量为正（负）距平，南海南部则为负（正）距平；在季风爆发的早年和晚年，南海潜热通量表现出明显的差异，春、夏、秋季南海潜热通量正距平持续时间短（长），季风强度偏弱（强）。南海北部的潜热通量和南海北部季风强度隔季正相关。当潜热通量为正（负）距平时，同期和滞后1～3个月的海温均为负（正）异常，加大（减小）了春季南海和周围陆地陆暖海冷的海陆温差，有利于西南季风在南海北部的早（晚）爆发，西南风异常偏强（弱）。

沙鲁里山更新世冰川作用及西南季风波动对末次冰期冰川作用的影响

地处南亚季风区的沙鲁里山地区保留有丰富的第四纪冰川作用遗迹。文章通过ESR对冰碛物直接定年,结合冰碛地貌形态及其风化程度差异,结果表明沙鲁里山地区可能经历了4次规模较大的冰川作用。它们的ESR年代大约为19～16kaB.P.,48～43kaB.P.,135kaB.P.和571kaB.P.,分别与深海氧同位素第2、第3、第6、第16阶段对应。自沙鲁里山最早冰川作用(571kaB.P.)以后,该区经历了较大规模的抬升作用。MIS2和MIS4期间西南季风微弱,降水稀少,气温严寒,南亚季风区冰川发育受到一定限制。MIS3早期和晚期夏季风强盛,降水丰富,温度较高,水热平衡状况有利于冰川发育;MIS3中期气温较低,夏季风较强盛,降水较丰富,这种冷湿组合的气候条件有利于冰川发育。南亚季风区,MIS3期间的冰川前进规模不亚于甚至在某些区域超过了末次盛冰期,其主要原因可能是受制于夏季风的降水差异。

2003年我国夏季西南季风活动概况

利用NCEP再分析资料、OLR和TRMM资料 ,分析了 2 0 0 3年影响我国的夏季西南季风活动的一些基本特征。主要包括南海夏季风的建立日期的确定、夏季风的推进过程、强度变化和南海地区夏季风季节内振荡特征。结果表明 2 0 0 3年南海夏季季风爆发日期正常偏晚 ( 5月 2 4日 ) ,强度偏弱 ,其季节内振荡过程对淮河流域洪涝有重要影响。

鹤庆深钻孢粉记录揭示的气候变化与西南季风演化

本文在鹤庆深钻孢粉分析的基础上,把各孢粉类型划分成不同的孢粉生态组,结合孢粉多样性指数,系统重建云南鹤庆地区2.78Ma以来的古气候演化所经历的8个大的阶段,与西南季风在滇西北地区8次大的变化相对应:即在2.729—2.608Ma和0.118Ma—11.83kaBP期间,气候整体湿润,冬、夏季降水的季节性较强,反映西南季风相对较强盛;1.447—0.342Ma期间,气候整体逐渐变湿,冷暖、干湿变化幅度逐渐变大,气候组合特征逐渐变复杂,反映西南季风逐渐增强,其波动幅度也逐渐变大,并于0.991—0.342Ma期间达到最强盛,其波动幅度也最大;而在2.780—2.729Ma、2.608—1.447Ma和0.342—0.118Ma期间,气候普遍相对温暖干旱,西南季风相对较弱。

南沙群岛海区西南季风变化与表层流结构和演变关系的探讨

根据中国科学院南沙综合科学考察的现场资料和海区的历史资料 ,讨论了西南季风的变化及其与海区表层地转流的结构和演变间的关系。结果表明 ,海区西部的表层流结构随西南季风的盛衰而有变化 ,说明西南季风对南沙群岛海区表层流的调控作用西部大于东部 ;但由于密度流和地形效应等的作用 。

云南鹤庆钻孔揭示的西南季风轨道尺度演化

文章在运用自动轨道调谐方法确定鹤庆钻孔时间标尺的基础上,首先分阶段探讨鹤庆钻孔碳酸盐指标的演化特点,然后采用频谱分析和滤波分析方法,通过对鹤庆钻孔碳酸盐沉积记录的分析,探索西南季风轨道尺度的演化规律。综合分析结果显示:天文因素是影响西南季风演化的重要因素,但并非惟一因素,西南季风的演化中存在着中更新世转型和1.55M aB.P.附近的转型,后者推测与青藏高原隆升及全球冰体积变化有关;在西南季风演化的不同阶段出现100ka,73ka,66ka,54ka,41ka,30ka,23ka,19ka,15ka和10.7ka等周期。

南海西南季风爆发的预测研究

利用多个气候场的主分量因子通过相关分析筛选 ,而后进行逐步回归预报。求得南海西南季风爆发的日期与高度场、海温场等因子场的主分量之间的联系。结果表明 ,南海夏季风爆发日期 (196 7- 1997)与上述主分量因子之间有较密切的关系 ,由 9个主分量因子组成的预报方程 ,通过α =0 0 1显著性检验 ,其方程复相关系数为 0 9392。其平均拟合误差为 2 896 ,试报 1998年南海北部和南部西南季风爆发的日期为第 135 6 9d (5月 16日 )和第 138 5 3d (5月 19日 ) ,与SCSMEX的观测结论 1998年南海北部夏季风爆发 (5月 17日 )的日期仅差 1d ,南海中南部夏季风爆发 (5月 2 5日 )的日期相差 6d。由此可见 ,利用相关和回归方法用因子场的主分量作为因子预报南海北部夏季风爆发的效果比较好 ,南部则相对较差。另外 ,研究发现南海北部夏季风爆发主要与海温场的影响有关 ,高度场对南海南部夏季风爆发影响较大 ,且厄尔尼诺与南海南部西南季风爆发偏晚有关 ,但与南海北部西南季风爆发关系不大。可以说 ,这一方法是对南海夏季风爆发预报的一种新的尝试。

青藏高原东南缘甘孜黄土磁化率揭示的西南季风演化

以青藏高原东南缘甘孜A剖面黄土-古土壤序列为材料,在磁性地层学研究的基础上,对其高分辨率磁化率记录的多时间尺度气候特征进行了分析。磁性地层学研究结果表明,甘孜A剖面典型风尘堆积的底界年龄约为1.16Ma。磁化率记录在构造时间尺度上具有明显的阶段性,显示了西南季风演化存在中更新世气候转型。功率谱分析检出典型的偏心率100ka、斜率41ka、岁差23ka轨道周期和11.4、7.5ka的岁差拍頻周期,指示西南季风演化受天文因素影响,印度季风系统对太阳辐射具有非线性响应和热带特征。

孟加拉湾西南季风与南海热带季风的气候特征比较

本文运用NCAR/NCEP再分析数据和APHRO_MA_V1003R1降水数据,对比分析了孟加拉湾西南季风和南海热带季风的气候特征异同以及对降水分布的影响,得到如下结论:(1)孟加拉湾西南季风比南海热带季风爆发更早、强度更强、持续时间更久、向北推进更北.(2)孟加拉湾西南季风建立过程缓慢,主要是索马里越赤道西南气流的逐渐加强和热带印度洋ITCZ(赤道辐合带)的逐渐北移;而南海热带季风建立过程迅速,主要是东亚大槽的一次替换过程伴随西太平洋副热带高压的突然东撤和热带西太平洋ITCZ的突然北跳.(3)孟加拉湾西南风纬向分量较强,季风建立前后主要变化在于偏西风的强度;而南海西南风经向分量较强,季风建立后风向突然逆转,东南风由于副高东撤而迅速被西南风取代.(4)孟加拉湾西南季风撤退较快,而南海季风则撤退较慢.(5)根据季风进程将夏季风期划分为季风发展期(5月)、强盛期(6—8月)和减退期(9—10月).其间对流活跃区的发展和推进、季风槽的位置以及对应降水区域均有明显差异.(6)在夏季风期,孟加拉湾和南海经度上分别存在着由ITCZ北抬引起的、在季风槽对流活跃区上升而在南北两侧下沉的、南北对称分布的季风经向次级环流.由于孟加拉湾和青藏高原强大热源的存在,孟加拉湾上升区南北跨度比南海的更大;孟加拉湾经圈环流更加稳定,而南海经圈环流的南北摆动更明显;孟加拉湾上升中心区比南海的偏北;在季风减退期,由于南海ITCZ撤退较慢,其上升区比孟加拉湾上升区偏北.

太平洋海温异常对南海西南季风建立早晚的影响——数值模拟研究

利用9层15波全球大气环流谱模式研究了太平洋海温异常对南海西南季风建立早晚的影响作用.结果表明:西-中太平洋海温异常数值试验结果最能反映出南海西南季风爆发早、晚年4～5月份大气环流的差异特征.数值试验结果显示:西太平洋海温正(负)异常可导致西太平洋副高减弱(加强);中太平洋海温正(负)异常主要使得中太平洋上空的洋中槽减弱(加深);东太平洋海温正(负)异常可造成东太平洋赤道两侧高层环流产生反气旋性(气旋性)变化,孟加拉湾-南海-西太平洋热带地区出现东风(西风)异常,西太副高加强(减弱).可见西太平洋海温异常和东太平洋海温异常都可以对副高强弱变化产生明显影响,从而对南海西南季风建立早晚产生影响,只不过西太平洋海温异常的影响作用更为显著.西太平洋正(负)海温异常与中太平洋负(正)海温异常经常是同时出现的,其激发出的与向东传的Kelvin波和向西传的行星波相联系的环流异常为南海季风建立早(晚)提供有利的条件,因而这一海温分布型是影响南海西南季风建立早晚的重要影响因子.

南海西南季风多时间尺度变化及其与海温的相互作用

利用ＮＣＥＰ再分析资料和ＯＬＲ、ＳＳＴ观测数据，研究了南海地区西南季风的多时间尺度变化特征，对比分析了强弱西南季风年大气环流的差异．南海西南季风的强弱变化与海表面温度（ＳＳＴ）之间存在显著的相互作用，年际或以上时间层次变化主要表现为南海西南季风强弱与东太平洋海温、南海－ 阿拉伯海海温存在显著负相关．对月季时间层次，东太平洋海温变化对西南季风强度变化的影响仍起重要作用，南海－阿拉伯海海温与西南季风之间相互作用不但表现为西南季风对海温的作用（西南季风强（弱）导致后期海温降低（升高）），同时海温变化对西南季风也起相当重要的作用，前期海温正（负）距平有利于西南季风增强（减弱）．

1998年南海西南季风活动的初步分析

利用ＮＣＥＰ再分析资料和ＯＬＲ、ＳＳＴ观测数据，分析了１９９８年南海西南季风的建立日期、强度的多时间尺度变化特征、与海面温度的相互作用以及对广东降水的影响。得出：南海西南季风建立的日期为５月１７日（５月４候）。１９９８年为弱季风年，ＯＬＲ具有１个月左右的振荡周期，西南风具有半个月左右的振荡周期。孟加拉湾地区季风和 １０５°Ｅ越赤道气流是南海季风低频变化的重要策源地。１９９８年南海季风弱，主要是由于初春赤道东太平洋海温正距平，并导致南海－阿拉伯海海温正距平的结果。

西南季风爆发前后大理近地层风场及湍流通量的变化特征

利用2008年4~5月大理国家气候观象台近地面层观测系统的梯度、涡动相关通量观测资料,结合背景场环流分析,分析了西南季风爆发前后大理近地面层的风速、风向变化特征、风速廓线和垂直切变变化特征以及动量、感热和潜热通量变化特征。结果显示：西南季风爆发前,大理近地层风向以东南风为主,平均风速较大;风速日变化的双峰型特征较显著,风速的垂直切变大,动量通量数值较大且日变化特征较明显。西南季风爆发后,大理近地层西北风频率显著增加,平均风速减小;风速日变化以单锋型为主,风速垂直切变较前期显著减小,动量通量数值减小而日变化特征较不显著。西南季风开始前后大理地气热量交换都以潜热为主,西南季风开始前一旬期间,潜热通量的逐日变化特点是随时间逐渐减少,感热通量逐渐增大,二者差值逐渐减小;西南季风开始后潜热通量的逐日变化为逐渐增大而感热通量逐渐减少,二者差值逐渐增大。就月平均值的日变化而言,潜热通量峰值变化不大,雨季略低于干季的4月;感热通量4~6月的月平均逐月降低。其原因既与雨季天气的变化有关,也与下垫面状况的改变相联系。