2010年6月中国南方持续性强降水过程:天气系统演变和青藏高原热力作用的影响

2010年6月中国南方发生持续性强降水,其强度与2008年6月相当,超过近年来其他年份。但是,与2008年6月相比,2010年6月对流层中低层低值系统活动在青藏高原至长江中下游地区异常频繁,副热带高压(副高)位置异常偏西、强度偏强,导致低层异常风场辐合区及强降水区域相对偏北。分析2010年6月14—24日中国南方连续出现的4次持续性强降水过程,发现南亚高压、对流层中层的中纬度槽脊和西太平洋副高以及低层切变线和东移低涡是造成持续性强降水的主要天气系统。利用WRF模式对2010年6月强降水过程实施显式对流集合模拟试验,在控制试验重现观测到的地面降水和天气系统特征的基础上,在敏感性试验中将青藏高原的地表短波反照率修改为1.0,对比两组模拟试验的结果表明:控制试验中青藏高原的地表感热加热作用使得高原及其周边地区的大气温度发生变化,相应的热成风平衡调整使得对流层低层至高层大气环流和天气系统特征发生显著变化,增强了中国南方的持续性降水。200 hPa青藏高原西部形成反气旋性环流异常,东部形成气旋性环流异常,青藏高原东部南下的冷空气加强,中国南方辐散增强;500 hPa青藏高原北部的脊加强,中国东部的槽加深,副高西北侧的西南风明显增强,从青藏高原向下游传播的正涡度也显著加强;850 hPa的低涡强烈发展并逐步东移,华南沿海的西南低空急流更为强盛,导致降水区的水汽辐合、上升运动及降水强度都增强。

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。

青藏高原热力作用对北半球气候影响的研究

总结了近年来关于青藏高原热力作用的气候特征及其对北半球区域气候影响的研究成果,主要包括:青藏高原热力作用不仅对亚洲季风和降水变率有着重要影响,而且还通过激发类似于亚洲-太平洋涛动的大尺度遥相关,影响着北美和欧洲以及南印度洋的大气环流和气候.青藏高原气候不是被动的受热带太平洋海温影响,它也可以通过北太平洋大气环流调制着太平洋热带和中纬度海-气相互作用.春、夏季青藏高原加热异常通过影响北太平洋副热带高压、哈德莱(Hadley)环流和赤道辐合带(ITCZ),调制着热带ENSO发展,因此研究从青藏高原气候异常来预测ENSO发展的方法是必要的.这体现了北半球海-陆-气相互作用的本质.由于过去的研究更多地集中在青藏高原对亚洲季风区气候的影响方面,因而加强研究青藏高原在北半球乃至全球气候变化中的作用十分必要.

青藏高原隆升对西北干旱气候形成影响的模拟(Ⅱ):水汽收支及高原动力、热力作用的影响

青藏高原隆升对西北干旱区形成的研究,对于理解西北干旱气候环境的形成有重要的意义。本文通过数值模拟,初步探讨了高原隆升前和隆升至临界高度时,我国干旱区大气水分循环及青藏高原动力、热力作用与现在的差异。结果表明,青藏高原隆升前和隆升至临界高度时,干旱区边界内获得的净水汽通量均明显比现在偏多;我国干旱区700hPa涡度比现在大;夏季高原地区的上升运动比现在弱,干旱区下沉运动偏弱,这些都更有利于降水的产生。

高原地区NCEP热通量再分析资料的检验及在夏季降水预测中的应用

青藏高原对周边地区的天气气候有重要影响 ,为了寻求表征高原热力作用的新的、长时间序列的资料源 ,本文首先用高原地区NCEP 1 982～ 1 994年间逐月月平均 2 .5°× 2 .5°Lat. Lon.的地面热通量再分析格点资料对照实测值等进行了检验 ,然后用EOF分析方法分析了高原地面热源强度的空间分布特征 ,最后利用再分析资料和降水量实测资料 ,初步分析了高原地面热源强度对我国夏季降水的影响。主要结果如下 :(1 )高原地区的地面热通量再分析资料能较好地反映该区热源强度的年及年际变化特征 ,该再分析资料是可用的 ;(2 )高原地区地面热源强度的分布存在较大的区域性差异 ;(3)高原西北、东北及西南区早春 (2～ 4月 )、夏季 (6～ 8月 )的地面热源强度分别与南疆、河西及长江流域的夏季降水存在反相关关系。

青藏高原季风活动与大气热源/汇的关系

利用1948-2013年NCEP/NCAR逐日和逐月再分析资料分析了青藏高原(下称高原)大气冷热源转换日期与高原季风爆发日期及二者强度的关系。结果表明:近66年来高原<Q1>呈现明显的季节变化,热汇最强在1月,热源最强在7月;高原由热汇转变为热源的日期大致在15候,而热源转变为热汇则大致在58候;高原热力作用与高原夏季风强度呈正相关关系,即当大气热源强(弱)时,高原夏季风强(弱);热源强(弱)年高原主体气流辐合较强(弱),而高原四周辐散较强(弱);高原主体与四周大气热力差异也呈明显的季节转变,7月高原主体与其四周大气的热力差和高原季风呈正相关,即当高原主体热源较四周大气强(弱)时,高原夏季风就越强(弱)。

2016年和1998年长江中下游梅雨季风环流异同点及物理机制对比分析

对比强厄尔尼诺次年2016年和1998年长江中下游梅雨季风环流异同点,并探讨其物理机制,结果表明:(1)2016年梅雨集中期和1998年两段梅雨期季风环流有诸多相似特征:西北太平洋副热带高压(副高)偏强偏西、南亚高压偏强偏东、孟加拉湾到南海西南季风偏弱;此外,华北东部到江淮均有冷槽维持;副高持续稳定地将西南季风引导至长江中下游形成强西南暖湿气流,并与来自冷槽的北方南下干冷空气辐合,在高层辐散形势配合下形成强降雨。(2)三段梅雨期,青藏高原附近均为高压脊控制,受暖平流及高原热源、梅雨凝结潜热等因素影响,青藏高原到江南、华南一带大气中高层呈大范围强温度正距平;印度尼西亚群岛附近洋面为海温正距平,对流和热源偏强;这是季风环流相似特征形成的两个重要因素。(3)2016年梅雨集中期,青藏高原暖脊最强,东部冷槽最浅,海温正距平范围最大最北,因而南亚高压和副高位置最北,梅雨雨带也最北;梅雨集中期的结束与冷空气减弱以及台湾以东洋面等海域海温正距平显著增强引起超强台风“尼伯特”登陆有关;7月第4候之后,菲律宾以东洋面、南海及东海海域海温正距平增强,对流活跃,导致7月21日之后副高显著偏北;因而没能出现第2段梅雨集中期。(4)1998年7月中旬至8月初,青藏高原上空高压脊较浅,北部呈位势高度负距平,冷空气势力较强,温度偏低,东部冷槽深,西北太平洋海温正距平区域维持不变,故南亚高压和副高异常偏南,从而出现第2段梅雨。