El Nino演变不同阶段东亚大气环流年际异常型的数值模拟

给定194 8～1999年逐月变化的全球观测的海表温度分布,使用全球大气环流模式(CCM3 NCAR)模拟了大气对海表温度变化的响应,利用SVD和合成检验方法,分析了ElNino发展阶段夏季、成熟阶段冬季以及衰亡阶段夏季东亚大气环流的年际异常型.结果表明:ElNino发展阶段夏季,中国东北、朝鲜半岛以及日本海附近为高度负异常中心,西太平洋副高偏弱、偏东,东亚夏季风增强;ElNino成熟阶段冬季,东亚大槽加强,东亚北部冬季风加强;ElNino衰亡阶段夏季,西太平洋副高偏强、偏南、西伸,东亚夏季风减弱;ElNino事件在其衰亡阶段夏季与东亚大气环流异常的关系最紧密,其次是成熟阶段冬季,最后是发展阶段夏季.模拟的ElNino演变不同阶段东亚大气环流年际异常型易于解释以往研究中观测分析揭示的由ElNino造成的我国东部气温和降水异常型.

El Nio对东亚气候年际异常影响的数值模拟

根据1949-1998年期间8次显著El Nino事件合成的24个月年际海温异常（SSTAs）和气候平均的海温（SST）,利用CCM3分别进行了3个包含10次积分的集合试验,即控制试验（CTRL）,热带太平洋海洋全球大气试验（TOGA）以及整个太平洋海洋全球大气试验（TOGA-NP）,通过对比分析这3个试验之间的集合模拟结果,揭示了在El Nino不同演变阶段东亚气候年际异常响应结构以及北太平洋年际SSTAs在此过程中的调制作用.结果表明：El Nino发展阶段夏季,东亚地区大气环流异常呈显著的负PJ波列,副热带高压减弱、偏东,东亚夏季风增强,东北和江淮流域降水偏多,华北和长江流域及其以南地区降水偏少;El Nino成熟阶段冬季,东亚大槽加强,东亚北部冬季风加强,西太平洋副热带地区低层有显著的反气旋式异常风场,华南地区降水显著增多;El Nino衰亡阶段夏季东亚气候年际异常型与其发展阶段夏季几乎相反.同时,北太平洋年际SSTAs对El Nino影响东亚气候年际异常有一定的调制作用,使模拟的我国降水异常分布更符合观测.

El Ni?o发展年和La Ni?a年东亚夏季风季节内变化的比较

基于1979~2013年多种再分析资料,合成分析了El Ni?o发展年和La Ni?a年东亚夏季风的季节内变化。结果表明,东亚夏季风在两种情况下呈现出不同的季节内变化特征。在El Ni?o发展年,初夏期间高纬度地区出现偏北风异常,造成东亚地区位势高度场偏低,西太平洋副热带高压偏东,但均不显著。盛夏期间,El Ni?o强迫造成中太平洋对流增强,副热带西太平洋出现气旋异常,位势高度显著降低,副热带高压明显偏东。与此不同的是,La Ni?a年春季暖池海温偏高,造成夏季对流偏强,西太平洋地区位势高度场偏低,副热带高压减弱东退。此外,La Ni?a年东亚夏季风的季节内变化较为复杂,6月异常较弱,7月达到最强,8月又开始减弱。因此,虽然El Ni?o发展年和La Ni?a年夏季平均副高异常有一定的相似性,但季节内变化则有很大差异,其成因也完全不同。

El Ni?o对东亚夏季风和夏季降水季节内变化的影响

基于1979-2012年候平均再分析资料,合成分析了El Nino对东亚夏季风和夏季降水季节内变化的影响。结果表明,在El Nino衰减年夏季,西太平洋副热带高压（副高）明显偏强,位置偏向西南。副高的这种异常特征随夏季的季节进程有明显变化,初夏异常较弱,盛夏期间异常达到最强。此外,根据东亚夏季风降水呈现阶段式北进的特征,将夏季分为华南前汛期、江淮梅雨期、华北和东北雨期以及华南后汛期来分析东亚夏季风和降水的季节内变化。在上述各个时期,大气对流层低层表现为一致的环流异常型,副高及其以南区域为异常反气旋,其北部为异常气旋。这种异常环流型加强了副高南部偏东风及其北部偏北风,增强了热带水汽输送和高纬度地区冷空气的入侵,二者结合造成主汛期地区降水增加。需要强调的是,上述环流异常型随东亚夏季风逐步向北推移,导致东亚各地区的主汛期降水增加,非主汛期降水减少,降水分布更为集中。

东亚夏季风北界与我国夏季降水关系的研究

为了研究东亚夏季风北界与我国东部夏季降水异常的关系,本文利用夏季850 hPa上20°N以北105°～125°E之间平均南风风速2 m/s所在的纬度,定义了一个新的东亚夏季风北界指数。初步分析表明：东亚夏季风北界在1976年之前（含1976年）位置偏北,而1976年之后位置偏南,具有明显的年代际变化,较好地反映了我国东部夏季降水异常分布型的变化。对应于东亚夏季风北界的异常,东亚夏季风强度、西北太平洋副热带高压位置与面积、亚洲大陆热低压等也发生了相应的变化,它们之间的关系如下：东亚夏季风北界位置偏北（南）时,对流层低层亚洲大陆热低压偏强（弱）,东亚夏季风偏强（弱）,西北太平洋副热带高压位置偏北（南）、面积偏小（大）,南亚高压偏弱（强）,长江中下游地区气流以下沉（上升）为主,降水偏少（多）;华北地区气流以上升（下沉）为主,降水偏多（少）。

大气环流与灾害性天气气候研究:黄士松先生学术成就和贡献回顾

黄士松先生出生于1920年10月27日,系我国著名的气象学家和气象教育家、新中国气象事业的奠基人之一。他从事气象科学研究六十余载,始终面向世界气象科学前沿,立足中国天气气候实际,围绕大气环流与灾害性天气气候问题,在大气环流成因、副热带高压变动规律、平流层与对流层环流联系、南北半球环流联系、东亚夏季风体系结构和暴雨台风重大灾害性天气过程等诸多研究领域取得了开创性、前瞻性和系统性成果。他提出了诸多新发现、新理论、新观点和新方法,均具有重大学术与实践指导意义,为丰富天气学、气候学及提高中国天气预报和气候预测水平作出了重要学术贡献。值此黄士松先生百年诞辰之际,本文从大气环流、副热带高压、东亚夏季风及暴雨和台风4个方面对先生的主要学术成就进行了回顾,以此纪念和缅怀他对气象科学的重要学术贡献。

2012年盛夏我国多台风特征及环流背景初步分析

利用西太平洋编号台风资料、NOAA卫星观测的地球向外长波辐射(OLR)资料、全球海表温度(SST)资料以及NCEP/NCAR逐日再分析资料,对2012年7—8月西太平洋地区生成并登陆或影响我国的台风特征及大尺度环流背景进行了初步分析。结果表明:7月中旬至8月底是当年台风生成和登陆的高度集中期,登陆比例之高、对我国影响范围之大等特征实属罕见;南亚高压偏强,中高纬"两脊一槽"环流型,东北地区为高压脊区,副热带高压稳定、强度增强且偏西偏北是这一时期的大气环流特征;副热带高压脊线位置在30°N以北有利台风初生,其南界位置偏北时,有利于部分台风生成于较高纬度,西伸指数持续偏高有利于台风集中登陆;夏季风明显增强和季风槽(ITCZ)位置变化、7—8月西太平洋SST正异常和OLR负异常可能是造成台风多发的原因,异常区域北界偏北也许是造成台风生成纬度偏北的原因。

2014年夏末长江中下游阴雨寡照天气分析

针对2014年夏末长江中下游地区长时间阴雨寡照天气的成因,利用全国站点观测资料和NCEP再分析资料分析得出:主要由于南亚高压、西太平洋副热带高压和东亚季风等大尺度环流异常所致。200 h Pa南亚高压中心与常年相比位置偏东南,形成有利于该区域降水的动力条件。500 h Pa北半球极涡强度偏强,导致影响中国的冷空气势力也明显偏强。西太平洋副热带高压比常年偏强、偏南、偏西,850 h Pa副高环流明显偏强。8月下半月欧亚中纬度环流形势可分为2个时段:时段1(16—20日)500 h Pa呈现两脊两槽分布,环流经向度明显强于常年,东端的低槽给中国中东部地区带来较强的冷空气。850 h Pa华南的偏西气流偏强,与副高气流共同增强了东海的西南风低空急流。时段2(21—31日)500 h Pa环流变成一脊一槽型,经向度减弱,造成小股冷空气不断到达长江中下游地区。两时段中纬度地区均存在θse锋区、锋生、锋前的垂直上升运动、中低层水汽辐合和由地面往上的湿舌。时段1各物理量表现更清楚,与天气表现相一致。