闭合气压系统环流指数的定义及计算

定义了球面上单个气压系统的面积S、强度P、中心位置(λc,φc)3种环流指数;结合NCEP/NCAR月平均气压(位势高度)场资料,给出了它们的计算方法。实际计算了历年逐月500hPa北半球极涡的上述环流指数,求得它们的逐月多年平均(气候)值。初步分析表明,它们能简洁定量地描述北半球极涡的季节变化和年际异常特征。S、P、(λc,φc)的定义和算法,也适用于极涡以外的其他闭合气压系统或球面上其他要素场中的闭合系统。

北半球冬季极涡异常变化的时空特征

利用NCEP/NCAR再分析月平均高度场资料,计算了1948/1949—2009/2010年北半球冬季500～10hPa的极涡环流指数,包括面积指数S、强度指数P和中心位置指数(λc,φc)。分析了北半球冬季极涡在垂直高度上(共12层)的季、月气候态和异常态变化规律。结果表明:极涡面积和强度在不同高度上的大小变化不同,最大值出现的时间也存在差异,二者相关性不好,为两个相对独立的指数。极涡面积和强度的年代际变化趋势在上下层上也不一样,异常变化规律复杂;极涡中心位置上下层变化规律相同,主要在东半球80°N以北范围变化,在极点附近经度变化大,纬度变化小,纬度指数年代际变化明显,近10a极涡明显偏南。从整体上看,极涡中心位置从500hPa到10hPa形态上为逆时针、半径越向上越大的旋转变化。

北极极涡变化特征与云南降水量的关系

利用1961—2012年国家气候中心的北极极涡环流指数和云南降水量数据,采用线性拟合、合成分析、相关分析等统计方法,研究其变化趋势,对两者之间的关系进行了分析,结果表明:1从1961—2012年极涡面积(PVA)、强度(PVI)和位置(St)指数都呈下降趋势;PVA和PVI 4个季节都呈显著地下降趋势,St的变化趋势只有夏季下降趋势显著。2云南124个站降水量为显著地减少趋势;分季节来看,除春季是增加趋势外,其余的季节都为下降趋势。3PVA与云南降水量之间的关系以负相关为主,而PVI与云南降水量之间的关系正好相反;前期夏季PVA和PVI对后期云南降水量的影响显著。

近47a河北风速季节变化特征及影响因子分析

利用河北61个气象观测站近47a(1961-2007年)的地面平均风速资料、NCEP/NCAR月平均再分析资料以及北半球环流指数资料,采用线性倾向估计、相关分析、合成分析等方法,对地面平均风速的季节变化特征及影响因子进行了分析,结果表明:(1)近47a来河北四季地面平均风速均呈现出下降趋势,其中春季、冬季的下降速度明显快于夏季、秋季的下降速度。(2)河北地面四季平均风速与同期北半球极涡面积指数呈显著正相关,与北半球副高面积指数呈显著负相关。(3)春季500hPa冷空气势力偏强,850hPa增暖迅速时,河北风速较大;夏季500hPa冷空气势力较强,副高西伸脊点位置偏东时,河北风速较大;秋季500hPa冷空气势力偏强,850hPa降温缓慢时,河北风速较大;冬季500hPa、850hPa冷空气势力均偏强时,河北风速较大。