1961—2019年京津冀地区冬季强冷空气日数与海温异常年际变化关系研究

选用1961—2019年中国京津冀地区气象观测站点日最低气温、NOAA月海表温度和NCEP/NCAR月500 hPa高度场,统计分析该地区冬季强冷空气日数变化特征及其与海表温度的关系,及Ni o3.4区海温影响强冷空气的太平洋—北美型(Pacific North American pattern,PNA)遥相关机制。结果表明:京津冀地区冬季单站强冷空气年均发生日数为0.0~8.7 d,空间分布为西北向东南递减。京津冀地区冬季强冷空气日数同前期夏季、秋季和同期冬季海温的显著正相关区主要位于赤道中东太平洋,而西风漂流区和北大西洋东北部显著负相关区出现在前期秋季和同期冬季,赤道印度洋显著正相关仅在同期出现。京津冀地区冬季强冷空气日数异常受乌拉尔山高压脊、贝加尔湖低压、东亚中低纬度异常高压和东亚大槽等500 hPa高度场变化影响。同时,Nino3.4区海温异常通过PNA遥相关模式影响高度场变化,间接影响该地区的强冷空气日数。

北太平洋东部风暴轴的变化特征及其与大气环流和SST异常的关系

利用欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Center for Medium-range Weather Forecast)逐日再分析资料(ERA40),通过经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分解发现,冬季北太平洋东部风暴轴有着显著的年际变化特征:第一变化模态为在气候平均位置南北相反的偶极子变化型,第二变化模态为在气候平均位置处一致增强或减弱的变化型,第三变化模态为三极子的变化型。进一步的回归分析发现:当东部风暴轴南压(北抬)时,同期冬季是一种厄尔尼诺(拉尼娜)年海温异常空间分布型,中纬度北太平洋海区以及赤道中、东海区,冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低压(高压),对流层中层是太平洋—北美型(Pacific-North American Pattern,PNA)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴增强(减弱)时,同期冬季黑潮区海温偏暖(偏冷),对流层中层表现为西太平洋型(West Pacific Pattern,WP)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴呈现西北—东南+-+(-+-)相间三极子的分布时,同期冬季巴布亚新几内亚附近海温异常偏暖(冷),夏威夷附近海温异常偏冷(暖),冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低(高)压,对流层中层表现出类似PNA正(负)位相。EOF分解各模态所对应时间系数与阿留申低压(Aleutian Low,AL)指数、PNA指数、Nino3指数、WP指数、黑潮海温(Kuroshio Current,KC)指数之间存在显著的相关,这些证明了东部风暴轴与同期大气环流及SST异常之间的联系。

影响陕西夏季旱涝的北半球前期大气环流特征

利用NCEP/NCAR提供的1961～2008年500 hPa位势高度值和风场月平均再分析资料、国家气候中心提供的西太平洋副高指数资料和陕西夏季降水资料,探讨了前期大气环流异常对陕西夏季旱涝的影响及机制。结果表明,陕西夏季旱涝与前期秋季、冬季、春季的低纬和中高纬西风带大气环流异常密切相关,旱涝年对应不同的前期大气环流特征,当前期高度场上从太平洋到北美呈"+-+"的距平波列结构,即正的PNA大气遥相关分布时,夏季西太平洋副高增强、偏西,中高纬度巴尔喀什湖和鄂霍次克海阻塞高压也随之加强,陕西中南部有异常西南风水汽输送,北部有北风异常,陕西夏季易涝,反之易旱。副高脊线位置主要影响陕西夏季雨带的南北移动。前期太平洋海温通过影响西太平洋副高强度、位置变化影响陕西夏季降水,当前期秋、冬赤道中东太平洋海温偏高,海温呈ElNin珘o型分布时,夏季副高偏强、偏西,陕西夏季降水偏多。