2009年盛夏湖南持续高温干旱及同期大气环流异常分析

利用湖南省97个台站降水、气温资料、NCEP/NCAR再分析资料,分析了2009年8月湖南持续高温干旱的时空分布及同期大气环流的异常特征。结果表明:高温时段从8月中旬初开始一直持续到下旬后期,其中8月中旬到下旬高温范围和持续时间大部分地区为1959年以来最严重的时段。西太平洋副热带高压面积偏大、强度偏强、西伸脊点偏西,湖南地区在副高控制下,盛行下沉气流是引起持续高温干旱的直接原因。从南海到湖南地区存在经向水汽输送的负异常中心,这种水汽输送形势有利于持续高温干旱的发展。

影响华南汛期持续性强降水年际变化的大气环流和海温异常

利用1961—2017年中国地面观测站日降水资料、全球大气多要素和海表温度月资料,分析华南区域持续性强降水过程的气候特征,诊断并比较与华南前汛期、后汛期区域持续性强降水年际变化相关的大气环流和海表温度异常特征。结果表明,3—12月华南都可能出现持续性强降水过程,其中汛期4—9月的占了94.4%。伴随着区域持续性强降水的年际变化,华南本地垂直上升运动显著异常是前汛期和后汛期的共同点,但前汛期、后汛期在华南及周边环流异常、水汽输送来源以及海温异常分布等方面都存在一定差异。在前汛期华南区域持续性强降水偏重年,赤道西太平洋区域海温偏低,由于大气罗斯贝波响应使西太平洋副热带高压偏强,热带西太平洋向华南区域水汽输送加强,从而有利于区域持续性强降水偏重。后汛期华南区域持续性强降水偏重年的海温异常分布是赤道中东太平洋区域正异常、东印度洋至西太平洋暖池区负异常,海温异常通过西北太平洋副热带高压、南海热带季风强度、水汽输送和垂直环流等多方面,导致后汛期区域持续性强降水偏重。

大气环流持续异常的研究进展

对大气环流持续异常观测事实及其形成理论研究进行了比较系统的总结，并着重总结了自８０年代以来这一领域所取得的进展。

北半球夏季500hPa候平均高度场异常持续性的分析

本文应用环流持续性异常判据和旋转主分量分析方法，对1951－1986年间夏季北半球500hPa逐俊平均高度场进行了计算分析，探讨夏季持续性环流异常的地理分布及持续期的基本特征。结果表明：前11项旋转主分量的主要高荷载中心，与持续异常的高频数中心或其邻近区域大都基本吻合；候平均环流异常的持续性略高于马尔柯夫过程。但某些区域季节性环流异常及多年趋势性环流异常，通常是由某些环流系统或作用中心多次替换、反复出现的持续性异常所组成的。夏季副热带系统是这类异常的重要组成部分。

浙江秋季连阴雨气候统计特征及其异常环流背景

利用1971—2016年浙江常规气象站观测资料和多种再分析资料,分析了浙江省秋季连阴雨的气候特征及其异常环流背景。结果表明:(1)浙江每年每站平均出现1.8次秋季连阴雨天气,过程平均可持续5.5 d,平均雨量77 mm;秋季3个月中9月出现连阴雨的频次最高;大多年份会发生1~2次持续5~7 d的连阴雨,78%过程累计降水量在100 mm以下;发生时多为全省一致变化型,多发区集中在杭州—绍兴一带。(2)连阴雨过程次数、累计持续天数及累计降水量有一致变化性,均反映出浙江秋季连阴雨有明显的年际变化特征,有4个强年和7个弱年。(3)浙江秋季连阴雨强(弱)年对应南亚高压和西太平洋副热带高压“相向(背)而行”。强(弱)年时,西太平洋副热带高压异常偏西(东),南亚高压异常偏东(西),华东地区上空垂直上升运动强(盛行下沉气流),低层异常偏南(北)风提供了充足的水汽(阻碍了暖湿空气北上),有(不)利于浙江连阴雨的发生。(4)连阴雨强弱年大气环流异常与热带海表温度强迫有关。强(弱)年时,赤道太平洋海温呈拉尼娜状态(距平不明显),使东印度洋—南海—海洋性大陆上空对流活跃(偏弱),潜热加热(不足以)激发低层Matsuno-Gill型响应,(不能)在亚洲大陆激发气旋性环流异常,而赤道中东太平洋强(弱)下沉气流则(不能)在西北太平洋激发反气旋性环流异常,此低层气旋—反气旋异常环流配置(弱环流异常)使华东地区有低层偏南(北)风异常,水汽增多(减少),有(不)利于浙江连阴雨的发生。

中昆仑山北坡持续性暴雨的水汽输送及其大气三维结构特征

利用基于拉格朗日方法的HYSPLIT_4轨迹模式,结合地基GPS-MET观测资料,对2019年6月24~26日中昆仑山北坡一次持续性暴雨天气大尺度水汽输送特征及水汽源地进行分析,阐明了干旱区强降水期间大尺度环流异常与水汽持续接力输送过程的关系。结果表明:(1)降水前副热带高压(简称副高)位置异常偏西,副高外围偏南气流造成高原增湿明显。强降水期间,副高继续向西北伸展,低纬度水汽沿印度夏季风环流向北输送,经青藏高原接力输送至暴雨区,与塔什干低涡前偏南气流共同构成了中昆仑山北坡持续性强降水的水汽输送通道,水汽持续接力输送造成暴雨区可降水量(PWV)出现两次急剧增湿过程,测站PWV峰值达到气候平均值近2倍。(2)300 hPa温度异常对于本次中昆仑山北坡持续性大暴雨天气水汽输送具有重要的作用。降水前和降水期间,300 hPa暖异常中心激发200 hPa反气旋式环流异常和经向风正异常中心,同时,在暖异常中心南侧(印度半岛北部)和西侧,激发500 hPa反气旋式环流异常中心和气旋式环流异常中心,反气旋式环流后部经向风正异常中心将低纬度地区暖湿气流向北输送,与气旋式环流东部偏南气流在暴雨区汇合,为持续性暴雨的发生提供充沛的水汽供应。