中国东部海区经向热力差异对夏季南京气候变化的影响

研究东海黑潮流区海域与黄海海域海水热含量在水平方向上的差异(以下简称经向热力差异Meridional Ther-mal Difference,MTD)对其西侧陆地(以南京为代表)气候变化的影响。利用WRF模式进行的数值模拟试验和对南京的实测结果分析表明,MTD的加强,使我国东部地区夏季风减弱,减弱了向东的水汽和热量输送,对陆地气候造成了比较大的影响。对SODA再分析资料的分析表明,自1979—2010年,7月份的MTD有增强的趋势;对南京气温实测资料的分析表明,对应东部海区MTD较强的年份,东部地区西南夏季风减弱,使南京气温异常偏低。

2008年初我国南方低温冻雨灾害的气候特征

根据2008年初中国南方低温冻雨灾害发生的时间和范围定义了中国南方地表气温异常指数(STAI)。研究表明,STAI与欧亚大陆的中、高纬度系统和太平洋副热带高压都有很好的相关性,并且中纬度系统在中层占优,高纬度系统在低层占优。根据STAI合成的典型冷(暖)年850和500hPa欧亚大陆位势高度异常场呈"北正南负"("南正北负")型,西太平洋副热带高压减弱(加强),我国南方水汽主要来源于孟加拉湾(南海)。2008年STAI的前期大气环流背景既具有典型冷年的特征:欧亚大陆位势高度异常呈"北正南负"型;又具有典型暖年的特征:西太平洋副热带高压显著增强,中国南方水汽同时来源于孟加拉湾和南海。

一次天气尺度扰动过程对东海北部大气边界层垂直结构的影响

利用2013年6月船载GPS探空、云高仪资料,结合ERA-Interim再分析资料、卫星资料,分析一次天气尺度扰动(锋面过境)过程对东海北部海洋大气边界层(MABL)垂直结构的影响。结果表明:受梅雨锋影响,航测区域上空在整个过程中都有低云覆盖,MABL没有呈现日变化特征;当MABL为稳定边界层时,锋面与站位距离越近,站位上空增强的上升运动导致MABL高度越高。梅雨锋过境前后云层之上都覆盖有较为稳定的逆温层,受锋面抬升作用,云底高度和云顶逆温层高度在锋面过境后高度变高;锋面过境导致航测区域上空700hPa以下大气的上升运动增强,水汽上升到更高位置,云底从MBAL中脱离。锋面过境后,3 000m以下整层大气相对湿度较大,大气层结退耦的产生导致云分层形成高度不同的多层云。

夏半年中国总降水、极端降水及台风降水的趋势分析

利用逐日气象台观测资料,对1961-2010年夏半年（5～10月）中国总降水、极端降水、台风降水进行了趋势分析.结果发现：（1）中国平均降水量显著增加主要是由于降水强度增强引起的,降水强度增幅大于降水频数的减幅;极端降水量显著增加主要体现为极端降水频数的增多,极端降水强度50年来并无显著变化.（2）台风降水量减少主要是由于台风降水频数减少引起的,台风降水强度增幅弱于台风降水频数减少的幅度.（3）极端降水对总降水的贡献大致以103°E为界,呈东高西低的空间分布,东侧受东亚夏季风的影响,东亚夏季风对极端降水有明显的加强作用,能达到全年总降水的10％左右;103°E西侧,极端降水的趋势对总降水增长趋势的贡献率为25％～50％,而东侧,总降水趋势主要受极端降水趋势的控制,极端降水趋势（包括增、减趋势）的贡献达50％～100％.（4）长江中游至西南地区和黄河中下游及环渤海地区的降水趋势与全国整体呈上升趋势不同,这些地区的降水呈显著下降的趋势,台风降水趋势显著减少导致这些地区极端降水减少,进而造成总降水的减少.

黄海海雾天气特征与逆温层成因分析

基于日本气象厅Multi-functional Transport Satellite（MTSAT）可见光卫星云图、韩国气象局天气图和美国国家环境预报中心Climate Forecast System Reanalysis（CFSR）数据,选取2007-2012年2～6月发生的32次黄海海雾个例进行研究.首先统计分析了黄海海雾的天气特征,接着归纳总结了有利于黄海海雾生成的天气系统类型,进而分别挑选了各类型的一次个例,解释其海上大气逆温层成因.结果表明：（1）黄海海雾天气系统可分为入海变性高压（南高北低、东高西低和独立高压）、中国大陆东移低压或低槽、北太平洋高压脊和入西太平洋高压4类,各自所占比例约为62.5％、21.9％、9.4％和6.2％.（2）天气系统控制下的冷暖平流与海面湍流冷却作用决定了海上大气逆温层的形成.海雾生成前,天气系统在演变过程中支配着形成逆温的暖气团,暖气团来源于陆上,则主要是上层强暖平流、下层弱暖（冷）平流导致逆温;暖气团来源于海上,则多由近冷海面的湍流混合、冷却降温形成逆温.

直接同化卫星辐射数据的黄海海雾数值试验研究

基于中尺度大气模式WRF及其3DVAR模块,采用循环3DVAR数据同化方案,针对6次明显的黄海海雾过程,实施了一系列直接同化ATOVS卫星辐射数据数值试验。在试验中设计了不同化任何观测数据、仅同化GTS常规数据、仅直接同化辐射数据,同时同化二者,以及同化不同疏密程度辐射数据的对比研究方案。利用地面水平能见度与卫星云图对模拟的海雾雾区进行了评估,并比较了各种同化方案所形成初始场的差异。对试验结果的统计分析表明:同化试验较好地再现了影响海雾的天气系统,模拟雾区与实际观测较为吻合,并且初始温度场和湿度场对比不同化任何观测数据的试验有明显的改善;仅同化辐射数据的结果略优于仅同化常规数据的结果,疏化或者只同化海上辐射数据几乎不影响模拟的雾区,但却可以大幅节约计算资源;同时同化常规数据与辐射数据的结果为单独同化它们所得结果的综合体现,总体效果最好。

黄海与东海海域底层水温影响因素研究

根据ROMS海洋模式输出的1958—2005年东中国海水文要素数据、美国国家环境预报中心的位势高度场资料,对影响中国东部近海6个代表性区域热含量(代表底温)的因素进行了研究。结果表明:对黄海与东海研究海域底层温度而言,在季节变化上,热量的平流输送抑制了暖流区底层温度的季节变化,扩大了冷流区的季节差异。在年际变化上,离岸海域(特别是黄海中部)的平流热输送作用在春、夏季节较为明显。

三次黑潮大弯曲形成机制的分析

通过对HYbrid Coordinate Ocean Model(HYCOM)高分辨率海洋环流模式(1/12°)数值模拟结果的分析发现,该模式对1993—2003年的模拟结果出现了3次显著的黑潮大弯曲现象。研究表明,日本以南这3次黑潮大弯曲路径的形成与2种机制有关:沿30°N西传的海洋Rossby波将太平洋145°E附近海面高度正异常信号传到九州岛东南海域是第二次黑潮大弯曲的主要形成机制;而冲绳海槽北部海水的位势涡度负异常则有利于九州岛东南反气旋再循环流海域海面高度正异常,有助于第一次和第三次黑潮大弯曲路径的形成。

太平洋北赤道逆流年际变化的特征及其影响因子分析

采用SODA数据资料,分析了1950—2008年太平洋北赤道逆流(NECC)的年际变化特征及其与ENSO循环的联系。研究结果表明:(1)El Nio(La Nia)盛期是NECC流量由年际异常增大(减小)到异常减小(增大)的转折点;(2)NECC流轴的纬度在El Nio(La Nia)盛期达到年际异常最南(北)端;(3)NECC流轴在深度上呈西深东浅倾斜,El Nio(La Nia)盛期倾斜最弱(强)。通过构造典型ENSO循环的海表面风应力场,驱动一层半线性约化重力数值模式,结果验证了在NECC的年际变化中海表面风应力场是关键因素,而大洋波动(Kelvin波和Rossby波)和洋流本身是海洋内部的主要动力调整机制。