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亚非夏季风的年代际变化:大西洋多年代际振荡与太平洋年代际振荡的协同作用

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大气科学学报 2020年第1期43卷 20-32页

作者：丁一汇李怡王遵娅司东柳艳菊中国气象局国家气候中心北京100081 中国气象局公共气象服务中心北京100081 中国科学院大气物理所北京100029

亚非夏季风系统包括非洲夏季风、南亚夏季风和东亚夏季风。它是全球季风系统中具有高度整体一致性变化的系统,其主要原因是亚非夏季风系统具有相同的主要驱动力:AMO(Atlantic Multidecadal Oscillation,大西洋多年代际振荡)和PDO(Pacifi... 详细信息

亚非夏季风系统包括非洲夏季风、南亚夏季风和东亚夏季风。它是全球季风系统中具有高度整体一致性变化的系统,其主要原因是亚非夏季风系统具有相同的主要驱动力:AMO(Atlantic Multidecadal Oscillation,大西洋多年代际振荡)和PDO(Pacific Decadal Oscillation,太平洋年代际振荡)海洋年代际变化模态。在此前提下,本文首先阐述了AMO对亚非夏季风的强迫作用与遥相关作用,特别强调了它在亚非夏季风及其降水年代际转型中的作用;其次讨论了PDO与冬春积雪的年代际变化对东亚夏季风雨带的协同作用;最后综合分析了AMO、PDO与IOBM(Indian Ocean Basin Mode,印度洋海盆一致模态)的协同作用,指出印度洋海洋模态在年代尺度上独立于AMO与PDO的相关组合,主要起着加强东亚夏季风活动的作用。

关键词：大西洋多年代际振荡(AMO) 太平洋年代振荡(PDO) 全球季风系统亚非夏季风的协同作用

Analysis of Basic Features of the Onset of the Asian Summer Monsoon

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Journal of Meteorological Research 2007年第3期21卷 257-276页

作者：柳艳菊丁一汇 Laboratory for Climate Studies of China Meteorological Administration National Climate Center Beijing 100081

In this paper,a relatively systematic climatological research on the onset of the Asian tropical summer monsoon(ATSM)was carried *** on a unified index of the ATSM onset,the advance of the whole ATSM was newly made and then the view that the ATSM firstly breaks out over the tropical eastern Indian Ocean and the middle and southern Indo-China Peninsula was further documented,which was in the 26th pentad(about May 10),then over the South China Sea(SCS)in the 28th *** seems that the ATSM onset over the two regions belongs to the different stages of the same monsoon ***,the onset mechanism of ATSM was further investigated by the comprehensive analysis on the land-sea thermodynamic contrast,intraseasonal oscillation,and so on,and the several key factors which influence the ATSM onset were put *** on these results,a possible climatological schematic map that the ATSM firstly breaks out over the tropical eastern Indian Ocean,the Indo-China Peninsula,and the SCS was also presented, namely seasonal evolution of the atmospheric circulation was the background of the monsoon onset;the enhancement and northward advance of the convections,the sensible heating and latent heating over the Indo-China Peninsula and its neighboring areas,the dramatic deepening of the India-Burma trough,and the westerly warm advection over the eastern Tibetan Plateau were the major driving forces of the summer monsoon onset,which made the meridional gradient of the temperature firstly reverse over this region and ascending motion *** the tropical monsoon and precipitation rapidly developed and enhanced. The phase-lock of the 30-60-day and 10-20-day low frequency oscillations originated from different sources was another triggering factor for the summer monsoon *** was just the common effect of these factors that induced the ATSM earliest onset over this region.

关键词： Asian summer monsoon onset climatology

中国中东部冬季霾日的形成与东亚冬季风和大气湿度的关系

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气象学报 2016年第3期74卷 352-366页

作者：吴萍丁一汇柳艳菊李修仓中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 中国气象局国家气候中心北京100081

利用1961—2013年中国地面台站长期观测资料和同期NCEP/NCAR再分析资料,以华北、江淮和华南为研究区,分析了中国中东部冬季霾日的形成与东亚冬季风以及大气湿度的关系。结果表明:(1)冬季霾日与东亚冬季风强度成显著的负相关。首先,东亚... 详细信息

利用1961—2013年中国地面台站长期观测资料和同期NCEP/NCAR再分析资料,以华北、江淮和华南为研究区,分析了中国中东部冬季霾日的形成与东亚冬季风以及大气湿度的关系。结果表明:(1)冬季霾日与东亚冬季风强度成显著的负相关。首先,东亚冬季风强度的减弱使得地面风速减小,进而导致冬季霾日增多。其中,华北7—8 m/s最大风速日数和江淮6—8 m/s最大风速日数的减少,及华南≤2 m/s最大风速日数的增多对各区冬季霾日的增多作用较大。其次,东亚冬季风减弱引起冬季气温的持续升高,易导致冬季霾日的增多,这在华北地区较之在江淮和华南更为明显。(2)由于气候变暖,冬季气温升高,使得近地面相对湿度减小。在江淮和华南地区,冬季霾日的增多与近地面相对湿度的减小显著相关,而在华北地区这种相关较弱。(3)冬季气温升高也有利于大气层结稳定度的增强,3个区域冬季霾日的增多均与大气层结稳定度的增强显著相关,特别是与对流层中低层(850—500 hPa)大气饱和度的降低显著相关。(4)冬季霾日数变化与区域水汽输送关系密切。其中,华北地区的冬季霾日数与水汽总收入成显著正相关,江淮地区与纬向水汽收入成显著正相关,与经向水汽收入成显著负相关,华南地区与经向水汽收入成显著负相关。

关键词：霾东亚冬季风大气湿度水汽收入

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我国西南地区干旱变化及对贵州水稻产量影响

应用气象学报 2014年第5期25卷 550-558页

作者：宋艳玲蔡雯悦柳艳菊张存杰国家气候中心北京100081

近几年,我国西南地区干旱频繁发生,严重影响农业生产。为了探讨干旱和水稻产量之间关系的复杂性,采用中国气象局国家气象信息中心提供的西南地区348个站气象数据,计算了西南地区干旱的变化趋势,并利用2000-2011年贵州省县级水稻产量资... 详细信息

近几年,我国西南地区干旱频繁发生,严重影响农业生产。为了探讨干旱和水稻产量之间关系的复杂性,采用中国气象局国家气象信息中心提供的西南地区348个站气象数据,计算了西南地区干旱的变化趋势,并利用2000-2011年贵州省县级水稻产量资料分析了干旱对水稻单产的影响,探讨了干旱、水资源灌溉以及水稻产量之间的关系。结果表明：1951—2012年西南地区降水量平均减少16.9 mm/10 a,特别是8-10月降水量明显减少。同时,西南地区干旱日数呈上升趋势,平均增加3.3 d/10 a。对比水稻产量发现,当累计干旱日数少于40 d时,干旱对水稻产量一般不会造成影响;当累计干旱日数超过86 d时,干旱造成水稻减产20%-73%,这意味着当累计干旱日数超过3个月时,江河塘库蓄水将受到影响,进而影响水稻的灌溉,造成水稻严重减产;当累计干旱日数为40-86 d时,水稻减产一般少于20%,但地区差异较大。

关键词：西南地区干旱指数水稻产量

2016年10月我国降水预测失败的原因分析

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气象 2018年第1期44卷 189-198页

作者：章大全陈丽娟柳艳菊柯宗建国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

本文回顾了2016年10月降水业务预报中考虑的动力模式预测信息、前兆信号及其影响。2016年10月全国平均降水量为1951年以来历史同期最多,且环流形势和要素分布特征在月内均发生明显转折。业务发布预报在华北南部、黄淮、江淮、江汉等地... 详细信息

本文回顾了2016年10月降水业务预报中考虑的动力模式预测信息、前兆信号及其影响。2016年10月全国平均降水量为1951年以来历史同期最多,且环流形势和要素分布特征在月内均发生明显转折。业务发布预报在华北南部、黄淮、江淮、江汉等地降水异常与实况存在较大差异,同时对月内环流形势调整及降水变率估计不足。数值模式预报和物理因子诊断预测与实况的对比分析表明,环流形势整体分布特征预报与实况较为一致,但对西太平洋副热带高压等环流因子的强度、西伸脊点位置以及月内变率的预报与实况存在较大差异。从大气对热带海温信号的滞后响应以及同期相关分析表明,El Nio事件次年秋季副热带高压往往持续偏强偏北。10月赤道太平洋东冷西暖,暖池区对流活跃,东亚上空出现的异常经向环流圈通过低层径向风异常及异常辐合辐散,在日本岛附近形成反气旋式环流距平,也有利于副热带高压加强北抬。9、10月热带印度洋偶极子负位相有利于印缅槽加强,从而有利于水汽向我国东部地区输送。来自副热带高压外围的异常东南水汽和来自西南的水汽共同输送到我国中东部地区,并与南下冷空气交汇产生异常水汽辐合,造成这些地区降水明显偏多。此外10月热带对流活动依然活跃,台风的生成、登陆个数均较常年偏多,是我国东南沿海降水偏多的主要原因。

关键词：月预测前兆信号环流因子海温异常

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2014年春季我国主要气候特征及成因简析

气象 2014年第10期40卷 1279-1285页

作者：袁媛柳艳菊王艳姣王朋岭国家气候中心北京100081

2014年春季(3—5月),我国大部气温偏高,与2013年春季并列为1961年以来历史同期第二高值。全国平均降水量较常年同期略偏多,其中东北地区降水显著偏多。分析表明,东北降水偏多时段主要发生在5月2—28日,这期间较强的东北冷涡活动是导致... 详细信息

2014年春季(3—5月),我国大部气温偏高,与2013年春季并列为1961年以来历史同期第二高值。全国平均降水量较常年同期略偏多,其中东北地区降水显著偏多。分析表明,东北降水偏多时段主要发生在5月2—28日,这期间较强的东北冷涡活动是导致东北地区降水偏多的重要原因,其水汽主要来源于东北冷涡从日本海带来的水汽以及偏强偏西的西太平洋副热带高压(简称西太副高)西侧的转向水汽输送。文章还初步探讨了2014年春末南海夏季风爆发偏晚的可能原因。2014年南海夏季风于6月2候爆发,是历史上南海夏季风爆发最晚年之一。导致其爆发偏晚的直接因素是西太副高在4月下旬至5月底持续偏强偏西。进一步的分析结果表明,西太副高在此期间的偏强偏西可能主要由热带印度洋海表迅速增暖所致。

关键词：东北降水东北冷涡 ENSO 南海夏季风印度洋海温

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黄河中游夏季降水异常的先兆特征和预测方法

气象 2013年第9期39卷 1204-1209页

作者：宋文玲顾薇柳艳菊刘长征国家气候中心北京1000810

本文利用黄河中游61站降水资料,分析了其变化规律和同期及前期环境场特征,并建立了夏季降水预测模型。研究发现:黄河中游夏季降水具有显著的年际变化特征,显著周期在3年左右;黄河中游夏季降水主要受到同期东亚高空急流、西太平洋副热带... 详细信息

本文利用黄河中游61站降水资料,分析了其变化规律和同期及前期环境场特征,并建立了夏季降水预测模型。研究发现:黄河中游夏季降水具有显著的年际变化特征,显著周期在3年左右;黄河中游夏季降水主要受到同期东亚高空急流、西太平洋副热带高压(以下简称副高)以及贝加尔湖附近低槽的影响,当急流和副高偏强(弱)偏北(南)、贝加尔湖附近高度场偏低(高)时,黄河中游降水偏多(少)。另外,前期秋季南方涛动指数、北非副热带高压(20°W^60°E)、南海副热带高压(100°~120°E)、北半球副高强度及北半球极涡强度发生异常时,对夏季环流产生影响,从而影响黄河中游夏季降水,据此,建立预测模型。评估发现该模型具有较强的预测能力,可用于黄河中游夏季降水的定量预测。

关键词：黄河中游夏季降水特征分析预测模型

Overview of the South China Sea Monsoon Experiment

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Advances in Atmospheric Sciences 2004年第3期21卷 343-360页

作者：丁一汇李崇银柳艳菊 National Climate Center China Meteorological Administration Beijing 100081 State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 National Climate Center China Meteorological Administration Beijing 100081 State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid DynamicsInstitute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029he present paper gives an overview of the key project " South China Sea Monsoon Experiment (SCSMEX)" operated by the Ministry of Science and Technology of China during the period of 1996-2001. The SCSMEX is a joint atmospheric and oceanic field experiment which aims to better understand the onset maintenance and variability of the summer monsoon over the South China Sea (SCS). It is a large-scale international effort with many participating countries and regions cooperatively involved in this experiment. With the field observation in May-August 1998 a large amount of meteorological and oceanic data was acquired which provides excellent datasets for the study of the SCS monsoon and the East Asian monsoon and their interaction with the ocean. The preliminary research achievements are as follows. (1) The earliest onset of the Asian monsoon over the SCS and Indo-China Peninsula has been well documented. Prom the viewpoint of the synoptic process its onset is closely related to the early rapid development of a twin cyclone to the east of Sri Lanka. The conceptual modei of the SCS monsoon onset in 1998 was put forward. The 50-year time series of the SCS monsoon onset date was also made. (2) Two major modes namely the 30-60-day and 10-20-day oscillations were ascertained. The influences of the abnormal SCS monsoon on the precipitation over eastern China and its modes were identifled. A strong (weak) monsoon over the SCS usually leads to less (more) precipitation over the middle and lower reaches of the Yangtze River

The present paper gives an overview of the key project ' South China Sea Monsoon Experiment (SCSMEX)' operated by the Ministry of Science and Technology of China during the period of 1996-2001. The SCSMEX is a joint atmospheric and oceanic field experiment which aims to better understand the onset, maintenance, and variability of the summer monsoon over the South China Sea (SCS). It is a large-scale international effort with many participating countries and regions cooperatively involved in this experiment. With the field observation in May-August 1998, a large amount of meteorological and oceanic data was acquired, which provides excellent datasets for the study of the SCS monsoon and the East Asian monsoon and their interaction with the ocean. The preliminary research achievements are as follows. (1) The earliest onset of the Asian monsoon over the SCS and Indo-China Peninsula has been well documented. Prom the viewpoint of the synoptic process, its onset is closely related to the early rapid development of a twin cyclone to the east of Sri Lanka. The conceptual modei of the SCS monsoon onset in 1998 was put forward. The 50-year time series of the SCS monsoon onset date was also made. (2) Two major modes, namely the 30-60-day and 10-20-day oscillations were ascertained. The influences of the abnormal SCS monsoon on the precipitation over eastern China and its modes were identifled. A strong (weak) monsoon over the SCS usually leads to less (more) precipitation over the middle and lower reaches of the Yangtze River basin, and more (less) precipitation in North China. (3) During the monsoon onset over the SCS, a wide variety of organized mesoscale convective systems (MCSs) were observed by a Doppler radar array deployed over the northern SCS. The relationship between large-scale circulations and MCSs during the monsoon onset process in 1998 was clearly revealed. It was suggested that there is a kind of positive feedback mechanism between large-scale circulations and

关键词： field experiment South China Sea monsoon low frequency oscillation (LFO) meso scale convective systems (MSCs) air-sea interaction numerical simulation

BCC-CSM1.1m对欧亚积雪覆盖的预测评估

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应用气象学报 2021年第5期32卷 553-566页

作者：成菲李巧萍沈新勇柳艳菊汪靖南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 国家气候中心北京100081 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 天津市气象科学研究所天津300074

利用基于BCC-CSM1.1m模式建立的第2代季节预测模式系统1984—2019年历史回算数据,客观评估该模式对1月和4月欧亚积雪覆盖率(snow cover fraction,SCF)气候态和年际变化的预测技巧,分析模式预测偏差产生的可能原因。结果表明:BCC-CSM1.1... 详细信息

利用基于BCC-CSM1.1m模式建立的第2代季节预测模式系统1984—2019年历史回算数据,客观评估该模式对1月和4月欧亚积雪覆盖率(snow cover fraction,SCF)气候态和年际变化的预测技巧,分析模式预测偏差产生的可能原因。结果表明:BCC-CSM1.1m模式在超前0~2个月对欧亚大陆SCF具有一定预测技巧,对4月SCF的预测能力明显高于1月,1月预测技巧在欧洲西部地区最高,4月在西西伯利亚地区最高。SCF的预测结果在除青藏高原外的大范围地区表现为系统性偏低,预测偏差在1月随着起报时间的增长没有明显变化,而在4月随着起报时间的增长,关键区偏差由负转正并逐渐增大。分析表明,SCF预测偏差与模式中近地面气温的预测偏差有直接关系。除此之外,SCF的预测偏差部分源于模式本身的系统性偏差,模式分辨率以及参数化方案可能是预测结果在积雪覆盖率接近100%的高纬度地区明显偏低的原因。

关键词：积雪覆盖率 BCC-CSM1.1m 预测技巧评估