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Advances in atmospheric sciences 2001年第5期18卷 659-673页

作者：布和朝鲁纪立人孙淑清崔茂常 institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences lasg Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences

Based on the data analysis, this study further explores the characteristics of East Asian winter monsoon (hereafter, EAWM, for brevity) as well as the related air-sea-land system, and illustrates how and to what degree anomalous signals of the subsequent Asian summer monsoon are rooted in the preceding EAWM activity. We identified an important air-sea coupled mode, i.e., the EAWM mode illustrated in Section 3. In cold seasons, strong EAWM-related air-sea two-way interaction is responsible for the development and persistence of the SSTA pattern of EAWM mode. As a consequence, the key regions, i.e., the western Pacific and South china Sea (hereafter, SCS, for brevity), are dominated by such an SSTA pattern from the winter to the following summer. In the strong EAWM years, the deficient snow cover dominates eastern Tibetan Plateau in winter, and in spring, this anomaly pattern is further strengthened and extended to the northwestern side of Tibetan Plateau. Thus, the combined effect of strong EAWM-related SSTA and Tibetan snow cover constitutes an important factor in modulating the Asian monsoon circulation. The active role of the EAWM activity as well as the related air-sea-land interaction would, in the subsequent seasons, lead to: 1) the enhancement of SCS monsoon and related stronger rainfall; 2) the northward displacement of subtropical high during Meiyu period and the related deficient rainfall over Meiyu rainband; 3) above-normal precipitation over the regions from northern Japan to northeastern china in summer; 4) more rainfall over the Arabian Sea and Northeast India, while less rainfall over southwest India and the Bay of Bengal. The strong EAWM-related air-sea interaction shows, to some degree, precursory signals to the following Asian summer monsoon. However, the mechanism for the variability of Indian summer monsoon subsequent to the strong EAWM years remains uncertain.

关键词： EAWM air-sea-land interaction interannual variability Asian summer monsoon

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亚洲中高纬环流春夏季节转换过程的关键特征

大气科学 2022年第1期46卷 151-167页

作者：布和朝鲁林大伟齐道日娜诸葛安然中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 中国气象局人工影响天气中心中国气象局云雾物理环境重点开放实验室北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 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

亚洲中高纬环流春夏季节转换是亚洲大陆上发生的不同区域春夏季节转换中的一个重要组成部分,它为江淮流域梅雨形势的建立提供必要的中高纬环流条件。但是关于其独特性和关键特征,迄今为止尚没有系统性的总结。本文利用NCEP/NCAR再分析资... 详细信息

亚洲中高纬环流春夏季节转换是亚洲大陆上发生的不同区域春夏季节转换中的一个重要组成部分,它为江淮流域梅雨形势的建立提供必要的中高纬环流条件。但是关于其独特性和关键特征,迄今为止尚没有系统性的总结。本文利用NCEP/NCAR再分析资料I的逐日数据,分析和总结了这一春夏季节转换过程的关键特征。亚洲中高纬环流春夏季节转换以500 hPa东北亚脊和"双阻型"环流形势的依次建立为重要标志。东北亚脊及其相关的海陆温度差异的形成主要归因于东北亚积雪融化和局地强烈增温过程。东北亚低压(850 hPa)的建立是亚洲中高纬环流春夏季节转换的另一个重要标志。当季节转换发生时,青藏高原上空的200 hPa急流轴从35°N向北跳到37°N,与此同时亚洲温带急流彻底消失。伴随着季节转换,亚洲中高纬地区近地面温度经向梯度减弱,高频瞬变斜压扰动随之减弱;与之形成鲜明对比,低频天气系统,包括亚洲阻塞高压和东北冷涡系统,则成为该地区主导天气系统。本文也从春夏季节转换早晚的角度,探讨了亚洲中高纬环流和天气系统的演变特征,由此进一步补充了春夏季节转换的关键信息。

关键词：亚洲中高纬环流春夏季节转换东北亚脊东北亚低压阻塞高压

冬季大范围持续性极端低温事件与欧亚大陆大型斜脊斜槽系统研究进展

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大气科学 2018年第3期42卷 656-676页

作者：布和朝鲁彭京备谢作威纪立人中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029

本文总结了近年来关于我国冬季大范围持续性极端低温事件(EPECE)及其对应的欧亚大陆大型斜脊斜槽系统的研究成果。EPECE和普通寒潮是冬季影响我国的两类不同时间尺度大型冷空气活动,对它们的异同点进行梳理和深入理解是非常必要的。最... 详细信息

本文总结了近年来关于我国冬季大范围持续性极端低温事件(EPECE)及其对应的欧亚大陆大型斜脊斜槽系统的研究成果。EPECE和普通寒潮是冬季影响我国的两类不同时间尺度大型冷空气活动,对它们的异同点进行梳理和深入理解是非常必要的。最新研究进展可概括为如下:(1)基于极端低温站点的范围和极端低温过程的持续性特点,客观界定了我国冬季EPECE。近年来的研究表明,欧亚大陆大型斜脊斜槽系统是冬季EPECE形成和维持的主要关键环流系统。同时,鉴于大型斜脊斜槽系统的重要应用意义,建立了客观识别方法。(2)从前兆信号、环流演变、阻塞高压和反气旋式波破碎活动的角度,揭示了EPECE和普通寒潮事件之间的关键区别。全国类EPECE的发生具有一周之前的前兆信号,而普通寒潮并不存在这么早的前兆信号。EPECE以从乌拉尔山到东北亚的广阔区域的阻塞高压活动为关键特征,而普通寒潮则主要以区域性阻塞高压为其主要特征。这两类事件对应的阻塞高压活动的差异可由天气尺度波破碎活动的差异加以解释。(3)最新的研究解释了大型斜脊斜槽系统形成和维持的动力学机理。基本流场对位涡扰动的正压作用是大型斜脊斜槽系统的形成和维持最重要的动力学机制。基本流场通过变形场作功和线性平流使大型扰动维持和向下游发展。与阻塞高压不同,非线性作用并非大型斜脊斜槽系统维持的主要原因。

关键词：大范围持续性低温事件大型斜脊斜槽寒潮阻塞高压波破碎

中国南方大范围持续性低温、雨雪和冰冻组合性灾害事件:客观识别方法及关键特征

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大气科学 2022年第5期46卷 1055-1070页

作者：宗海锋布和朝鲁彭京备林大伟中国科学大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 中国气象局云雾物理环境重点开放实验室北京100081

组合性灾害事件是指同时出现的若干个天气灾害的组合,它的发生会明显加重致灾程度。本文利用1961~2013年冬季我国南方区域206个台站的日平均温度、日降水量及雨凇资料,建立了冬季大范围持续性低温、雨雪和冰冻组合性灾害事件的客观识别... 详细信息

组合性灾害事件是指同时出现的若干个天气灾害的组合,它的发生会明显加重致灾程度。本文利用1961~2013年冬季我国南方区域206个台站的日平均温度、日降水量及雨凇资料,建立了冬季大范围持续性低温、雨雪和冰冻组合性灾害事件的客观识别方法,并揭示了三类组合性灾害事件的关键特征。首先,基于低温、雨雪、冰冻天气的强度和面积阈值以及持续天数建立了大范围持续性低温事件、雨雪事件以及冰冻事件各自的客观判识方法。在此基础上界定出了三类常见组合性灾害事件,即低温—雨雪灾害事件(C-RS)、低温—冰冻灾害事件(C-F)以及低温—雨雪—冰冻灾害事件(C-RS-F)。三类组合性灾害事件常见于1月上旬至2月中旬。尽管三类组合性灾害事件在低温和降水等方面有相似之处,但其形成条件却明显不同。充沛的水汽供应和大范围强烈的水汽辐合是低温—雨雪灾害事件和低温—雨雪—冰冻灾害事件发生的关键条件,而逆温层和冷垫则是低温—冰冻灾害事件和低温—雨雪—冰冻灾害事件发生的必要条件。亚洲中高纬大型斜脊系统是低温—冰冻灾害事件和低温—雨雪—冰冻灾害事件的关键环流特征,为强冷空气活动提供了有利环流条件。低温—雨雪灾害事件期间亚洲中高纬则盛行波状环流,有利于适度冷空气活动。在水汽供应和逆温层形成方面,三类组合性灾害事件受控于不同的副热带异常环流系统。孟加拉湾南支槽和南海上空异常反气旋分别是低温—雨雪灾害事件和低温—冰冻灾害事件形成的副热带关键环流系统,而孟加拉湾南支槽和西北太平洋异常反气旋相结合为低温—雨雪—冰冻灾害事件形成的副热带关键环流系统。

关键词：大型斜脊南支槽西北太平洋异常反气旋逆温层

2021年“7.20”河南暴雨水汽输送特征及其关键天气尺度系统

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大气科学 2022年第3期46卷 725-744页

作者：布和朝鲁诸葛安然谢作威高枞亭林大伟中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 吉林省气象科学研究所/长白山气象与气候变化吉林省重点实验室/中高纬度环流系统与东亚季风研究开放实验室长春130062 中国气象局人工影响天气中心/中国气象局云雾物理环境重点开放实验室/中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

本文重点分析了2021年“7.20”河南暴雨水汽输送特征、水汽来源以及关键天气尺度系统。双台风“烟花”和“查帕卡”以及西太平洋副热带高压共同为“7.20”河南暴雨提供了充足的水汽条件。然而,就暴雨的水汽供应而言,仅以台风和西太平洋... 详细信息

本文重点分析了2021年“7.20”河南暴雨水汽输送特征、水汽来源以及关键天气尺度系统。双台风“烟花”和“查帕卡”以及西太平洋副热带高压共同为“7.20”河南暴雨提供了充足的水汽条件。然而,就暴雨的水汽供应而言,仅以台风和西太平洋副热带高压的作用难以解释2021年7月20日发生的日降水量663.9 mm和1小时最大降水量201.9 mm的极端暴雨事实。水汽通量分析和LAGRANTO模式轨迹分析结果表明,20日在河南南侧形成了一个很强的经向水汽通量带(850 hPa以上),它与台风和西太平洋副热带高压引起的低层水汽通量带在河南附近汇合,为暴雨提供了最为充沛的水汽条件。我们强调,20日在河南以西地区上空发生了对流层顶反气旋式波破碎事件,它与台风协同作用,引发了河南南侧的强经向水汽通量,从而导致此次极端暴雨事件。

关键词：河南暴雨水汽通量拉格朗日轨迹模式台风波破碎

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中国东北地区两场罕见冻雨过程的对比分析

大气科学 2023年第4期47卷 1267-1282页

作者：王宁云天布和朝鲁王承伟刘实吉林省气象台长春130062 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 黑龙江省气象台哈尔滨150030 吉林省气象局长春130062

2020年11月17~20日(过程1)和2021年11月7~11日(过程2)在中国东北地区发生了两场历史罕见的冻雨事件,给吉林和黑龙江两省造成了异常严重的灾害。本文利用NCEP/NCAR和EC-ERA5再分析资料、地面气象要素实况和探空资料,对这两次冻雨过程进... 详细信息

2020年11月17~20日(过程1)和2021年11月7~11日(过程2)在中国东北地区发生了两场历史罕见的冻雨事件,给吉林和黑龙江两省造成了异常严重的灾害。本文利用NCEP/NCAR和EC-ERA5再分析资料、地面气象要素实况和探空资料,对这两次冻雨过程进行了诊断分析。结果表明,地面关键影响系统均为北上发展加强的江淮气旋,冻雨区均位于地面暖锋北部冷空气一侧的等压线密集带中。冻雨形成过程存在差异,过程1主要表现为先有地面降温形成“冷垫”,之后气旋携带的暖空气在“冷垫”上爬升并配合850 hPa暖锋维持;过程2则表现为大量暖湿空气向北输送,地面气温回升,850 hPa暖舌发展,被抬升的暖湿空气降落在前期较冷的下垫面上形成冻雨。冻雨发生时,水汽条件丰沛,并伴有上升速度和锋区的明显加强。温度层结呈现“冷—暖—冷”三明治型垂直分布特征,即低空有逆温层且有融化层和近地面有冻结层同时存在。两次过程均符合多数北方冻雨的“冰相融化”机制。过程1逆温层顶高度、逆温强度及最大融化层厚度均强于过程2,且逆温持续时间长,导致电线积冰厚度差异明显。地形对冻雨有一定的影响。最后提炼出一个东北冻雨天气的三维结构模型。

关键词：冻雨江淮气旋逆温层冷垫三维概念模型

亚洲中高纬度地区春夏季节转换早晚与梅雨期中国东部降水异常的联系

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气候与环境研究 2022年第3期27卷 421-435页

作者：陈沛宇彭京备布和朝鲁巩远发成都信息工程大学大气科学学院成都610225 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 河北省气象技术装备中心石家庄050021

6月初,亚洲中高纬地区的气温迅速增暖后趋于稳定,大气环流由冬季环流转变为夏季环流。根据1951~2017年间各年亚洲中高纬地区春夏季节转换(以下简称季节转换)的时间,基于NCEP再分析资料和中国地区的观测资料,研究了季节转换发生早晚对梅... 详细信息

6月初,亚洲中高纬地区的气温迅速增暖后趋于稳定,大气环流由冬季环流转变为夏季环流。根据1951~2017年间各年亚洲中高纬地区春夏季节转换(以下简称季节转换)的时间,基于NCEP再分析资料和中国地区的观测资料,研究了季节转换发生早晚对梅雨期中国地区降水及环流的影响。在季节转换偏早(晚)年的梅雨期,对流层中层(500 hPa)高度距平场从东北亚中高纬、中国东北和日本以南地区出现“+−+”(“−+−”)的经向波状结构。在850 hPa距平风场上,也有相近的波状结构。当东北亚脊偏强(弱)时,东北地区为气旋式(反气旋式)环流距平,西太平洋副热带为反气旋式(气旋式)距平。环流异常导致东北地区降水异常偏多(少),长江流域降水偏少(多)。本文还初步探讨了亚洲中高纬地区入夏时间的早晚如何影响梅雨期大气环流和中国东部降水异常的途径。在季节转换偏早(晚)年,东北亚高压脊建立较早(晚),强度偏强(弱),而且对应的东北亚脊异常往往可持续到梅雨期结束,从而有利于东亚沿岸“+−+”(“−+−”)经向波状环流及相应雨带的形成。

关键词：亚洲中高纬度春夏季节转换东北亚脊梅雨中国东部降水

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中南半岛和华南地区极端降水时空特征

大气科学 2023年第4期47卷 957-974页

作者：成泽伦谢作威布和朝鲁巩远发简俊赖晟成都信息工程大学大气科学学院成都610225 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 大连海事大学大连116026 广西壮族自治区气象局气候中心南宁530022

全球变暖使得极端降水事件的强度和频率均呈上升趋势,位于亚洲季风区的中南半岛和华南地区更易受到极端降水影响而发生洪涝灾害。本文利用逐日降水资料对1951~2015年中南半岛和华南地区湿季(5~10月)的极端降水事件进行客观分类,并对每... 详细信息

全球变暖使得极端降水事件的强度和频率均呈上升趋势,位于亚洲季风区的中南半岛和华南地区更易受到极端降水影响而发生洪涝灾害。本文利用逐日降水资料对1951~2015年中南半岛和华南地区湿季(5~10月)的极端降水事件进行客观分类,并对每一类极端降水事件的大尺度流型特征及年际、年代际和长期趋势特征进行了分析。结果表明:(1)根据降水中心位置,中南半岛和华南地区的极端降水可客观分为华南类、中南半岛类、缅甸—云南类和华南南部—越南北部类,它们所联系的大尺度流型以中高纬波列和热带偶极子环流为主。其中,华南类的大尺度流型在对流层高层为类似于东亚—太平洋(East Asia–Pacific,简称EAP)遥相关型的“+−+”经向型波列,但中心位置较典型EAP型偏西南,中东部的负异常环流为关键系统,低层为位于低纬度地区的“+−”经向型波列。中南半岛类大尺度流型为热带偶极子异常环流,对流层低层较高层更为显著宽广。其余两类极端降水大尺度流型特征为在对流层高层受Rossby波列影响,低层主要为偏弱的热带偶极子异常环流。(2)中南半岛和华南地区极端降水的频次呈显著上升的趋势,主要来自于华南类和中南半岛类极端降水的贡献。其中,“+−+”经向型波列的频发是造成华南类极端降水增多的原因。(3)中南半岛与华南地区极端降水的空间分布具有反对称特征。

关键词：中南半岛华南极端降水大尺度流型东亚—太平洋遥相关型

“21.7”河南暴雨暖湿季风输送带加强及关键天气流型的准地转位涡反演

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大气科学 2022年第5期46卷 1147-1166页

作者：谢作威布和朝鲁诸葛安然连汝续廖振杨阎洁林大伟中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 杭州市萧山区气象局杭州311200 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 中国气象局人工影响天气中心北京100081 中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室北京100081

本文使用站点降水资料和欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据,利用准地转位涡分部反演,重点分析了2021年7月18~21日(简称“21.7”)河南极端暴雨中暖湿季风输送带加强的机理及其关键环流特征。结果表明:副热带高压持续西伸至中国东部地... 详细信息

本文使用站点降水资料和欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据,利用准地转位涡分部反演,重点分析了2021年7月18~21日(简称“21.7”)河南极端暴雨中暖湿季风输送带加强的机理及其关键环流特征。结果表明:副热带高压持续西伸至中国东部地区,其西南部宽广的东南风将暖湿气流和河南地区高位涡输送至西北地区;同时,西北地区阿拉善高原热低压受感热加热而加强,在近地面层及其东侧的河套地区对流层中低层(750~650 hPa)产生正位涡异常,与河南地区低压环流形成大范围高位涡异常,从而与副热带高压形成较大范围的对峙。准地转位涡反演结果表明,对流层中低层这一天气流型导致河南南部南风的加强,有效地将暖湿输送带中高温高湿的气块输送至河南地区,成为7月20日极端暴雨发生的关键因子之一。对于7月20日河南地区的南风,主要来自于副热带高压的贡献,其次是河套地区对流层中低层高位涡异常,而河南局地低压环流的贡献略小。

关键词：河南暴雨暖湿输送带位涡反演副热带高压热低压