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华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响

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热带气象学报 2023年第4期39卷 581-592页

作者：徐碧裕简茂球中山大学大气科学学院和季风与环境研究中心/南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)/广东省气候变化与自然灾害重点实验室广东珠海519082 江门市气象局广东江门529000

基于JRA55再分析资料、观测的降水量和海表温度等数据,利用统计诊断方法分析了华南冬季气候准静止锋的主要变异特征,并探讨了其与环流、海温及东亚气候的联系。华南冬季气候准静止锋的主要变异模态表现为强度变异模态和经向位置变异模态... 详细信息

基于JRA55再分析资料、观测的降水量和海表温度等数据,利用统计诊断方法分析了华南冬季气候准静止锋的主要变异特征,并探讨了其与环流、海温及东亚气候的联系。华南冬季气候准静止锋的主要变异模态表现为强度变异模态和经向位置变异模态,它们以年际变化为主。类东部型ENSO海温异常及热带中西印度洋海温异常对华南准静止锋强度的年际变异有显著影响;而类中部型ENSO海温异常型显著影响着华南气候准静止锋的南北位置。华南冬季准静止锋的强度变异对东亚副热带地区的降水、以及我国东部内陆地区的近地面气温有显著影响;华南冬季准静止锋南北位置变异则显著影响我国江淮流域降水、以及我国华南至东南沿海一带的近地面气温。华南冬季准静止锋的强度变异模态对东亚的降水和近地面气温的影响范围较位置变异模态都要大。

关键词：气候准静止锋年际变异冬季东亚气候海温

亚洲西风急流纬向非均匀性变化成因及其对东亚夏季气候的影响

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大气科学 2020年第5期44卷 1109-1124页

作者：字冉孔震张启悦夏阳西双版纳傣族自治州气象局云南景洪666100 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 六盘水市气象局贵州六盘水553000

利用美国NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)的CMAP(Climate Prediction Center(CPC)Merged Analysis of Precipitation)月平均降水资料、 NCEP/DOE(National Centers for Environmental Prediction/Design of Experiments)II的月平均再分析资料和中国气象局国家信息中心提供的中国160站逐月降水和平均气温资料,通过定义一个亚洲急流纬向非均匀性指数(IAja),分析了1979~2019年夏季亚洲西风急流纬向非均匀性的年际变化特征,揭示了夏季亚洲急流纬向非均匀性变化异常的成因及其对东亚夏季降水和气温的影响。结果表明:夏季亚洲西风急流纬向非均匀性具有显著的年际变化特征,并存在6~8年和2年左右的振荡周期。当急流纬向非均匀性典型偏强(弱)年,东亚东部地区从低纬到高纬,降水异常主要呈现出偏多—偏少—偏多(偏少—偏多—偏少)的经向分布;气温则在中国西部地区和日本北部偏高(低),贝加尔湖地区偏低(高)。引起夏季亚洲急流纬向非均匀性异常的可能原因如下:由大气非绝热加热异常而引起的热带和中纬度地区辐合/辐散运动造成的涡度源强迫,和来自西风带中波扰动能量的注入,两者共同作用形成并维持了与急流纬向非均匀性强弱变化相联系的异常环流,从而使亚洲急流东、西段强度差异增强(减弱),进而有利于急流纬向非均匀性异常偏强(偏弱)。而上述西风带中波扰动能量的东传可能与北大西洋海表面温度异常有关。这对于深刻理解夏季亚洲急流纬向非均匀性异常的形成机理提供了有用的线索。

关键词：亚洲西风急流纬向非均匀性东亚气候夏季

BCC第二代气候系统模式对东亚夏季气候预测能力的评估

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气象 2020年第11期46卷 1508-1519页

作者：程智高辉朱月佳史跃玲刘俊杰汪栩加安徽省气候中心合肥230031 国家气候中心北京100081 安徽省气象台合肥230031 安徽省宣城市气象局宣城242000

基于国家气候中心第二代气候系统模式的回报和实时预测数据,利用同期和滞后相关、偏相关分析以及联合EOF分解等方法,评估了其对夏季东亚环流和降水的预测能力。结果表明,模式对高低层环流和降水气候态的空间分布形势,特别是强降水中心... 详细信息

基于国家气候中心第二代气候系统模式的回报和实时预测数据,利用同期和滞后相关、偏相关分析以及联合EOF分解等方法,评估了其对夏季东亚环流和降水的预测能力。结果表明,模式对高低层环流和降水气候态的空间分布形势,特别是强降水中心和季风系统成员位置的预测较为合理,但存在一定的系统性偏差。模式对于东亚特别是中国大陆地区夏季降水年际变化的预测能力较弱,但对于东亚500 hPa高度场年际变化的预测效果较好,并且随着起报月的临近,技巧有所改进,此外模式对于东亚夏季气候变率主要模态的时空分布特征具有较高的预测技巧。模式较好地反映出了东亚夏季气候对El Nino发展和衰减响应的主要特征,其技巧主要来源于对于东部型El Nino影响的准确把握。总体来看,该模式对东亚夏季气候的预测能力较好,对短期气候预测具有一定参考价值。

关键词：气候预测模式评估 BCC二代气候系统模式东亚气候

Evolution of the monsoon and dry climate in East Asia during late Cenozoic:A review

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Science China Earth Sciences 2014年第12期57卷 70-79页

作者： LU HuaYu GUO ZhengTang School of Geographic and Oceanographic Sciences Institute for Climate and Global Change ResearchNanjing University Institute of Geology and Geophysics Chinese Academy of Sciences

Climate in Eastern Asia is composed of monsoon climate in the east,arid and semi-arid climate in the north and west,and the cold and dry climate of Qinghai-Tibetan Plateau in the southwest.The underlying causes for the evolution of East Asian climate during late Cenozoic have long been investigated and debated,particularly with regards to the role played by the Qinghai-Tibetan Plateau uplift and the global cooling.In this paper,we reviewed major research developments in this area,and summarized the important results.Based on a synthesis of data,we propose that the Qinghai-Tibetan Plateau uplift alone cannot fully explain the formation of monsoon and arid climates in Eastern Asia during the past 22–25 Ma.Other factors such as the global ice volume and high-latitude temperature changes have also played a vital role.Moreover,atmospheric CO2changes may have modulated the monsoon and dry climate changes by affecting the location of the inter-tropical convergence zone(ITCZ),which controls the monsoon precipitation zone and the track of the East Asian winter monsoon during late Cenozoic.The integration of high-resolution geological record and numerical paleoclimate modeling could make new contributions to understanding the climate evolution and variation in eastern Asia in future studies.It could facilitate the investigation of the regional differences in East Asian environmental changes and the asynchronous nature between the uplift of Qinghai-Tibetan Plateau and their climatic effects.These would be the keys to understanding underlying driving forces for the evolution of the East Asian climate.

关键词：季风气候东亚气候晚新生代演化干燥青藏高原隆升半干旱气候综述

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第四纪北半球冰盖发育与东亚气候的遥相关

第四纪研究 2017年第5期37卷 1009-1016页

作者：张仲石燕青张冉李香钰戴高文冷姗田雨润中国地质大学(武汉)环境学院大气科学系武汉430074 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 Uni Research Climate Bjerknes Centre for Climate Research Allegaten 70 Bergen 5007 Norway 中国科学院气候变化研究中心北京100029

新生代东亚气候演化和北半球冰盖演化具有很好的耦合性。这种耦合性在气候学上可以被称为遥相关。一般认为，北半球冰盖的消长通过影响西伯利亚高压来改变东亚气候。第四纪冰期，北半球冰盖的增长，可以加强西伯利亚高压，从而增强东亚... 详细信息

新生代东亚气候演化和北半球冰盖演化具有很好的耦合性。这种耦合性在气候学上可以被称为遥相关。一般认为，北半球冰盖的消长通过影响西伯利亚高压来改变东亚气候。第四纪冰期，北半球冰盖的增长，可以加强西伯利亚高压，从而增强东亚冬季风和加剧亚洲内陆干旱程度；反之，间冰期北半球冰盖的消退，可以减弱西伯利亚高压，并加强东亚夏季风。本文利用通用大气模式CAM4，开展理想试验，模拟了北半球冰盖对东亚气候的影响。模拟结果证实，冰期北半球冰盖消长与东亚地区气候变化存在遥相关，很好地支持了地质记录所反映的东亚气候与冰盖演化之间的耦合性。第四纪冰期，北半球气候变冷和冰盖发育，可以加剧我国北方的干旱程度。北半球北美-欧亚冰盖的发育，尤其是冬季，通过影响北半球的槽脊系统，在北美-欧亚冰盖南侧形成一个气旋式环流异常，这对加强我国西北内陆和黄土高原区西风或西北风至关重要。然而我们的模拟并不支持北美-欧亚冰盖通过加强西伯利亚高压来影响东亚冬季大气环流这一传统认识，第四纪北半球冰盖发育与东亚气候的遥相关可能比我们原有的认识复杂。

关键词：遥相关东亚气候北半球冰盖

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东亚气候的年代际变化对中国近海生态的影响

台湾海峡 2010年第2期29卷 173-183页

作者：蔡榕硕谭红建国家海洋局第三海洋研究所国家海洋局海洋-大气化学与全球变化重点实验室福建厦门361005

回顾了近几十年来中国近海赤潮的发生,利用长时间序列NCEP、ERA-40、HadISST和SODA等大气海洋高分辨率的再分析资料以及经验正交函数(EOF)方法,分析了近50a来东亚气候的异常变化,包括东亚夏季大气环流的年代际变化,东亚大气环流散度场... 详细信息

回顾了近几十年来中国近海赤潮的发生,利用长时间序列NCEP、ERA-40、HadISST和SODA等大气海洋高分辨率的再分析资料以及经验正交函数(EOF)方法,分析了近50a来东亚气候的异常变化,包括东亚夏季大气环流的年代际变化,东亚大气环流散度场、中国近海表层海温(SST)和经向海面风应力的时空特征及其与中国近海环境和生态异常的联系.结果表明,20世纪70年代末以来,中国大陆东部和东海近岸从长江口至台湾海峡附近海域上空的低层大气辐合表现为年代际增强,与该海域赤潮的发生在气候态时间尺度上有显著的对应关系,而低层大气辐合的偏强则有利于该海域上升流的形成和加强,易促使沉积于海底的营养盐和蛰伏的赤潮藻孢囊(休眠细胞)运移至海水表层;并且,近30a来中国近海出现了SST持续上升和经向海面风应力不断减弱等有利于赤潮发生以及海洋生物地理分布变化的年代际气候异常现象.这表明东亚海洋大气的年代际异常可能是该海域20世纪70年代末以来赤潮等生态灾害频发和中国近海海洋生物地理分布变化尤其是鱼类物种北移的重要原因之一.

关键词：物理海洋学东亚气候中国近海大气环流散度场 SST 海面风应力赤潮

全球和亚洲人为气溶胶影响东亚气候的数值模拟研究

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气象科学 2020年第4期40卷 438-448页

作者：谭楚岩邓洁淳吴雨飞马艺铭梁哲吴晓玲南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044 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

利用海气耦合的全球气候模式CSIRO-Mk3.6分析比较了全球和亚洲人为气溶胶对东亚各季节气候的不同影响。结果表明,全球和亚洲外人为气溶胶使得东亚地区年平均地表温度分别下降0.9℃和0.55℃。亚洲区域气溶胶强迫决定了东亚近地面降温的... 详细信息

利用海气耦合的全球气候模式CSIRO-Mk3.6分析比较了全球和亚洲人为气溶胶对东亚各季节气候的不同影响。结果表明,全球和亚洲外人为气溶胶使得东亚地区年平均地表温度分别下降0.9℃和0.55℃。亚洲区域气溶胶强迫决定了东亚近地面降温的时空分布特征,而亚洲区域外气溶胶进一步增强了我国北方夏季的近地面降温。各个季节对流层中上层的降温主要受区域外气溶胶的影响,并引起东亚高空急流强度和位置的变化,造成夏季和秋季明显的经向环流异常。同时,亚洲气溶胶影响各季节东亚低层环流场的响应,使得东亚陆地降水减少,而区域外气溶胶则主要影响冬季中高纬度和夏、秋季南海地区的低层风场。总体上,亚洲区域内、外人为气溶胶会增强我国冬、夏季风低层环流,并共同决定南海地区的降水变化。

关键词：人为气溶胶东亚气候数值模拟

次网格坡地辐射参数化对RegCM4.1模式模拟东亚夏季气候的影响

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气象科学 2018年第5期38卷 585-595页

作者：顾春雷方德贤周洋黄安宁南京大学大气科学学院/中国气象局-南京大学气候预测研究联合实验室南京210093 连云港市气象局江苏连云港222006 重庆市气象科学研究所重庆401147 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

本研究将次网格坡地辐射参数化方案引入到区域气候模式(RegCM4. 1)中,并研究次网格坡地辐射参数化对RegCM4. 1模拟东亚夏季气候性能的影响。结果表明:RegCM4. 1高估了夏季青藏高原的热源作用,模拟低层偏强的西南季风导致了模拟的中国夏... 详细信息

本研究将次网格坡地辐射参数化方案引入到区域气候模式(RegCM4. 1)中,并研究次网格坡地辐射参数化对RegCM4. 1模拟东亚夏季气候性能的影响。结果表明:RegCM4. 1高估了夏季青藏高原的热源作用,模拟低层偏强的西南季风导致了模拟的中国夏季降水量总体偏大。引入次网格坡地辐射参数化方案后,模式模拟的青藏高原夏季地表太阳辐射通量和长波辐射通量减小分别可达5%和12%以上,夏季减弱的青藏高原热源作用使得低层西南季风减弱,从而改善了模式对中国夏季降水的模拟;而且改善程度自东南向西北递减,在东南地区模拟夏季降水的相对均方根误差减小9%,空间相关系数和Taylor评分分别提高0. 14和0. 08。

关键词： RegCM4.1 次网格坡地辐射参数化东亚气候

大气角动量变化特征与夏季副热带急流的关系及其对东亚气候的影响

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大气角动量变化特征与夏季副热带急流的关系及其对东亚气候的影响

作者：石宇成都信息工程大学

学位级别：硕士

大气角动量是大气重要的基本量,其变化与大气环流和天气气候密切相关。为研究大气角动量变化特征与夏季副热带西风急流的关系及其对东亚气候的影响,本文首先对大气角动量进行特征分析,进而采用SVD方法研究大气角动量变化与副热带急流的... 详细信息

大气角动量是大气重要的基本量,其变化与大气环流和天气气候密切相关。为研究大气角动量变化特征与夏季副热带西风急流的关系及其对东亚气候的影响,本文首先对大气角动量进行特征分析,进而采用SVD方法研究大气角动量变化与副热带急流的关系,最后使用回归分析方法研究大气角动量异常引起的副热带急流异常对东亚气候的影响及其影响机制。研究所得主要结论如下:(1)热带东风带是大气角动量的源区,角动量强输送中心主要位于对流层中高层,夏季偏向北半球的东风带主要向南输送角动量,使得北半球中纬大值中心减弱并北移。热带地区角动量距平在1970s前后由负异常转正异常;南北半球中纬在1970s前以正异常为主,在1970s至1990s转为正负异常相间,1990s末又以负异常为主。夏季角动量及其输送的大值中心主要集中在中高纬,变化范围在南北纬60°之间。角动量输送在中高纬度表现为向南向北交叉输送,此外阿拉伯海—南海有向南的强输送区,中高纬角动量输送变化较热带地区大。(2)当1951-2016年SVD第一模态(简称SVD-1)为正(负)位相时,热带东风带角动量向南输送减弱(增强),东亚副热带急流增强(减弱)。当SVD第二模态(简称SVD-2)为正(负)位相时,中纬度角动量向北输送增强(热带向南输送增强)时副热带急流向北(南)移。SVD-1对气候的影响主要为江淮流域气温偏低,黄河中下游降水的显著减少;SVD-2对气候的影响主要表现为江淮流域气温的显著升高,黄河流域降水增加而江淮流域降水减少。SVD-1与华南、西南南部气温的关系、与黄河中下游及长江下游降水的关系受到长期趋势影响显著,而SVD-2不受长期线性趋势影响。(3)角动量变化与副热带急流之间存在年代际变化的耦合关系。二者在1951-1970年和1971-2016年期间有不同的特征,SVD-1中角动量输送显著异常区在1970s前在东亚、南海、南印度洋,其中南印度洋异常范围最广,而1970s代后为东亚、南海及中纬度南太平洋。对应的副热带急流由1970s前强度的变化转为经向移动的变化。SVD-1与气候的关系有明显的年代际变化,江淮流域由1970s前的气温偏低变为显著偏高,而西北及东北的气温正异常区在1970s后未通过显著检验;江淮流域由1970s前的降水偏多转为显著偏少,1970s后黄河流域降水显著偏多,降水呈南少北多的分布特征。(4)SVD-2中角动量输送显著异常区由1970s前的中国北方地区转为欧亚大陆上游地区正负异常相间的分布,副热带急流中心由1970s前的经向移动变化转为120°E以西强度的变化。SVD-2与气温的关系由1970s前大范围偏低转为长江以北偏低以南偏高,而降水场则由1970s前的北少南多转为北多南少的分布。

关键词：大气角动量变化副热带急流东亚气候奇异值分解