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MJO与北半球高纬地区冬季地表气温异常的联系

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气象 2021年第1期47卷 49-59页

作者：崔静杨双艳 LI Tim 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 夏威夷大学国际太平洋研究中心美国夏威夷

基于1979—2016年NCEP-NCAR逐日再分析资料研究了热带季节内振荡(MJO)和北半球冬季高纬地区地表气温(SAT)之间的联系。利用实时多变量MJO(RMM)指数,将MJO分为8个位相,其中位相2(位相6)对应于位于印度洋地区的正(负)对流。不同MJO位相下... 详细信息

基于1979—2016年NCEP-NCAR逐日再分析资料研究了热带季节内振荡(MJO)和北半球冬季高纬地区地表气温(SAT)之间的联系。利用实时多变量MJO(RMM)指数,将MJO分为8个位相,其中位相2(位相6)对应于位于印度洋地区的正(负)对流。不同MJO位相下的SAT合成结果显示MJO第二位相后的5~15 d,北半球高纬地区(60°~90°N、180°~60°W)有明显的负SAT异常;由于热带异常加热信号的改变,在MJO第六位相后的5~15 d该地区则对应于显著的正SAT异常。该地区温度的垂直结构在各个位相下也表现出类似的分布特征。合成的500 hPa位势高度异常场显示,在温度负(正)异常的位相对应有明显的位势高度负(正)异常,这种环流异常主要是由与热带对流异常相联系的向东北方向传播的罗斯贝波列所引起的。通过对波活动通量的计算,推断该东北方向传播的罗斯贝波列很可能是罗斯贝波能量频散的结果。合成的700 hPa比湿异常场和SAT之间在存在着较好的对应关系,考虑到对流层中层的比湿与向下长波辐射之间存在着正相关关系,说明该温度异常也可能与辐射过程相关。上述分析表明与MJO对流相关的大尺度环流异常对高纬地区季节内SAT变率有重要影响,该异常SAT信号可能来自平流输送和辐射过程等。准确把握MJO位相与SAT异常信号的联系也可以为北半球高纬地区SAT的延伸期预报提供一些可靠线索。

关键词： MJO 地表气温罗斯贝波列波活动通量

中高纬大气ISO对夏季鄂海阻高形成和维持的调节作用

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大气科学学报 2020年第1期43卷 104-115页

作者：杨双艳李天明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江苏南京210044 夏威夷大学马诺阿分校大气科学学院国际太平洋研究中心檀香山夏威夷96822

运用1979—2015年的逐日NCEP-DOE再分析资料,探讨了夏季鄂霍次克海阻塞高压(简称“鄂海阻高”)与中高纬大气季节内振荡(简称“ISO”)之间的可能联系。研究发现,ISO扰动与夏季鄂海阻高在关键区(130°~160°E,60°~75°N)有最好的耦合关系... 详细信息

运用1979—2015年的逐日NCEP-DOE再分析资料,探讨了夏季鄂霍次克海阻塞高压(简称“鄂海阻高”)与中高纬大气季节内振荡(简称“ISO”)之间的可能联系。研究发现,ISO扰动与夏季鄂海阻高在关键区(130°~160°E,60°~75°N)有最好的耦合关系,且关键区位势高度表现出显著的10~30 d的振荡周期。超前滞后合成分析表明,与鄂海阻高相联系的ISO扰动具有明显的向西传播的特征。波活动通量分析结果显示,波能量在中高纬140°W附近累积,因此西传的ISO扰动可能源自中高纬140°W附近。对位势倾向方程的诊断结果显示,动力作用对关键区位势高度的时间变化起主要作用。进一步运用尺度分析表明,在夏季鄂海阻高发生和维持的过程中,ISO经向风引导的平均涡度平流对位势高度的时间变化起主导作用。

关键词：鄂海阻高中高纬季节内振荡波活动通量位势倾向诊断

Rossby波和热带对流活动对2010年6月梅雨发生前后我国东部两次强降水过程的影响

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大气科学学报 2019年第6期42卷 824-834页

作者：李慧陆尔翟盘茂李肇新陈阳甘如玉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江苏南京210044 中国气象科学研究院北京100081

基于574台站的逐日降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,在比较2010年梅雨期前后(6月7-11日和18-22日)我国东部两次强降水过程的大尺度环流型差异的基础上,从Rossby波活动通量及热带对流活动探讨了这两次强降水过程的异同。结果表明,相... 详细信息

基于574台站的逐日降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,在比较2010年梅雨期前后(6月7-11日和18-22日)我国东部两次强降水过程的大尺度环流型差异的基础上,从Rossby波活动通量及热带对流活动探讨了这两次强降水过程的异同。结果表明,相同之处在于:两次强降水过程期间中高纬度地区都存在Rossby波向下游传播,中纬度地区呈现双阻型式,低纬度地区西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)强度偏强、西伸脊点位置偏西。不同之处在于:1)第一次降水过程中Rossby波的波源位于北欧地区附近,贝加尔湖地区为低槽,使得冷空气南下到36°N左右;同时孟加拉湾活跃的对流系统使西太副高加强西伸到95°E左右,冷暖空气交汇,导致强降水发生;2)第二次降水过程中Rossby波的波源位于北欧地区和中西伯利亚地区附近,东亚地区的低槽较第一次过程明显加深,有利于冷空气到达长江中下游地区(30°N左右),西太平洋暖池地区活跃的对流系统使得西太副高加强西伸到90°E左右,冷暖空气在长江中下游及其以南地区交汇,导致强降水发生。

关键词：持续性降水大气环流梅雨波活动通量对流活动

1961-2020年华北地区7-8月份极端降水频次趋势转折及可能原因分析

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 12-25页

作者：郭敬环刁一娜邵建红刘逸璋中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象学系山东青岛266100

区域性极端降水(Regional extreme precipitation,REP)破坏性强,会造成地质灾害和经济损失。本文利用逐日降水资料,研究了1961-2020年华北地区7-8月份REP频次趋势转折,并探讨其变化的可能原因。结果表明,华北地区7-8月REP天数存在1986、... 详细信息

区域性极端降水(Regional extreme precipitation,REP)破坏性强,会造成地质灾害和经济损失。本文利用逐日降水资料,研究了1961-2020年华北地区7-8月份REP频次趋势转折,并探讨其变化的可能原因。结果表明,华北地区7-8月REP天数存在1986、1995和2003年三个趋势突变点,在1961-1985年(P1)和1995-2002年(P3)时段有减少趋势,1986-1994年(P2)和2003-2020年(P4)时段呈现增多趋势。华北地区REP事件发生时有水汽通量辐合,并且中国东北部至朝鲜半岛对流层高层有异常高压(东北高压)存在。P2、P4时期较P1、P3时期东北高压位置偏南,38°N以南的华北地区水汽通量辐合增强,REP天数增多。P1、P2时期异常水汽通量来自印度洋和西北太平洋,而后两个时期只来自西北太平洋,这是东亚夏季风减弱、西太平洋副热带高压(西太副高)增强的结果。东北高压的发展在P1、P3时期与沿中纬度西风急流(急流)传输的波活动通量有关,在P2、P4时期高纬度活动中心发挥作用并且在季节背景上该高压较强,P2时期促使东北高压发展的波活动通量来自急流和高纬度活动中心两支路径,而P4时期波活动通量主要沿高纬度传播。REP天数减少在P1时期主要是东亚夏季风显著减弱不利于水汽向华北地区输送的结果,而P3时期是东亚夏季风减小和急流减弱共同作用所导致的;REP天数增多在P2时期是因为急流的显著增强,有利于东北高压的发展,而在P4时期西太副高的增强保证了东亚夏季风减弱之后向华北地区的水汽输送,并且北极海冰范围减少可能通过影响高纬度活动中心,在急流减弱之后建立了由高纬度向华北地区传输的波活动通量新路径,两者共同作用使得REP天数增多。

关键词：华北地区区域性极端降水趋势转折波活动通量

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淮河流域夏季降水与中高纬波列结构的关系

高原气象 2015年第2期34卷 436-443页

作者：史恒斌河南省气候中心郑州450003 中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003

利用NCEP/NCAR再分析资料,通过合成分析、诊断分析等方法研究了淮河流域夏季降水异常年份的大尺度环流场,并且分析了造成这种环流背景的可能原因。结果表明:西风急流在多雨年和少雨年作为波导的作用没有变化,但多雨年西风急流的位置比... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料,通过合成分析、诊断分析等方法研究了淮河流域夏季降水异常年份的大尺度环流场,并且分析了造成这种环流背景的可能原因。结果表明:西风急流在多雨年和少雨年作为波导的作用没有变化,但多雨年西风急流的位置比少雨年偏东。在中高纬地区,多雨和少雨年200 h Pa沿西风急流的定常Rossby波列结构有明显的不同。在多雨年,有一条明显的沿西风急流传播的Rossby波列结构,波源位于西欧和中亚,波汇位于里海和我国淮河流域地区,日本以东的西北太平洋也是明显的波源区;在少雨年,西欧和中亚的波源地区的波活动明显减弱,原来位于淮河流域的波汇区南压到长江以南,西北太平洋上的波活动也明显减弱。这种波列结构的不同可能是造成淮河流域夏季降水异常的一个重要原因。

关键词：淮河流域夏季降水 Rossby波波活动通量

北半球大气对春季北极海冰异常响应的数值模拟

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大气科学 2011年第5期35卷 847-862页

作者：张若楠武炳义中国气象科学研究院北京100081

在CAM3.0模式中,通过设计一系列数值模拟试验来研究北半球大气环流对北极海冰密集度(Sea IceConcentration,简称SIC)强迫的响应。将海冰密集度EOF第二模态(EOF2)的时间系数回归到原场,并把这个空间异常场逐月的加到SIC春季气候态上,作... 详细信息

在CAM3.0模式中,通过设计一系列数值模拟试验来研究北半球大气环流对北极海冰密集度(Sea IceConcentration,简称SIC)强迫的响应。将海冰密集度EOF第二模态(EOF2)的时间系数回归到原场,并把这个空间异常场逐月的加到SIC春季气候态上,作为敏感性试验的外强迫。试验结果表明:在季节尺度上,大气环流由春季逐渐向夏季演变,春季SIC异常与春、夏季北半球大气环流、地表温度以及降水异常有显著关系,尤其是对春季中国东部降水负异常,夏季东北部、东南沿海降水正异常有很大贡献。在逐日和逐周时间尺度瞬态演变上,局地高、低层大气环流对海冰强迫的响应呈现斜压结构,两周之后大气由斜压结构逐渐转变为正压结构,强迫响应可以通过遥相关波列传播到北极以外地区,到了第6周大气的响应基本达到正压平衡状态。这种遥相关的产生与极区热通量异常所激发的波活动通量有关:北极SIC异常首先通过直接热力强迫过程来改变表层热通量空间分布,这种表面热通量异常通过与大气环流的相互作用可以激发出大尺度罗斯贝波。在初始斜压区的低层有波动能量向上传播,并在对流层中高层向南传播,最后通过直接热力强迫和大气内部动力学相互作用引发的遥相关过程将能量频散到东亚地区,进而影响东亚地区的天气和气候。

关键词：海冰海冰密集度夏季降水敏感性试验控制试验瞬变过程波活动通量

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北极海冰异常对中国夏季气候的可能影响

北极海冰异常对中国夏季气候的可能影响

作者：张若楠中国气象科学研究院

学位级别：硕士

北极海冰变化对大气的反馈作用主要表现在其作为冷热源对大气的外强迫过程。这种外强迫作用可以造成不同时间尺度的影响,包括季节尺度、年际尺度甚至年代际时间尺度。研究结果表明,海冰外强迫不仅与同期的大气环流关系密切,而且与后期... 详细信息

北极海冰变化对大气的反馈作用主要表现在其作为冷热源对大气的外强迫过程。这种外强迫作用可以造成不同时间尺度的影响,包括季节尺度、年际尺度甚至年代际时间尺度。研究结果表明,海冰外强迫不仅与同期的大气环流关系密切,而且与后期中国夏季大气环流和降水有显著的相关关系,因此,北极海冰是预测气候变化的潜在补充预测因子,对东亚气候变化有重要影响。本文对北极海冰的研究分为统计分析和模式试验两个方面:首先,用奇异值分解(SVD)和线性回归方法来研究春、秋、冬季海冰变化与后期北半球夏季气候场之间的相关关系。北极海冰密集度(SeaSICConcentration,SIC)异常产生大气低层热通量异常,在复杂的热、动力机制作用下,可以造成500hPa位势高度(Z500)呈现明显的欧亚波列异常结构和中高纬度阻塞高压型异常,进而影响东亚地区气候的异常。春季,Z500场上原来位于西南欧、乌拉尔山的负中心,到了夏季分别移向北欧和东亚;而春季位于北欧的正中心也移到了喀拉海附近。相应的海平面气压场(SLP)也呈现类似的异常分布。大气高低层环流场通过动力机制相互耦合起来,中国东北地区、长江黄河之间的中国中部地区位于高脊前部偏冷的西北气流处,促使冷空气向南倾泻并发生抬升运动,形成对流不稳定层结,利于该区降水偏多,而华南地区降水偏少。秋季,当SIC和夏季降水处于SVD分析正位相时,SIC异常空间分布的第一模态在北极大部分地区偏少,夏季Z500有中心位于南欧、乌拉尔山、贝加尔湖的波列异常结构,高度场的这种遥相关结构利于干冷空气向南方的侵袭,导致长江、黄河之间的中国中部地区和华南地区降水偏多,而北方偏少;SIC空间异常分布的第二模态或者第三模态在60E以西半球偏多、60E以东半球偏少,夏季Z500有正的异常中心位于乌拉尔山和鄂霍茨克海附近,这种双阻型异常结构阻挡了西风带低值系统向东移动,导致河套以东和中国中南地区降水偏多,东北地区降水偏少。冬季,当SIC和夏季降水处于SVD分析正位相时,SIC异常空间分布的第一模态在大西洋和太平洋的极地海域偏少,北冰洋其它海域偏多, Z500有中心位于北欧、喀拉海、中国东北地区的欧亚波列异常型遥相关,导致降水异常在中国南部、淮河流域偏多,东北、河套地区降水偏少;SIC异常空间分布的第三模态在格陵兰海、喀拉海和白令海偏多,其他海域偏少,与秋季SIC分析相似,冬季SIC影响的夏季高度场上同样存在中心位于乌拉尔山和鄂霍茨克海的双阻型异常结构,中国北方地区为低压带控制,这种双阻型异常有利于江南梅雨期降水的增多,造成降水场在东北和华北、江南地区降水偏多,华南地区显著偏少。其次,本文用CAM3.0数值模拟试验来研究北半球大气环流对北极海冰密集度(Sea SIC Concentration, SIC)强迫的响应和热动力机制。先将SIC第二模态(EOF2)的时间系数回归到原场,并把这个空间异常场作为敏感性试验的异常强迫,然后可以得到模式试验结果:在季节尺度上,大气环流由春季逐渐向夏季演变,春季SIC异常与春、夏季北半球大气环流、地表温度,以及降水异常有显著关系,尤其是对春季中国东部降水负异常,夏季东北部、东南沿海降水正异常有很大贡献。在逐日和逐周时间尺度瞬态演变上,局地高、低层大气环流对海冰强迫的响应呈现斜压结构,2周之后大气由斜压结构逐渐转变为正压结构,强迫响应可以通过遥相关波列异常传播到北极以外地区,到了第6周大气的响应基本达到正压平衡状态。这种遥相关的产生与极区热通量异常所激发的波活动通量有关:北极SIC异常首先通过直接热力强迫过程来改变表层热通量空间分布,这种表面热通量异常通过与大气环流的相互作用可以激发出大尺度罗斯贝波。在初始斜压区的低层有波动能量向上传播,并在对流层中高层向南传播,最后通过直接热力强迫和大气内部动力学相互作用引发的遥相关过程将能量频散到东亚地区,进而影响东亚地区的天气和气候。

关键词：海冰敏感性试验瞬变过程波活动通量

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淮河流域夏季降水与低纬地区波列结构的关系

气象与环境科学 2014年第2期37卷 36-41页

作者：史恒斌河南省气候中心郑州450003 中国气象局.河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003

利用NCEP/NCAR再分析资料,通过合成分析、诊断分析等方法,研究了淮河流域夏季降水异常年份的大尺度环流背景,并且分析了造成这种环流背景的可能原因。得到以下主要结论:在副热带地区,对流层低层存在一个自低纬向高纬传播的波列结构。在... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料,通过合成分析、诊断分析等方法,研究了淮河流域夏季降水异常年份的大尺度环流背景,并且分析了造成这种环流背景的可能原因。得到以下主要结论:在副热带地区,对流层低层存在一个自低纬向高纬传播的波列结构。在多雨年从低纬到高纬呈现"+-+-"相间的波列结构,而少雨年则相反,但是多雨年的波列强度要比少雨年强。利用波活动通量进行诊断发现:在多雨年,菲律宾到南海是明显的波源区,我国淮河流域和印度尼西亚是波汇区;在少雨年,印度尼西亚和我国淮河流域是明显的波源区,南海地区是明显的波汇区。这种波列结构的差异可能与淮河流域降水异常存在密切的联系。大气加热的不同可能是产生波列结构的一个重要原因。研究表明,赤道西太平洋大气热源的变化与我国淮河流域降水有密切的联系。印度尼西亚附近的赤道地区加热强,则淮河多雨;加热较弱,则淮河少雨。诊断分析表明,赤道地区加热强度的变化所产生的Rossby波的不同位相,与我国淮河流域降水的异常有密切的联系。

关键词：淮河流域夏季降水波活动通量

夏季亚洲副热带西风急流Rossby波活动特征分析

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夏季亚洲副热带西风急流Rossby波活动特征分析