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第七届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会

作者：贾小龙梁潇云国家气候中心中国气象局气候研究开放试验室

本文结合对历史资料的分析,研究了2009年11月热带地区一次强的mjo过程与当年11月我国东部大范围雨雪天气的可能联系,结果表明2009年11月强的mjo过程是我国东部大范围雨雪天气的一个重要的影响因子。mjo对流在11月上中旬在印度洋地区异... 详细信息

本文结合对历史资料的分析,研究了2009年11月热带地区一次强的mjo过程与当年11月我国东部大范围雨雪天气的可能联系,结果表明2009年11月强的mjo过程是我国东部大范围雨雪天气的一个重要的影响因子。mjo对流在11月上中旬在印度洋地区异常活跃,尤其是mjo对流中心在第3位相（印度洋中东部）维持了9天（7-16日）,正对应了11月两次最强的降水（雪）过程。对mjo历史事件的合成分析显示,当mjo对流位于印度洋时,我国东部大部地区降水概率明显增加,温度偏低,与2009年11月的实况相一致。中高纬地区大气环流的异常是有可能受到热带mjo对流强迫的影响的,这种影响可能通过遥相关的方式来实现。当mjo对流位于印度洋时,有利于欧亚中高纬环流维持两脊一槽的分布,同时西太平洋副热带高压偏强偏西,东亚东部地区维持一条显著的对流活跃带,这些环流异常形势与2009年11月的实况也较一致,体现了mjo对热带外地区环流异常影响的一般特征。热带地区mjo对流的异常通过对流加热强迫,除引起大尺度纬向环流异常外,同样会引起经向环流异常,从而影响热带外地区的环流。当mjo对流位于印度洋时,西太平地区为异常的下沉运动控制,东亚东部辐合上升,在热带和中纬度地区之间形成一个异常的经向环流圈,经向环流的存在进一步有利于低层低纬度水汽的向北输送,造成东部降水偏多。利用mjo的发展和演变,对于把握类似2009年11月这样的大范围雨雪气候异常是有帮助的。

关键词：热带mjo 雨雪天气印度洋热带中高纬

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平流层准两年振荡的变化趋势及其对热带季节内振荡的影响

平流层准两年振荡的变化趋势及其对热带季节内振荡的影响

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作者：任璐兰州大学

学位级别：硕士

热带平流层纬向风的准两年振荡(Quasi-Biennial Oscillation,QBO)是平流层大气内最稳定的准周期信号,而热带大气季节内振荡(Madden-Julian oscillation,mjo)则是热带对流层大气内最主要的次季节模态。过去几十年,关于QBO和mjo分别都已... 详细信息

热带平流层纬向风的准两年振荡(Quasi-Biennial Oscillation,QBO)是平流层大气内最稳定的准周期信号,而热带大气季节内振荡(Madden-Julian oscillation,mjo)则是热带对流层大气内最主要的次季节模态。过去几十年,关于QBO和mjo分别都已有大量的研究,然而,二者之间的相互联系及影响机理尚没有得到深入的认识,特别是在气候变化背景下QBO和mjo相互作用的特征是否也会发生变化目前还不清楚。本论文基于探空观测资料、再分析资料以及CMIP5模式输出资料,首先分析了QBO振幅的长期变化趋势和年代际振荡周期,在此基础上分析了QBO振幅的变化对热带mjo年代际特征的影响。论文还进一步讨论了在QBO与mjo的关系中起重要作用的热带低平流层温度、热带上对流层下平流层(Upper Troposphere Lower Stratosphere,UTLS)区域静力稳定度以及热带对流层顶高度对QBO响应特征的年代际变化,分析了在气候变暖增强的情景下,这三个因子在QBO东西风位相下的长期趋势及变化情况,得到了以下主要结论:(1)在1956-2020年期间,热带平流层纬向风的QBO振幅仍然表现出稳定减弱的趋势,尤其在平流层低层的减弱趋势更为显著。在北半球冬季,探空资料中50 h Pa的QBO振幅减弱趋势最强,并且在1998年之后减弱趋势明显强于之前,其年代际振荡周期约为14-20年,随着QBO振幅的减弱,此振荡周期会逐渐变长。(2)在北半球冬季,1979-2018年间QBO指数与mjo振幅之间存在稳定的负相关关系,但在1998年之后,二者负相关的强度逐渐减弱。在1998年之前,QBO东风位相(EQBO)对mjo起增强作用,QBO西风位相(WQBO)则是抑制作用;而在1998年之后,QBO振幅显著减弱,因而EQBO的增强作用减弱,WQBO的抑制作用也减弱。即在1998年之后的20年内,相较于之前,EQBO位相下mjo振幅变弱,活跃mjo的天数减少,mjo信号向东传播的范围变窄,mjo事件的周期缩短,而在WQBO位相下mjo特征的年代际变化与之相反。1998年之前,相较于WQBO位相,在EQBO位相下mjo对流信号及相关的降水强度更强,持续时间更长;与mjo的发展和东传密切相关的动力和热力因子,即水平风场在下对流层的辐合异常和上对流层的辐散异常、中对流层的垂直速度异常和比湿异常,在空间位置上的强度中心均超前于mjo深对流信号出现,这有利于mjo对流向东传播和发展,而这种超前的信号在WQBO期间不如在EQBO位相下明显。在1998年之后,相较于之前,QBO东西风位相下mjo动力及热力因子的强度中心超前于mjo深对流的信号均显著减弱;EQBO位相下,mjo对流信号及动力和热力因子均变弱,而WQBO期间是增强的变化。(3)在1958-2018年冬季,QBO影响mjo的三个主要因子,即热带低平流层温度、UTLS区域静力稳定度以及热带对流层顶高度,对EQBO和WQBO的响应在1998年之后相较于之前均变弱。也就是说,一般而言,相较于WQBO位相,在EQBO期间热带低平流较冷,UTLS区域较不稳定,对流层顶较高,但在1998年之后,EQBO位相下热带低平流层的冷异常减弱,UTLS区域的稳定性增强,对流层顶高度降低,这样的变化不利于热带深对流活动的发展,但在WQBO位相下这三个因子表现出相反的有利于深对流发展的变化。CMIP5中四个能自主模拟出QBO的气候模式均低估了上述三个相关因子的振幅及其与QBO的关系。相较于其他三者,MPI-ESM-MR模式的模拟效果较好,此模式中在不同温室气体排放情境下的模拟结果同样表明在QBO振幅减弱更强时期,QBO东风和西风对上述三个相关因子的调控作用在变弱。在全球增温持续且增强的气候条件下,在EQBO和WQBO期间平流层变冷和对流层增暖、UTLS区域不稳定性增强以及对流层顶抬高的长期趋势都会持续且增强,并且在西风下的增强强于东风期间。

关键词： QBO振幅年际/年代际变化热带mjo 对流信号动力和热力因子趋势变化

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10~30d延伸期预报及其策略思考

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沙漠与绿洲气象 2013年第4期7卷 38-44页

作者：朱玉祥俞小鼎赵亮刘海文中国气象局气象干部培训学院中国人民解放军61741部队成都信息工程学院

在当前的气象预报业务中，10-30 d的延伸期预报是“无缝隙预报”中的难点。由于理论基础尚不完备，致使延伸期的准确预报还存在诸多困难。但对10-30 d延伸期预报业务迫切的社会需求，使其成为众多气象专家关注的研究热点。本文对10-30 ... 详细信息

在当前的气象预报业务中，10-30 d的延伸期预报是“无缝隙预报”中的难点。由于理论基础尚不完备，致使延伸期的准确预报还存在诸多困难。但对10-30 d延伸期预报业务迫切的社会需求，使其成为众多气象专家关注的研究热点。本文对10-30 d延伸期预报的概念、意义进行了阐述，在此基础上对其物理过程性质和预报困难的原因进行了分析。讨论了延伸期预报的预报对象，并在借鉴前人成果的基础上，总结归纳出了低频振荡方法、经验波传播方法、相似预报方法、物理统计方法、动力学方法（集合预报方法）、大气环流模式和中期模式集合方法、动力统计方法、综合集成方法等8种做延伸期预报的方法。

关键词：延伸期预报可预报性热带mjo 集合预报

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华南夏季12-30d持续性强降水的低频特征分析

华南夏季12-30d持续性强降水的低频特征分析

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第33届中国气象学会年会

作者：魏蕾房佳蓓杨修群任雪娟南京大学大气科学学院

利用1982-2011年夏季（5-8月）中国气象观测站点逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA逐日向外长波辐射（OLR）和海表温度（SST）资料集等,选取低频降水事件来表征华南夏季的持续性强降水,从气候意义上统计并分析了1982-2011年华南... 详细信息

利用1982-2011年夏季（5-8月）中国气象观测站点逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA逐日向外长波辐射（OLR）和海表温度（SST）资料集等,选取低频降水事件来表征华南夏季的持续性强降水,从气候意义上统计并分析了1982-2011年华南夏季持续性强降水事件的基本特征,并利用位相合成的方法对持续性强降水的发展演变过程、持续性强降水期间伴随的低频大气环流型及其低频信号的来源和传播情况进行研究,同时也揭示出了大尺度海气耦合过程与30-60d热带mjo活动对华南夏季持续性强降水发展演变的影响。结果表明:（1）华南夏季降水具有显著的12-30d低频振荡特征,且该频段降水在华南地区呈现一致性变化;低频降水事件中以持续3-4d的事件居多,12-30d持续性强降水事件在6月份发生次数最多,即华南的前汛期末期;低频降水期间的雨带自东南向西北推进。（2）在持续性强降水期间,华南及其沿海地区低层受强大的低频气旋式环流控制,而南海-菲律宾海一带则是强的低频反气旋式环流,其西侧向北的低频风场不断将孟加拉湾北部以及南海的水汽输送至华南及沿海地区,两个低频环流相互配合使得风场和水汽在华南低层强烈辐合,加之华南地区整层显著的低频上升运动,促使低层辐合的水汽向上输送;西太平洋副热带高压有一个明显的西伸过程,伴随着低层低频环流场的西伸北传;低层的低频信号来源于热带西太平洋和南海-菲律宾海一带低频振荡的西北向传播。（3）在高层,华南北侧（22°-45°N,95°-130°E）区域强大的低频气旋式环流和孟加拉湾-南海一带的低频反气旋式环流相互配合,使华南高层处于强大的辐散环境中,从而加强了华南及沿海地区低层的辐合与低频上升运动;高层的低频信号来源于一组包含异常气旋与反气旋的低频相干Rossby波列的东南传。（4）在低频降水的整个过程中,华南沿海海面由暖-冷-暖的变化过程对应着850h Pa低频环流场的演变与传播。在海气耦合过程中,低频大气环流异常通过云辐射和热通量过程改变低频海表温度异常（SSTA）,而由大气强迫的低频SSTA再通过影响低层大气的稳定性来对大气施加明显的反馈作用,造成异常的低频大气环流型,该海气耦合过程有利于华南夏季12-30d持续性强降水的发生发展与结束。（5）华南夏季12-30d持续性强降水的整个过程处于热带mjo传播的第1-4位相,在该大尺度背景条件下,热带mjo对流活跃中心及其伴随的低频西风异常的东移北传以及热带西太平洋上空低频东风异常的西伸北扩加强了南海北部区域的西南暖湿气流向华南及沿海地区的输送,使华南及沿海地区低层的低频气旋式环流和低频水汽辐合得以增强和维持。

关键词：华南持续性强降水低频大气环流海气耦合过程热带mjo

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