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塔克拉玛干沙漠春季沙尘活动与西风急流位置变化的关系

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高原气象 2024年

作者：何珊娟王天河谭睿琦张欣怡董元柱唐靖宜兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心兰州大学大气科学学院

基于1980-2020年MERRA-2再分析资料和气象站点沙尘日数资料，利用定义的西风急流位置指数挑选了春季各月急流位置显著变化的年份，通过对比分析急流偏北和偏南年沙尘混合比、沙尘日数和大气环流场的差异，初步揭示了西风急流位置变化对... 详细信息

基于1980-2020年MERRA-2再分析资料和气象站点沙尘日数资料，利用定义的西风急流位置指数挑选了春季各月急流位置显著变化的年份，通过对比分析急流偏北和偏南年沙尘混合比、沙尘日数和大气环流场的差异，初步揭示了西风急流位置变化对塔克拉玛干沙漠沙尘活动的影响。研究发现：（1）春季各月西风急流的位置随年份呈现很强的波动性，且不同月份年际变化趋势不同，其经向移动主要是由沙漠上空南北温度梯度的变化引起的；（2）春季塔克拉玛干沙漠沙尘活动与西风急流位置变化有显著的相关性，当急流北移（南移）时，大气柱各层沙尘混合比均有显著的增加（减少）；（3）春季塔克拉玛干沙漠沙尘日数与西风急流的南北移动紧密关联，急流北移将导致春季各月浮尘、扬沙、沙尘暴平均日数增加；（4）伴随春季西风急流北移，青藏高原及塔克拉玛干区域中高层大气被异常反气旋主导，沙漠上空西风急流增强，动量下传增加，同时低层大气出现异常东风，地表风速增强，显著影响了塔克拉玛干沙漠腹地沙尘的排放和输送。

关键词：塔克拉玛干沙漠沙尘活动西风急流

夏季东亚高空副热带西风急流季节内异常的环流特征及前兆信号

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大气科学 2018年第4期42卷 935-950页

作者：张庆云宣守丽孙淑清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 江苏省农业科学院/农业部长江下游平原农业环境重点实验室南京210014

位于东亚中纬度上空的东亚高空副热带西风急流是东亚季风环流系统中的重要成员,我国夏季降水雨带的季节内变化受东亚高空副热带西风急流位置季节内异常变化影响。根据1979~2008年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及NOAA ERSST V3月... 详细信息

位于东亚中纬度上空的东亚高空副热带西风急流是东亚季风环流系统中的重要成员,我国夏季降水雨带的季节内变化受东亚高空副热带西风急流位置季节内异常变化影响。根据1979~2008年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及NOAA ERSST V3月平均海表温度资料,利用统计分析和物理量诊断方法对夏季东亚高空副热带西风急流位置季节内异常的东亚大气环流特征及外强迫信号的物理过程进行了探讨。研究指出:6月东亚高空副热带西风急流位置异常主要受欧亚大陆中高纬东传的Rossby波列位相变化影响,春季北大西洋海温异常是欧亚大陆中高纬度Rossby波列位相变化的最显著的外强迫信号;7月东亚高空副热带西风急流位置异常主要受西太平洋热带向副热带传播的Rossby波列位相变化影响,春季西太平洋热带海温异常是西太平洋热带向副热带传播的Rossby波列位相变化的最显著的外强迫信号;8月东亚高空副热带西风急流位置异常主要受南亚大陆向东亚大陆热带、副热带传播的Rossby波列位相变化影响,春季印度洋海温异常是南亚大陆向东亚大陆热带、副热带传播的Rossby波列位相变化的最显著的外强迫信号。

关键词：西风急流季节内变化 Rossby波列海表温度

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青藏高原大气热力异常对西风急流的影响

气象科学 2019年第2期39卷 206-213页

作者：单幸周顺武王美蓉贲海荣乔钰南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候与环境变化国际合作联合实验室资料同化研究与应用中心南京210044 台州市气象局浙江台州318000 山西省气象台太原030006

本文基于NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了对流层上层200 hPa纬向西风的时空变化特征,并通过EOF分解得到一个表征西风急流位置的指数(Westerly Jet Position Index,WJPI);同时基于对流层中上层(500~200 hPa)温度纬向偏差,构建了一个描... 详细信息

本文基于NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了对流层上层200 hPa纬向西风的时空变化特征,并通过EOF分解得到一个表征西风急流位置的指数(Westerly Jet Position Index,WJPI);同时基于对流层中上层(500~200 hPa)温度纬向偏差,构建了一个描述青藏高原(简称高原)大气热力特征的指标(Plateau Atmosphere Heating Index,PAHI),定量分析了该指数与西风急流位置的关系。结果表明:由冬到夏西风急流轴不断北抬西伸,风速逐渐减小;各季西风急流轴均处于西风变率的小值区,表明各季急流均轴的位置较稳定。各季PAHI与200 hPa纬向风的显著正相关区均分布在高原北侧,即高原PAHI增强时,其北侧西风增强,南侧西风减弱,对流层上层西风急流北移;各季WJPI与PAHI之间均存在显著相关,表明PAHI异常对西风急流位置的变化有重要作用。

关键词：青藏高原西风急流急流位置大气热力指数

全新世以来特征时期北半球夏季西风急流变化特征及机制的多模式研究

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全新世以来特征时期北半球夏季西风急流变化特征及机制的多模式研...

作者：徐楚楚南京师范大学

学位级别：硕士

本文利用了古气候模式比较计划第三阶段和耦合模式比较计划第五阶段（Paleoclimate Modelling Intercomparison Project phase 3 and Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,简称PMIP3/CMIP5）中的多个模式模拟数据,基于单个模式和多模式集合平均的结果对全新世以来的四个特征时期——中全新世时期、中世纪气候异常期（MCA）、小冰期（LIA）以及现代暖期（PWP）——北半球夏季高空西风急流的变化特征进行了分析,并研究了北半球西风急流在不同气候背景尤其是增暖背景下变化的成因机制,从而有助于更好地认识在未来全球变暖情形下西风急流的变化形势,对提高未来气候变化的预估具有重要的科学意义。全文结论归纳如下:1、基于PMIP3/CMIP5中的4个高分辨率模式及其集合平均结果,研究了中全新世时期（距今6千年）夏季北半球200 h Pa西风急流的位置和强度变化及其机制。4个高分辨率模式在模拟该时期西风急流变化特征上呈现出一致的结果。结果显示,在半球尺度上,与工业革命前相比,中全新世时期西风急流呈现极向偏移且强度减弱的特征。从热力因素角度考虑,由于中全新世时期地球轨道变化会导致北极地区的升温而热带地区降水变化则导致低纬地区冷却,使得经向温度梯度和气压梯度减弱,从而造成西风急流减弱北移。从动力学的角度,北太平洋和北大西洋两个最大涡动能量中心的北移,使得其上空的西风急流向北移动。急流的减弱与Hadley环流（动力过程）和经向温度梯度（热力过程）的变化均有关系,最大的减弱区域位于太平洋上空,该区域动力过程和热力过程都起到减弱的作用。大西洋上空减弱程度最小,是由于动力过程和热力过程存在抵消效应。欧亚大陆上空的减弱主要是由动力过程引起的。2、利用PMIP3/CMIP5中的多个模式模拟结果及其集合平均模拟结果以及利用通用地球系统模式开展的过去千年积分模拟试验结果（Last Millennium Ensemble simulations from Community Earth System Model,简称CESM-LME）,对比分析了过去千年两个特征时期——中世纪气候异常期（Medieval Warm Period,简称MCA,特征暖期）和小冰期（Little Ice Age,简称LIA,特征冷期）——夏季北半球200h Pa西风急流的位置特征和强度特征及其机制。结果发现虽然MCA和LIA在温度变化上差异较大,但是与过去千年的平均模态相比,这两个时期的西风急流在半球尺度上其经向位置、纬向位置以及强度变化均不显著。在热力因素方面,MCA时期低层高纬升温强于低纬、而高层低纬升温强于高纬,LIA时期低层高纬降温强于低纬、而高层低纬降温强于高纬,同时经向气压梯度显示MCA时期北美及北大西洋上空存在北负南正形势,LIA时期欧亚大陆与太平洋上空也为北负形势,这种形势均会使西风急流产生向北移动的趋势。在动力因素方面,模拟的最大涡动能量中心在MCA时期在太平洋上空强度减弱且没有发生位置移动,而LIA时期在欧亚大陆和太平洋上空涡动中心强度略强且发生了扩张,激发了瞬态涡度补偿机制,从而抵消了热力因素导致的北移现象。在急流的强度异常方面,其在两个时期变化不明显的原因是在太平洋地区和北美及北大西洋地区热力效应和动力效应作用相反。3、现代暖期（Present warm period,简称PWP）是人类活动作用为主形成的,而MCA是自然外强迫作用为主形成的,本文利用PMIP3/CMIP5中的多个模式及其集合平均模拟结果,对比分析了PWP和MCA夏季北半球200 h Pa西风急流的位置和强度变化及对应的机制。结果显示,与MCA相比,PWP时期的西风急流在半球尺度上有一个向赤道偏移的趋势且强度增强。这是由于PWP较MCA南北纬度增温的不均匀性导致了温度梯度加强,从而加强北半球三个研究区域内的经向气压梯度,使得西风急流增强南移。同时,在动力学上,急流的增强还与Hadley环流的上升支增强有关。具体到三个研究区,欧亚大陆和太平洋上空的热力效应对急流有减弱作用,而这两个区域高空急流增强主要是动力作用大于热力作用导致的。北美地区上空急流的增强主要是由动力过程引起的。

关键词：气候模拟中全新世中世纪气候异常期小冰期现代暖期西风急流数据融合

西风急流的季节转换特征：希夏邦马峰达索普冰川6900m处实地观测

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科学通报 2011年第20期56卷 1642-1650页

作者：李生海姚檀栋田立德王朋岭中国科学院青藏高原研究所青藏高原环境变化与地表过程重点实验室北京100085 冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000 中国科学院研究生院北京100049 中国气象局国家气候中心北京100081

为了解极高海拔地区的气候特征和气候变化,2005年8月4日,在喜马拉雅山中段希夏邦马峰达索普冰川(28°23.04′N,85°43.72′E,海拔6900m)架设了一台自动气象站(AWS),对极高海拔地区的气候进行了连续自动观测.探讨了此AWS记录的一整年的... 详细信息

为了解极高海拔地区的气候特征和气候变化,2005年8月4日,在喜马拉雅山中段希夏邦马峰达索普冰川(28°23.04′N,85°43.72′E,海拔6900m)架设了一台自动气象站(AWS),对极高海拔地区的气候进行了连续自动观测.探讨了此AWS记录的一整年的观测结果,分析了风向、风速、气温、气压和湿度等指标.分析结果发现:该区自2005年10月10日至2006年4月21日期间受到西风急流的强烈影响,而5～9月受到印度季风的影响.西风急流的季节转换以各气象要素发生突变为特征.受西风急流的影响,研究区冬季风速极高,风速波动剧烈,多大风日.气温和气压波动剧烈,气温的日较差减小而气压的日较差增大.相对湿度和比湿剧减,空气干燥.夏季受印度季风的影响,相对湿度和比湿处于高值状态.此外,还分析了AWS所在位置的再分析资料,结果证实AWS所在位置在2005年10月10日至2006年4月21日期间受到西风急流的强烈影响,西风急流的季节转换是以各气象要素发生突变为特征的观测事实.

关键词：希夏邦马峰达索普冰川气象观测西风急流 ERA-Interim

8月中国登陆台风降水与对流层高层西风急流关系的初步研究

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热带气象学报 2016年第5期32卷 708-716页

作者：薛华星余锦华南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院江苏南京210044

采用中国气象局及美国台风联合警报中心整编的1954—2013年best-track热带气旋资料、中国大陆743站逐日降水数据和美国国家环境预报中心及大气研究中心(NCEP/NCAR)的再分析资料,研究登陆中国的台风降水特征及其与对流层高层西风急流的... 详细信息

采用中国气象局及美国台风联合警报中心整编的1954—2013年best-track热带气旋资料、中国大陆743站逐日降水数据和美国国家环境预报中心及大气研究中心(NCEP/NCAR)的再分析资料,研究登陆中国的台风降水特征及其与对流层高层西风急流的关系。结果表明:8月登陆台风降水对中国东南沿海地区的影响明显,福建、浙江的登陆台风降水占同期降水的30%左右,局部地区达到40%。基于降水与200 hPa纬向风的显著相关区定义的东亚西风急流指数(EAWJI),描述了西风急流位置的经向移动。EAWJI与台风降水具有显著的负相关,即EAWJI出现负异常时,急流位置偏北,中国登陆台风降水增加,反之急流位置偏南、降水减少。急流位置偏北,西太平洋台风活动区域的对流层纬向风出现东风异常,有利于台风登陆中国,且登陆位置较常年偏北,登陆台风数较常年偏多,台风登陆后维持时间较常年偏长;在中国大陆及东部沿海附近,纬向风垂直切变为异常的东风切变、对流层低层相对涡度增强及水汽输送增大均有利于台风登陆后的维持,从而使登陆台风降水增加。

关键词：登陆台风台风降水西风急流

近50年黄河流域夏季降水的时空变化及其与东亚副热带西风急流的关系

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高原气象 2015年第2期34卷 347-356页

作者：邵鹏程李栋梁王春学国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 四川省气候中心成都610072

基于1959-2008年黄河流域92个测站降水量和NCEP/NCAR再分析资料,研究黄河流域夏季降水的时空变化和周期特征,及其与东亚副热带西风急流的关系。结果表明,黄河流域夏季降水呈现由东南向西北逐渐减少的分布特点,其夏季降水的异常空间型主... 详细信息

基于1959-2008年黄河流域92个测站降水量和NCEP/NCAR再分析资料,研究黄河流域夏季降水的时空变化和周期特征,及其与东亚副热带西风急流的关系。结果表明,黄河流域夏季降水呈现由东南向西北逐渐减少的分布特点,其夏季降水的异常空间型主要有3种:全流域一致型,东南多(少)西北少(多)型,西南多(少)东北少(多)型。当夏季东亚副热带西风急流中心异常偏北(南)时,同期黄河流域中上游地区降水偏多(少),下游降水偏少(多);东亚副热带西风急流中心异常偏东(西)时,黄河流域上游降水偏多(少),中下游地区降水偏少(多)。

关键词：黄河流域夏季降水空间型西风急流

中国北方春季沙尘暴活动与高空西风急流变化的联系

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高原气象 2015年第5期34卷 1292-1300页

作者：李雪刘晓东中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061 中国科学院大学北京100049

利用1954-2007年中国国家气象信息中心提供的强沙尘暴序列数据集和美国国家环境预报中心与国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料,分析了30°N以北的中国北方沙尘暴活动与东亚高空西风急流变化的联系。结果表明,中国北方春季沙... 详细信息

利用1954-2007年中国国家气象信息中心提供的强沙尘暴序列数据集和美国国家环境预报中心与国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料,分析了30°N以北的中国北方沙尘暴活动与东亚高空西风急流变化的联系。结果表明,中国北方春季沙尘暴出现频数与亚洲大陆对流层高层200 hPa中纬度西风急流的位置和强度变化存在着密切的联系。这种关系在年际和年代际时间尺度上均得到体现,在多(少)沙尘暴活动年,急流轴位置比正常年偏北(南)。在研究时段内,沙尘暴活动呈现减少的趋势,同时高空西风急流表现出系统性南移趋势。这种相关性存在内在的联系,反映了高空西风急流轴位置变化对地面沙尘暴活动的影响:当春季200 hPa高空西风急流轴位置比正常偏南时,中国北边界至蒙古国一带的一个关键区(70°E-120°E,42.5°N-52.5°N)对流层高层西风显著减弱,该区高空急流减弱一方面通过动量下传造成沙尘源区低层西风减小,削弱沙尘暴产生所需的动力条件,另一方面使风切变和斜压性减小,不利于地面气旋的生成,从而使沙尘暴活动减少。

关键词：中国北方沙尘暴西风急流相关分析

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冬季东亚西风急流强度和南北位置的比较分析

第四纪研究 2015年第6期35卷 1545-1548页

作者：杨辉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

东亚西风急流的活动与中国天气气候有十分密切的关系,历来为气象学家所重视.东亚大气环流的季节转换[1]、中国大部分地区雨季的开始和结束[2]以及东亚夏季风异常[3,4]和长江中下游夏季降水[3,5]均与西风急流位置的南北移动以及强度变化... 详细信息

东亚西风急流的活动与中国天气气候有十分密切的关系,历来为气象学家所重视.东亚大气环流的季节转换[1]、中国大部分地区雨季的开始和结束[2]以及东亚夏季风异常[3,4]和长江中下游夏季降水[3,5]均与西风急流位置的南北移动以及强度变化有紧密的联系.冬季东亚西风急流与ENSO相比是更强的气候信号[6].副热带高空急流强度和南北位置发生变化有利于华北地区降水与长江流域和华南地区降水相反的变化[7].毛睿等[8]研究指出,影响北方降水的主要是急流的强度变化,而对南方降水急流南北位置的作用更为重要.西风急流强度与冬季风关系非常密切[8,9],而西风急流位置的南北移动与冬季风关系并不显著[8].

关键词：东亚大气环流西风急流强度变化冬季风位置夏季降水长江中下游天气气候