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冬季hadley环流与热带海表面温度的关系及其对中国气候的影响

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兰州大学学报(自然科学版) 2023年第5期59卷 628-637,646页

作者：文琦李旭李艳刘抗兰州大学大气科学学院兰州730000 甘肃省气象服务中心兰州730020

利用1979-2021年全球海表面温度(SST)、气象再分析资料等数据,探讨冬季hadley环流(HC)的变率及其与热带SST异常的关系,研究其对中国同期降水量和气温的影响.结果表明,HC的EOF_(1)模态(46.2%)是上升支在10°S左右的主体位于北半球的非对... 详细信息

利用1979-2021年全球海表面温度(SST)、气象再分析资料等数据,探讨冬季hadley环流(HC)的变率及其与热带SST异常的关系,研究其对中国同期降水量和气温的影响.结果表明,HC的EOF_(1)模态(46.2%)是上升支在10°S左右的主体位于北半球的非对称模态,包含年代际和年际变率.年代际变率与印度洋(20°S~20°N,50°~90°E)SST南北不均匀增暖趋势有关(南半球大于北半球);年际变率与El Ni?o事件下印度洋(10°S~10°N,50°~90°E)异常SST经向梯度沿正方向为0的位置出现在南半球有关.EOF_(2)模态(16.7%)是关于赤道对称模态,仅体现年际变率,与El Ni?o事件下热带东太平洋(180°E~90°W)异常对称的经向热力结构有关.两个主模态与中国同期降水量和气温均呈正相关.在EOF_(1)(EOF_(2))模态影响下,中国东南沿海地区(南方地区东南部)降水偏多,与110°~120°E异常反环流有关.EOF_(1)模态下,中国西北-中部地区存在气温正距平,与下沉运动的绝热加热效应关系密切.EOF_(2)模态下,中国气温也为正距平,但温度异常不显著.

关键词： hadley环流年代际及年际变率热带海表面温度异常气候影响

hadley环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系

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地球物理学报 2006年第5期49卷 1271-1278页

作者：周波涛王会军中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心

利用NCEP/NCAR再分析风场资料和NOAA海表温度(SST)资料,分析了冬、夏季hadley环流的变化特征及其与热带海温在年际、年代际尺度上的关系.结果表明,冬季北半球hadley环流强度具有明显的年际和年代际变化,同时还呈现出明显的增强趋势.伴随... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析风场资料和NOAA海表温度(SST)资料,分析了冬、夏季hadley环流的变化特征及其与热带海温在年际、年代际尺度上的关系.结果表明,冬季北半球hadley环流强度具有明显的年际和年代际变化,同时还呈现出明显的增强趋势.伴随着hadley环流的加强,环流中心位置南移,高度上升;夏季南半球hadley环流变化主要表现为强、弱、强的年代际振动,没有明显的线性趋势.研究还显示冬季hadley环流与Nino3区SST正相关,这种相关性具有年代际变化特征.年际尺度上,冬季北半球hadley环流与Nino3区SST正相关;夏季南半球hadley环流与Nino3区SST负相关,即当赤道中东太平洋SST异常偏暖(冷)时,冬、夏季hadley环流变强(弱).

关键词： hadley环流年际变化年代际变化热带海温

hadley环流的双层结构及其年代际演变特征

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热带气象学报 2016年第2期32卷 207-218页

作者：成剑波胡淑娟丑纪范兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

利用1948—2011年NCEP/NCAR月平均水平风场资料,采用全球大气环流的三型分解等方法,研究了hadley环流的双层结构及其年代际演变特征。结果表明：（1）hadley环流双层结构客观存在,且4、5、6、10、11月南半球hadley环流双层结构长期存在;... 详细信息

利用1948—2011年NCEP/NCAR月平均水平风场资料,采用全球大气环流的三型分解等方法,研究了hadley环流的双层结构及其年代际演变特征。结果表明：（1）hadley环流双层结构客观存在,且4、5、6、10、11月南半球hadley环流双层结构长期存在;（2）南半球hadley环流双层结构较北半球更加明显,双层结构在垂直方向上呈现倾斜状,对hadley环流强度和中心位置的变化进行研究时,应考虑双层结构的影响;（3）4、5、6、10、11月南半球hadley环流强度随时间都呈现强弱强的年代际演变特征,各个月份环流强度都存在20-30年和40-60年时间尺度的周期;（4）4、5、6、10、11月南半球环流中心位置（双层结构平均位置）随时间一致地表现为向南移动,各个月份环流中心分别向南移动了5.18°、2.11°、2.50°、1.79°、5.76°,平均向南移动了3.47°。

关键词：全球大气环流的三型分解 hadley环流双层结构年代际变化

hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系

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热带气象学报 2018年第3期34卷 410-418页

作者：李琼郭世昌黎祖贤唐林汪玲丁莉湖南省人工影响天气领导小组办公室湖南长沙410007 云南大学大气科学系云南昆明650091

利用最新的NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及ECMWF的逐月多层臭氧质量混合资料,通过定义hadley环流上升支强度指数(HAI),用质量流函数的方法研究了纬圈平均hadley环流上升支的演变特征及其与低纬地区不同层次大气臭氧变化的关系。结果表明... 详细信息

利用最新的NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及ECMWF的逐月多层臭氧质量混合资料,通过定义hadley环流上升支强度指数(HAI),用质量流函数的方法研究了纬圈平均hadley环流上升支的演变特征及其与低纬地区不同层次大气臭氧变化的关系。结果表明,(1)冬季和夏季HAI较大,最大值出现在2月和8月,春、秋季HAI较小,最小值出现在5月和11月;hadley环流上升支的位置随季节和强度变化;冬季hadley环流上升支所跨纬度最宽,夏季最窄。(2)各季节代表月份的HAI具有一定的年代际特征,即1月、4月具有负距平-相持-正距平的年代际特征,线性增强趋势明显;7月、10月则表现为距平的正-负-正变化,但7月HAI在2012年以后有明显减弱趋势。总体上各季节HAI从1990年代中后期开始逐渐增强。(3)除春季外,hadley环流上升支对低纬对流层臭氧的动力输送作用显著,hadley环流上升运动越强,上升支所对应纬度带对流层臭氧浓度越低,南北两个下沉区对流层臭氧浓度越高。(4)HAI表现为强指数年时,低纬对流层臭氧整体表现为增加,平流层中下部臭氧减少,体现出彼此的长期综合影响。

关键词：大气物理学 hadley环流质量流函数臭氧质量混合比动力输送

hadley环流上升支特征及其与东亚臭氧变化的关系

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云南大学学报（自然科学版） 2008年第3期30卷 269-275页

作者：郭世昌李琼戴敏刘佳周泓吕达仁云南大学大气科学系云南昆明650091 中国科学院大气物理研究所 LAGEO北京100029

利用NCEP/NCAR再分析风场资料和TOMS臭氧总量资料以及ECMWF臭氧混合比资料,用叠加计算方案分析了1992～2002年整10 a的平均经圈环流（MMC）气候态特征;在此基础上定义了hadley环流上升支强度指数（HAI）,研究hadley环流上升支与东亚地... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析风场资料和TOMS臭氧总量资料以及ECMWF臭氧混合比资料,用叠加计算方案分析了1992～2002年整10 a的平均经圈环流（MMC）气候态特征;在此基础上定义了hadley环流上升支强度指数（HAI）,研究hadley环流上升支与东亚地区臭氧的相关关系.结果表明：南、北半球的2个hadley环流圈的公共上升支具有明显的季节特征;冬、夏HAI（WHAI/SHAI）均表现出明显的年变化,WHAI在2月最强,SHAI在8月最强,WHCI与其所处高度的负相关性较夏季好.分析还指出,hadley环流上升强度越强,同期东亚相对应的hadley环流上升极值高度处对流层臭氧浓度越小.

关键词： hadley环流臭氧混合比平均经圈环流质量流函数

hadley环流变化与白令海海冰异常的关系

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科学通报 2007年第18期52卷 2194-2198页

作者：周波涛王会军中国气象局国家气候中心北京100081 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

利用NCEP/NCAR再分析资料和hadley中心提供的海冰资料,分析了3～4月hadley环流(HC)变化和白令海海冰异常之间的联系,发现HC与白令海海冰面积之间具有显著的反相关关系,HC偏强(弱)对应着白令海海冰减少(增加).进一步分析了HC与白令海海... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料和hadley中心提供的海冰资料,分析了3～4月hadley环流(HC)变化和白令海海冰异常之间的联系,发现HC与白令海海冰面积之间具有显著的反相关关系,HC偏强(弱)对应着白令海海冰减少(增加).进一步分析了HC与白令海海冰联系的大尺度环流背景.结果表明,当HC处于正位相时,阿留申低压位置偏西,北太平洋东部盛行异常偏南气流,白令海地区气温偏高,这种大气环流条件和热力状况都不利于白令海海冰的形成,因此白令海海冰面积减少,反之亦然.研究还揭示,东亚-北太平洋-北美(ANA)遥相关波列可能是联系低纬度HC和高纬度白令海地区大气环流及海冰变化的一个重要纽带.

关键词： hadley环流白令海海冰大气环流遥相关

春季hadley环流异常对夏季西北太平洋热带气旋频数影响的数值模拟试验

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地球物理学报 2009年第12期52卷 2958-2963页

作者：周波涛崔绚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 中国气象局国家气候中心北京100081 中国气象局国家气象中心北京100081

观测事实揭示出春季hadley环流与夏季西北太平洋热带气旋频数之间存在显著的负相关关系.由春季hadley环流异常引起的西北太平洋地区夏季纬向风垂直切变、大气辐合辐散等的异常变化是这一关系存在的内在原因.本文通过数值试验对这一关系... 详细信息

观测事实揭示出春季hadley环流与夏季西北太平洋热带气旋频数之间存在显著的负相关关系.由春季hadley环流异常引起的西北太平洋地区夏季纬向风垂直切变、大气辐合辐散等的异常变化是这一关系存在的内在原因.本文通过数值试验对这一关系的真实性进行了验证,即利用中国科学院大气物理研究所发展的9层大气环流模式(IAP9L-AGCM)模拟了春季hadley环流异常偏强情景,并分析了该情景下影响西北太平洋热带气旋生成的环境场的响应.结果表明,在春季hadley环流偏强情景下,夏季西北太平洋地区纬向风垂直切变幅度加大,低空大气异常辐散,高空大气异常辐合,东亚夏季风减弱,这种环流背景不利于热带气旋生成和发展,因此,西北太平洋热带气旋频数异常偏少.数值模拟结果与已有的诊断结果相吻合,进而证实了春季hadley环流与夏季西北太平洋热带气旋频数负相关关系的存在.因此,春季hadley环流信号可以用于西北太平洋热带气旋活动的气候预测。

关键词： hadley环流西北太平洋热带气旋频数数值模拟纬向风垂直切变辐合辐散东亚夏季风

全球变暖背景下春季hadley环流与东亚夏季风环流年际对应关系的多模式预估

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地球物理学报 2012年第11期55卷 3517-3526页

作者：周波涛国家气候中心北京100081 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

观测事实揭示,春季hadley环流在年际时间尺度上与东亚夏季风环流和降水具有密切联系.在未来全球变暖背景下,春季hadley环流与东亚夏季风环流和降水的这种年际关系是否会发生变化?针对该问题,本文在评估的基础上选取五个气候模式,分析了... 详细信息

观测事实揭示,春季hadley环流在年际时间尺度上与东亚夏季风环流和降水具有密切联系.在未来全球变暖背景下,春季hadley环流与东亚夏季风环流和降水的这种年际关系是否会发生变化?针对该问题,本文在评估的基础上选取五个气候模式,分析了A1B排放情景下春季北半球hadley环流年际变率的未来变化及其与东亚夏季风环流和降水的年际关系.多模式集合(MME)预估结果表明,在全球变暖背景下,与20世纪末期(1970—1999年)相比,到21世纪末期(2070—2099年),春季北半球hadley环流的年际变率强度将减弱,减弱幅度达32%.随着春季hadley环流年际变率的减弱,其与夏季西太平洋副热带高压和东亚夏季风强度的联系将变弱.MME模拟结果还显示,春季hadley环流与夏季东亚西风急流和降水的关系也降低,但各单个模式间存在较大差异.

关键词： hadley环流东亚夏季风环流年际变率预估

耦合气候系统模式FGOALS-s2海洋数据同化试验模拟的冬季hadley环流长期变化趋势

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科学通报 2018年第4期63卷 452-460页

作者：孙咏周天军吴波中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)北京100029 中国科学大学地球科学学院北京100049

分析了中国科学院大气物理研究所近期气候预测系统DecPreS的初始化试验的模拟结果,该试验本质上是基于耦合气候系统模式FGOALS-s2的海洋数据同化试验.海洋数据同化方案采用了集合最优差值(ensemble optimal interpolation,EnOI)和分析... 详细信息

分析了中国科学院大气物理研究所近期气候预测系统DecPreS的初始化试验的模拟结果,该试验本质上是基于耦合气候系统模式FGOALS-s2的海洋数据同化试验.海洋数据同化方案采用了集合最优差值(ensemble optimal interpolation,EnOI)和分析增量更新(incremental analysis update,IAU)相结合的方案.该研究把同化试验与该模式参与第五次"国际耦合模式比较计划"(CMIP5)的历史气候模拟试验(简称历史试验)结果进行了比较,重点研究海温被观测约束的同化试验对NCEP/NCAR再分析资料揭示的北半球冬季hadley环流增强趋势的再现能力.结果表明,历史试验模拟的北半球冬季hadley环流在热带地区存在虚假减弱趋势,同化试验有效地改进了上述偏差,模拟的hadley环流在5°~15°N呈显著增强趋势,与再分析资料更为接近.同化方案有效改进了对北太平洋和赤道东太平洋海温变化趋势的模拟能力,使得模拟的海温梯度变化更趋合理,最终令hadley环流变化较之历史试验更接近再分析资料.

关键词： hadley环流长期趋势 FGOALS模式海洋数据同化