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索马里急流的年际变化及其对半球间水汽输送和东亚夏季降水的影响

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地球物理学报 2003年第1期46卷 18-25页

作者：王会军薛峰中国科学院大气物理研究所

利用美国国家环境预报中心和美国国家大气科学研究中心 (NCEP/NCAR)再分析月平均气候资料以及Xie和Arkin分析的月平均降水资料 ( 196 8～ 1998年 ) ,针对索马里低空急流 (SMJ)的年际变化及其对东亚夏季降水的影响问题展开了分析研究 .... 详细信息

利用美国国家环境预报中心和美国国家大气科学研究中心 (NCEP/NCAR)再分析月平均气候资料以及Xie和Arkin分析的月平均降水资料 ( 196 8～ 1998年 ) ,针对索马里低空急流 (SMJ)的年际变化及其对东亚夏季降水的影响问题展开了分析研究 .结果揭示 ,SMJ作为最主要的越赤道气流 ,对两个半球间水汽输送起最关键的作用 ,它把水汽从冬半球输送到夏半球 .夏季SMJ的年际变化有全球范围内的环流异常与之相联系 ,特别是东亚沿岸的波列状异常分布、南亚高压以及澳大利亚以南的偶极型异常分布 ;它也同春季的北印度洋等海区的海温异常有密切关系 .研究还表明 ,春季SMJ的年际变化对东亚夏季降水和大气环流有显著影响 ,由于SMJ影响的超前性 ,因此它在东亚夏季气候预测上有重要意义 .

关键词：年际变化水汽输送夏季降水索马里急流大气环流

双参数微物理方案在WRF单柱模式中的模拟检验和对比研究

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高原气象 2015年第4期34卷 890-909页

作者：梅海霞沈新勇王卫国黄伟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气象灾害教育部重点实验室南京210044 江苏省气象科学研究所南京210009 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 美国国家海洋大气总署环境预测中心美国马里兰20746

利用耦合Milbrandt 2-mon(MY)和Morrison 2-mon(MOR)两种双参数微物理方案的WRF中的单柱模式,对TWP-ICE(Tropical Warm Pool International Cloud Experiment)试验期间的个例进行数值模拟。通过与观测资料和云分辨率模式的模拟结果进行对比发现:两种双参数微物理方案能较好地模拟出TWP-ICE期间热带云系的宏观和微观的特征。模拟的降水率、地表向下长波辐射和大气顶向外长波辐射的量级、时间演变趋势与观测相一致;总的液相和冰相水凝物的垂直分布以及随时间的演变特征总体与观测以及云分辨率模式的结果也较接近。在整个时期,两种方案水云中的雨滴宏观和微观特征差异较小,而云滴混合比在两种方案之间的差别显著;冰晶对冰云的贡献在MY方案中占据主导地位,而MOR方案中雪在冰云中扮演的角色相比于在MY方案中更为重要。微观上与MY方案相比,MOR方案中的云滴是由数量更大的小云滴构成,但冰晶却是由数量较少的大冰晶粒子构成。微物理过程转换率的区别是造成两种方案冰云宏观分布特征差异的主要原因。与冰晶和雪有关的微物理过程转换分析表明:活跃期两种方案中与冰晶有关的主要微物理转换项有冰晶的凝华增长、冰晶向雪的自动转化、冰晶被雪碰并以及冰晶的沉降过程。而雪主要的转换项包含沉降和凝华过程等,其中MY方案中雪的主要转换项更为丰富。该时期两种方案冰晶和雪的主要微物理转换项的垂直分布以及量级特征的差异同冰云的宏观分布相一致。季风抑制期,两种方案中冰晶主要的源汇项包括凝华增长和沉降过程。MY方案中凝华凝冻核化也是主要的源汇项之一。抑制期MOR方案中高空的雪发展较强,参与的微物理过程较MY方案更为丰富,主要转换项比MY方案高出约一个量级。

关键词：单柱模式双参数冰晶雪微物理

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风影响夏季长江冲淡水扩展的数值模拟研究

海洋学报 2013年第1期35卷 25-37页

作者：刘宝超李建平冯立成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北京100029 中国科学院研究生院北京100049 国家海洋环境预报中心北京100081

基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)数值模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型,用于研究风对夏季长江冲淡水扩展的影响。基于实测资料的验证结果表明,模型能够比较真实的反映潮汐、海流、温度和盐度的变化过程。... 详细信息

基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)数值模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型,用于研究风对夏季长江冲淡水扩展的影响。基于实测资料的验证结果表明,模型能够比较真实的反映潮汐、海流、温度和盐度的变化过程。敏感性试验的结果显示,风对夏季长江冲淡水的扩展有着非常显著的影响。在Ekman输送的作用下,长江冲淡水将向风向的右侧扩展。5m/s风速下,东风、东南风、南风和西南风4个风向下的冲淡水明显向外海扩展,而西风、西北风、北风和东北风下的冲淡水都被限制在近岸水域。Ekman输送的强度随风速增强而增强,冲淡水向风向右侧的扩展也越来越明显。舌轴区因为层结明显,湍流活动相对较弱,对风能量的耗散相对较小,所以相同的风速增量对舌轴区表层水的加速作用最强,这导致更多的淡水经由舌轴区输送,使得淡水舌宽度随风速的增加而变窄。对长江口海域表面风的气候统计分析表明,上述数值试验结果能够很好的解释气候态下长江冲淡水扩展方向与表面风变化的关系。

关键词：冲淡水风 Ekman输送长江口 EFDC

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胶州湾海岸线历史变迁的分形分析

海洋科学进展 2009年第4期27卷 495-501页

作者：叶小敏纪育强郑全安吴永森华锋林治术国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 马里兰大学海洋与大气科学系美国20742 青岛市海洋环境监测预报中心山东青岛266071

使用网格法以1987—2006年间5景经过精确校正的Landsat-TM遥感图像为基本资料,计算出了胶州湾海岸线的分形维数,其值为1.0901(1987年),1.0903(1992年),1.0829(1997年),1.0762(2003年)和1.0801(2006年)。结果表明,1987—2006年胶州湾海岸线分形维数先后经历了缓慢增大、减小、再增大的三个变化阶段。胶州湾较大规模的海岸工程是其岸线分形维数减小的主要原因,而较小规模的海岸工程和自然过程则是其分形维数增大的原因。

关键词：胶州湾海岸线分形维数遥感

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北极超强气旋活动及其大气环流特征

海洋学报 2021年第7期43卷 114-124页

作者：丁瑞昌黄菲物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋高等研究院山东青岛266100 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 宁波大学宁波市非线性海洋和大气灾害系统协同创新中心浙江宁波315201

北极极端气旋过程能够反映北极气候变化特征并对北极水文气象要素的调节具有重要影响,其活动及大气环流形势特征值得关注。利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)与美国国家大气研究中心(Natio... 详细信息

北极极端气旋过程能够反映北极气候变化特征并对北极水文气象要素的调节具有重要影响,其活动及大气环流形势特征值得关注。利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)与美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)提供的逐日再分析资料定义北极超强气旋(Arctic Super Cyclone,ASC)过程,结合美国国家冰雪数据中心(National Snow and Ice Data Center,NSIDC)基于NCEP/NCAR再分析资料追踪识别的北半球气旋及特征资料,分析了ASC的活动特征及其大气环流特征。结果表明:判别ASC的北极最低气压5%阈值具有显著的冬季低夏季高的单峰型季节变化特征,冬季ASC的强度远强于夏季;ASC多从大西洋扇区经北欧海-巴伦支海-喀拉海输入到极区,也存在少部分极区原生或太平洋扇区输入;ASC多生成于两大洋急流轴或急流出口区北侧,极少数生成于大陆或中低纬度,且绝大多数在极区消亡难以回到中纬度。极区原生ASC频数占总数约1/3,整体没有显著增减趋势,但长生命史ASC频数以0.49次/(10 a)的趋势增多,表明其持续时间增长。ASC频数与北极涛动(Arctic Oscillation,AO)在冬季相关性很好,其大气环流形势回归场中极区海平面出现低压低温异常,高空极涡加深且两大洋急流偏北,中纬度急流主轴偏弱;ASC的生成发展不仅有利于AO向正位相转变,同时AO正位相下也有利于ASC活动的增强,ASC活动是AO位相变化的潜在指标。

关键词：北极超强气旋极端风暴北极涛动

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近40年全球海洋热浪的时空特征和机制

海洋预报 2023年第6期40卷 90-101页

作者：许强陈幸荣王海燕刘珊何越厦门大学海洋与地球学院福建厦门361102 国家海洋环境预报中心北京100081 自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室国家海洋环境预报中心北京100081

基于1982—2021年美国国家海洋和大气管理局日最优插值海表温度资料,采用最小二乘回归、经验正交函数和相关分析等统计方法,分析了全球海洋热浪的时空特征和机制。结果表明:在过去的40年里,伴随平均海表温度的逐年上升,海洋热浪的发生... 详细信息

基于1982—2021年美国国家海洋和大气管理局日最优插值海表温度资料,采用最小二乘回归、经验正交函数和相关分析等统计方法,分析了全球海洋热浪的时空特征和机制。结果表明:在过去的40年里,伴随平均海表温度的逐年上升,海洋热浪的发生频率、平均强度、最大强度、累积强度、持续时间和总天数都呈现上升趋势。基于对海洋热浪强度分类的分析进一步发现,不同强度类别的年平均海洋热浪日呈非均匀区域性分布特征,且中等强度的海洋热浪天数最多。历史基准期的选择会影响海洋热浪的气候态和阈值,是海洋热浪检测的一个重要问题。我们对去倾(全球变暖趋势)后的海洋热浪总天数进行经验正交函数分析发现,除全球变暖外,太平洋年代际振荡和厄尔尼诺-南方涛动对海洋热浪的年际特征起着主导作用。

关键词：海表温度海洋热浪太平洋年代际振荡厄尔尼诺-南方涛动

台风Krovanh(0312)及其台风浪的数值模拟

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热带气象学报 2007年第6期23卷 673-678页

作者：魏晓琳李江南姚才林文实王安宇冯瑞权中山大学季风与环境研究中心/大气科学系广东广州510275 广西气象减灾研究所广西南宁530022 澳门地球物理暨气象局

利用美国NCAR／PSU的中尺度气象模式MM5和第三代海洋风浪模式WAVEWATCHⅢ（WW3）对台风Krovanh（0312）及其引起的台风浪过程进行了数值模拟试验。与观测对比表明：利用三维变分同化技术改进初始场后，MM5模式能够较好地模拟台风的登陆... 详细信息

利用美国NCAR／PSU的中尺度气象模式MM5和第三代海洋风浪模式WAVEWATCHⅢ（WW3）对台风Krovanh（0312）及其引起的台风浪过程进行了数值模拟试验。与观测对比表明：利用三维变分同化技术改进初始场后，MM5模式能够较好地模拟台风的登陆过程，强度变化及移动路径。利用MM5输出的10m风场驱动海浪模式，WW3模式能较好地模拟出海浪中心的位置，但强度较TOPEX／Poseidon（T／P）卫星高度计观测的浪高偏低23％．33％；台风登陆时模拟的风暴潮的强度和空间分布特征与实际海况较为一致。对风场和海浪的分析表明：在空间分布上，海浪分布与台风的中心位置和强度密切相关，当最大风速中心位于台风的右方时，有效浪高中心出现在大风区的下风方；在时间变化上，深水风浪阶段有效浪高相对于海表面最大风速有明显的滞后相关，以滞后4个小时的相关系数最高，达到0.53，之后相关系数逐渐变小，而浅水风浪阶段，由于相对水深变浅，虽然风速少变，但有效浪高随相对水深的减小而迅速增大，登陆时有效浪高迅速减小，与以往研究的结果相一致。

关键词：中尺度气象模式海浪模式数值模拟

我国东部梅雨期降水的年际和年代际变化特征及其与大气环流和海温的关系

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大气科学 2012年第2期36卷 397-410页

作者：马音陈文冯瑞权梁嘉静梁永权中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049 澳门地球物理暨气象局

基于我国160站59年(1951～2009年)的月降水观测资料、美国气象环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料和Hadley中心的海表温度(Sea Surface Temperature,简称SST)资料,对我国东部(100°E以东,15°N～40°N)梅雨期(... 详细信息

基于我国160站59年(1951～2009年)的月降水观测资料、美国气象环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料和Hadley中心的海表温度(Sea Surface Temperature,简称SST)资料,对我国东部(100°E以东,15°N～40°N)梅雨期(6月和7月)降水的时空变化特征进行了分析,结果发现:我国梅雨期降水主要表现为长江—华南反位相变化型和江南一致变化型两个模态。通过波谱分析的方法将梅雨期降水量变化中的年际(周期部分)和年代际(周期≥8年的部分)两种时间尺度进行分离,对这两种时间尺度上降水的时空变化规律分别进行分析,结果发现:无论是在年际还是年代际时间尺度上,我国东部梅雨期降水都主要表现为长江—华南反位相变化型和江南一致变化型,其中长江—华南反位相变化型有明显的年际和年代际变化,而江南一致变化型则主要表现为年代际变化。进一步对与这两种不同时间尺度相联系的大气环流和海温异常进行分析,结果发现:与长江—华南反位相变化型相联系的大气环流异常在年际时间尺度上表现为欧亚大陆中高纬的双阻型,从低纬到高纬"+-+"的经向波列分布,东亚副热带急流显著增强;在年代际时间尺度上表现为欧亚大陆一致的正位势高度异常,副热带高压增强北抬。海温异常在年际时间尺度上主要是前期日本附近海域和印度洋海区以及同期南海附近海域的正海温异常;在年代际时间尺度上主要是同期北太平洋中部"马蹄形"的负海温异常。与江南一致变化型相联系的大气环流异常在年际时间尺度上表现为欧亚大陆中高纬的东阻型,东亚沿岸从低纬到高纬"+-+"的经向波列分布;在年代际时间尺度上表现为大陆低压显著减弱,东亚副热带急流减弱南移。海温异常在年际时间尺度上主要是前期北太平洋的负海温异常和澳大利亚东部沿岸的正海温异常,以及同期南海附近海域的正海温异常;在年代际时间尺度上主要是前期东亚沿岸海域以及同期南海、热带西太平洋海区的正海温异常。

关键词：梅雨期降水年际变化年代际变化大气环流异常海温异常

北大西洋多年代际振荡正、负位相期间欧亚夏季副热带波列季节内活动特征及与印度降水的联系

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大气科学 2018年第5期42卷 1067-1080页

作者：孙雪倩李双林孙即霖洪晓玮中国科学院大气物理研究所/中国科学院气候变化研究中心北京100029 中国海洋大学海洋与大气学院青岛266100 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国地质大学大气科学系武汉430074

利用美国国家环境预测中心与国家大气研究中心(NCEP/NCAR)逐日再分析资料,针对北大西洋多年代际振荡(AMO)两个不同位相,对逐候200 h Pa经向风异常进行EOF分析,发现在AMO正、负位相期间,欧亚副热带波列的季节内活动存在明显差异。利用超... 详细信息

利用美国国家环境预测中心与国家大气研究中心(NCEP/NCAR)逐日再分析资料,针对北大西洋多年代际振荡(AMO)两个不同位相,对逐候200 h Pa经向风异常进行EOF分析,发现在AMO正、负位相期间,欧亚副热带波列的季节内活动存在明显差异。利用超前—滞后回归,对比了不同AMO位相下副热带波列及其相联系的印度夏季降水的季节内活动演变特征,分析有关的大气环流,探究波列影响降水的机制。结果表明:在AMO负位相期间,由格陵兰岛以南北大西洋经大不列颠岛、地中海、黑海—里海向南亚北部传播的副热带波列的季节内演变,在印度中部引起下沉,导致中部及西北部季节内降水减少,波列负位相相反;在AMO正位相期间,副热带波列西起冰岛以南北大西洋经丹麦南部、俄罗斯西部、中亚向南亚东北部传播,对应该波列的季节内演变,辐合上升区在印度中部和东西两侧,使得该区域季节内降水增加,波列负位相相反。于是,AMO通过调制夏季欧亚副热带波列的季节内活动,可以对印度夏季降水的季节内变化空间型及演变发挥显著影响。

关键词：北大西洋多年代际振荡波列季节内变化印度夏季降水