鲍学俊[1]2004年在《梅雨过程及其与环流关系的初步研究》文中研究说明本文主要应用中国长江中下游17站降水和NCEP的逐日的500hPa高度场资料，在研究了现有的一些梅雨标准之后，选定了相对可信的梅雨标准并确定了梅雨的起始日期。文章着重探讨分析了梅雨期的系统特征及如何改进梅雨标准、梅雨期大气环流的影响过程、梅雨期的降水场分布特点以及梅雨期降水场与高度场的相关特征。结果表明：1)在年代际时间尺度上副热带高压增强，可用582线代替副高脊线作为判断梅雨形势的参考标准。2)长江中下游梅雨期的降水主要存在叁个基本地区，且在时间变化上与梅雨期的出现有着明显对应关系，80年代末，长江中下游梅雨的降水特点发生了改变。3)初夏长江中下游雨带的开始日、结束日都有明显的年代际变化特征。长江中下游降水对应于欧亚大陆的位势高度正异常，长江中下游降水与北大西洋中高纬度和西太平洋暖池SST的年代际变率有关。4)梅雨期长江中下游降水多寡与前期4、5月南半球环流存在联系，当4、5月南太平洋中高纬度地区经向环流较为明显，南极涡偏强时，长江中下游地区梅雨期降水易偏多；反之，当4、5月南太平洋中高纬度地区纬向气流较为明显，高纬度西风较弱，南极涡偏弱时，长江中下游地区梅雨期降水易偏少。年际时间尺度上，4—5月平均的AAO指数与6—7月长江流域降水的相关系数为0.31，达到95％置信水平。前期AAO偏强时，后期6—7月长江流域降水将增加，反之亦然。前期AAO的变化通过影响后期夏季西北太平洋副高的强度和位置，引起中国夏季风雨带位置的南北偏差。5)初步确定了一个影响梅雨的同期环流过程。当南半球南印度洋—澳大利亚中高纬度地区纬向(经向)环流发展时，通过一系列的环流过程影响，长江中下游梅雨期降水偏多(偏少)。6)发现了影响梅雨的最主要的遥相关型(EAP、EU和WP)，代表站点的降水模态特点也与梅雨的典型的分布相同：主要降水集中在沿海，受副高影响，梅雨后期雨带西伸北抬。当梅雨强度增大时，梅雨西北部的大陆低压加强而西太平洋副热带高压减弱。这些研究结果是对梅雨在1953—2000之间的变化做了一个小结，得出的一些结论还有待今后从动力学原理上加以阐明。
王允[2]2008年在《东亚夏季风季节内振荡及其与长江流域旱涝之间的联系》文中认为季节内振荡是短期气候预测研究的一个重要方向。很多工作探究了热带和中纬度的东亚夏季风环流的季节内振荡特征，探究了我国夏季长江流域降水的季节内变化，以及环流的季节内振荡与长江流域降水之间的关系，但以往工作大多是对个例的分析，不够全面，其中尚有很多需要深入研究的问题。本文旨在系统研究东亚夏季风区ISO的结构、传播、年际变化，以及它与长江流域降水之间的关系。根据NCEP/NCAR全球2.5°*2.5°网格逐日再分析资料，国家气象局提供的中国730站日降水资料，利用小波分析（Wavelet analysis）和LANCZOS滤波方法，系统探讨了1979-2005年夏季东亚季风区季节内振荡的传播特征及其对长江流域夏季降水的影响，探究了大气环流系统在其中所起的作用。分析结果显示，夏季东亚季风区有10-20天和30-60天两种周期的低频振荡。对两种振荡的特征作了系统分析和比较，并选取个例年分析，一方面证明了合成分析的结论，另一方面说明了振荡和长江流域旱涝之间的联系。并探讨了大气环流系统在低频振荡中所起的作用。本研究拓宽并且加深了对东亚夏季风区的季节内振荡规律的认识。论文的主要结论如下：（1）东亚夏季风指数的小波分析表明，夏季东亚季风区存在显着的10-20天和30-60天两种低频振荡周期，根据两种振荡型各年所占的方差比，将1979-2005年夏季东亚季风区ISO的逐年变化特征分为30-60天振荡型和10-20天振荡型。两种振荡型与长江流域夏季降水的多寡没有严格的一一对应关系，也就是说，30-60天振荡显着年，长江流域降水可能多、也可能少，同样现象也发生在10-20天振荡显着年。（2）两种振荡型的周期合成分析表明：850hPa风场上的低频波在南海北部和西太平洋地区以反气旋/气旋性的距平环流形式交替出现，10-20天振荡型多以南北向、30-60天振荡型多以东西向向我国东南沿海传播，反映了西太平洋副高进入或退出南海，这种低空环流型与200hPa高空环流型相耦合，调制着南亚高压东伸或西退，形成了有利（不利）长江流域降水的形势。30-60天ISO和长江流域同纬度太平洋、北方气流、低纬度低频系统等存在广泛联系；10-20天ISO是热带扰动向中纬度的传播。（3）30-60天振荡型反映了梅雨锋的建立与消亡，及其与季风槽区反相的特征。最明显的特征是，在850hpa菲律宾以东的低频气旋（反气旋）西北传，先北传到北纬30度，与长江流域同纬度西移过来补充的ISO合并，然后共同西移影响长江流域。30-60天ISO是对西太平洋副热带高压西伸进入南海或东撤退出南海的低频变化以及中高纬度北方气流的低频活动的响应。（4）10-20天振荡型反映了低纬度地区的活动影响，特别是热带西太平洋夏季风ISO系统的北传。最典型的特征是，在低层850hpa，西北太平洋上的低频反气旋（气旋）西北向传播。长江中下游同纬度太平洋上并未有低频系统西传而来，这是与30-60天振荡型所不同的，也就是说10-20天振荡型属于热带扰动传播的结果，更多地表现出经向活动特征。（5）1998年夏季两次很明显的ISO过程中，活动峰值位相均有低频气旋控制长江流域，并且这些低频气旋是西太平洋或者南海的低频气旋和中纬度太平洋西移补充来的低频气旋合并西移影响长江流域的；1988年夏季同样属于30-60天模态年，但它的两次ISO过程中，影响长江流域的低频系统皆来自于中高纬度，经向活动略微明显。另外1998年的第二次ISO同第一次相同，使得出现二度梅。1988年的第二次ISO中，并没有低频系统从长江流域同纬度太平洋上西移而来，并且中纬度低频系统活动明显，使得副高偏北，不利于长江流域降水。（6）1996年夏季的第二个、第叁个ISO周期过程中的活动峰值位相，均有低纬度北传的低频气旋控制长江流域，并且中高纬的配置有利于北方气流南下；1981年夏季同样属于10-20天模态年，但它的第二、第叁个ISO过程中，活动峰值位相控制长江流域的低频系统是由中高纬度南下气流切变形成而来，并且中高纬的配置不利于北方气流南下以及锋区的位置偏南。这样的来源不同、配置不同的低频系统，带来不同的降水，使得同样是10-20天模态年的1996和1981，却一年偏涝，一年偏旱。
赵玉春[3]2007年在《热带扰动引发华南前汛期暴雨的机理研究》文中认为利用多种观测资料，通过天气学分析、位涡反演、动力学和热力学诊断，并结合中尺度数值模式WRF进行数值模拟和敏感性试验，对一次热带扰动引发的华南前汛期暴雨典型个例进行了细致的研究，探讨了热带扰动及其伴随着的深厚湿对流系统的动力热力结构、热带扰动发展的物理原因以及暴雨的形成机制。结果发现：(1)热带扰动中心为高假相当位温结构、辐合和涡旋特征主要位于对流层低层、正涡度柱和非绝热加热柱向北倾斜，加热柱两侧存在热力直接或间接的中尺度次级环流，低层辐合区和上升运动区位于热带扰动的北侧或东北侧。深厚湿对流发生在扰动系统的北侧或东北侧，强上升气流在对流层中下层从东南向西北倾斜上升，达到对流层高层之后以西南气流的形式向外辐散。湿对流系统在700-400hPa平均气流的动力引导下向下游移动。(2)大气内部动力过程并不能导致热带扰动快速发展，而非绝热加热才是热带扰动和暴雨中尺度系统发展的主要物理机制。降水凝结加热反馈对热带扰动系统发展和暴雨的形成最为重要，其次为边界层过程加热，地面热通量的作用次之，辐射的直接加热作用最小。(3)非绝热物理过程对热带扰动发展影响的主要物理途径为：非绝热加热制造了对流层中、低层(边界层)的位涡，使对流层中、低层高度场降低，对流层中高层高度场升高，形成对流层中低层中尺度低压和中高层中尺度高压的耦合发展，中低层辐合的气旋性环流和中高层辐散的反气旋性环流相配合，在对流降水区强迫出上升运动，使热带扰动系统进一步发生发展。(4)热带扰动引发华南前汛期暴雨的物理机制为：在有利的天气尺度背景条件下，对流层低层南支槽区的正涡度分离影响南海热带洋面(或南海热带洋面有残留的正涡度扰动)，在南海北部洋面形成弱的气旋性扰动。之后在南海洋面潜热、感热通量以及边界层的热通量作用下，热带扰动进一步发展，天气尺度强迫加强，促使热带扰动区爆发深厚的湿对流，对流爆发后对热带扰动存在正反馈效应。热带扰动增强后在对流层中层引导气流的作用下快速向北推进影响华南地区，此时低空急流增强、水汽输送加大，天气尺度强迫的上升运动使中尺度对流发生、发展和维持，从而引发华南暴雨。当暴雨中尺度对流系统移动到华南中尺度地形上空时，地形迎风坡的动力强迫抬升以及喇叭口地形的机械夹挤作用形成的地形性辐合增强暴雨，降水凝结加热对热带扰动和中尺度暴雨系统存在正反馈作用。(5)热带扰动引发华南暖湿区暴雨短期预报的着眼点如下：首先要关注华南以南低纬地区低层的气旋性风向和风速扰动，扰动系统的大风轴是否与大气可降水量高值带相重合；其次分析天气尺度环境场是否有利于扰动系统快速发展，警惕扰动系统在伴随有深厚对流系统活动时可能快速增强；最后分析对流层中层环境气流的方向，了解是否存在热带扰动和深厚湿对流系统北上影响华南的引导机制。湿对流暴雨发生在低层扰动系统大风轴前端的辐合区中。
孙瑾[4]2008年在《春季青藏高原南侧前季风环流圈的季节和年际变化及与东亚夏季风的关系》文中研究说明我国是着名的季风气候盛行国家,干旱、洪涝等许多灾害性天气都与季风活动密切相关,因此有关季风,特别是夏季风活动与我国旱涝关系的研究历来受到气象学家的重视。本文利用1979～2007年NCEP/NCAR再分析Ⅱ资料、青藏高原雪深和我国160站降水等资料,初步分析了春季青藏高原南侧前季风环流圈的季节和年际变化特征,以及与东亚夏季风环流系统及我国夏季降水之间的关系,试图从前季风环流圈的角度,为我国的夏季旱涝预测提供一些有益的帮助。论文取得的主要研究结论有:1.明确提出前季风环流圈的概念,研究了其季节和年际变化规律。前季风环流圈出现在春季青藏高原南侧到孟加拉湾西北部之间,垂直方向在对流层的中下层700hPa以下,是冬季Hadley环流型和夏季季风环流型转换期间的过渡形势;定义前季风环流圈建立、结束、持续时间和强度变化的指数,统计其年际变化,建立了刻画前季风环流圈特征的时间序列资料。2.初步探讨了前季风环流圈存在及产生年际变化的物理机制。副热带高压带在700 hPa和1000hPa的斜压结构使得前季风环流圈高层出现偏北风,低层出现偏南风;低层偏南风在北上的过程中,遇青藏高原受地形的阻挡,被迫爬升,促进形成了前季风环流圈的上升支,地形与副高结构是前季风环流圈存在的动力因素。前季风环流圈建立前后,北边感热有明显的增加,南边感热和潜热有所减弱,南北的不均匀加热,是前季风环流圈存在的重要的热力因素。青藏高原前冬、春积雪偏多(少),春季印度洋的海温异常偏高(低)的时候,会减缓(促进)前季风环流圈上升气流的出现,同时前季风环流圈北边和南边的热力差减小(增加),因此常导致前季风环流圈建立时间偏晚(早),强度偏弱(强),两者的共同作用可认为是前季风环流圈时间和强度产生年际变化的重要原因。3.研究了前季风环流圈与东亚夏季风环流系统及中国夏季降水之间的关系。当前季风环流圈建立时间异常偏晚的时候,夏季西太平洋副热带高压的控制面积明显偏大,西伸明显,强度也明显的偏强;前季风环流圈强度偏弱时,南亚高压由冬季模态向夏季模态转换的时间偏晚;前季风环流圈建立偏晚的时候,华南前汛期的开始时间常常会偏晚,雨期的持续期、中断时间较短,汛期总降水量偏少;此时长江中下游地区的梅雨强度常会偏大,江淮地区夏季降水较多,易出现洪涝;反之,亦然。冬春季青藏高原积雪状况和印度洋SST既是决定前季风环流圈时间和强度特征的重要因素,又是影响到东亚夏季风系统成员异常的重要因素,因此前季风环流圈与东亚大气环流和我国夏季降水之间也表现出了紧密的联系。
金荣花[5]2012年在《东亚副热带西风急流中期变化及其对梅雨异常的影响》文中研究表明为探讨东亚副热带西风急流对长江中下游梅雨的中期预报意义,本文采用1960-2009年50年NCEP/NCAR再分析日平均资料、长江中下游梅雨数据以及中国714站20-20时日累计雨量观测资料,系统分析了梅雨期东亚副热带西风急流垂直结构和水平流型的气候态特征,构建了针对梅雨季节东亚副热带西风急流客观定量表征方法和长序列东亚副热带西风急流特征指数日资料历史数据集,以日、候时间尺度资料统计了东亚副热带西风急流经向活动、强度变化、中心纬向突变以及形态特征与梅雨的关系,探讨了东亚副热带西风急流影响梅雨降水异常和相关大型环流系统活动的机理,研究了东亚副热带西风急流斜压波波包传播特征。结果表明：(1)梅雨期东亚副热带西风急流的气候态特征分析表明,梅雨期东亚副热带急流空间分布特征不同于整个夏季背景场,表现出位置偏南、强度偏强、覆盖广、变率大等特征。梅雨期东亚副热带急流处于冬季型向夏季型转换的过渡阶段,急流经向活动、中心纬向突变以及强度瞬变涡动等都具有其独特的中期演变特征。急流在季节性持续向北移动过程中出现两次位置稳定时段和叁次季节性北跳,两次位置稳定阶段分别对应华南前汛期和长江中下游梅雨雨季,急流第二和第叁次季节性北跳分别对应梅雨的开始和结束,急流第二次北跳时间为6月7日,比梅雨入梅日提前10天,对于梅雨开始具有先兆性指示意义；急流第叁次北跳和西太平洋上空中心消失与梅雨结束有一定的关联。(2)利用1960～2009年梅雨季节东亚副热带西风急流位置、强度和中心逐日资料,讨论了东亚副热带西风急流中期变化与梅雨的关系。结果发现,急流位置与雨带位置呈正相关,与梅雨强度呈反相关,即位置指数偏北(南),雨带位置偏北(南),梅雨强度偏弱(强)。急流强度与梅雨强度呈正相关,即急流强度偏强(弱),梅雨强度偏强(弱),但强度不及位置与梅雨的相关性好。丰梅年区域性暴雨主要出现在纬向型和东北一西南型形态的东亚副热带西风急流的右后方。东亚副热带西风急流中心位置西跳日与出梅日有很好的相关关系,大多数年份两者日期差小于5天。急流位置指数周期变化主要呈单周和双周特征,西风急流强度指数变化主要呈单周变化特征,说明在相对稳定的急流带上,有急流核以更高的变化频率东传。(3)异常丰梅年和空梅年东亚副热带西风急流中期变化特征差异显着。合成分析显示,丰梅年相对于空梅年西风急流强度偏强,急流带狭窄,质量与动量集中。从逐日变化情况来看,丰梅年,东亚副热带西风急流前北跳一般先于入梅日,后北跳与出梅几乎同步；入梅后,东亚副热带西风急流位置围绕气候态经向平稳摆动,关键区(110°～130°E,30°～37.5°N)纬向风强度偏强,最大中心主频次在125°E附近,靠近中国大陆并位于下风方。空梅年,东亚副热带西风急流一般不发生前北跳,一次性北跳至40°N以北地区,或者发生前北跳,但没有建立准稳定形势,急流位置偏北,经向移动幅度较大,急流强度总体偏弱,急流中心位置主要出现在日本岛及西太平洋上空,远离中国大陆。影响梅雨异常的物理机制分析表明,异常丰梅年,200hPa我国东部地区上空急流轴线、散度零线和散度距平零线在37.5°N“重合”,高空辐散中心区与辐散距平中心区在长江中下游地区上空亦“重合”,高空强辐散流出,对应低层有强辐合流入以及自低层到高层深厚的垂直上升运动,为梅雨提供了良好的动力环境场；高低空急流耦合作用,有利于低空西南风加强,为持续性降水提供了良好的水汽输送条件。高空副热带锋区和典型陡直梅雨锋区,有利于高空急流质量和动量的维持,也利于深对流发展。空梅年,情形相反。(4)异常丰梅年东亚副热带西风急流与副高、季风涌关系密切。200hPa东亚副热带西风急流强度偏强,经向移动相对稳定,主体偏西,则500hPa副高强度偏强,经向移动相对平稳,主体偏西,季风涌强度偏强；空梅年,情形相反。丰、空梅年东亚副热带西风急流位置与副高位置有很好的正相关关系,东亚副热带西风急流强度与季风涌纬向强度指数有很好的正相关关系,而且相关性丰梅年比空梅年好。影响副高、季风涌活动的机理研究表明,丰梅年,东亚副热带西风急流强度偏强,副高脊以北至西风急流轴以南从低层到高层整层为负涡度距平,有利于副高强度偏强。副高脊线附近伴随的次级环流,即副热带季风环流圈(STMC),以及高层为辐合和下沉运动距平,非常有利于副高的强度偏强。副热带季风环流圈(STMC)通过低空西南风急流向北的经向运动在柯氏力作用下将增强其西风风速,而其东风急流的北侧向南的经向运动将增强其东风风速。由此增强了低空西南风急流和高空东风急流,并通过质量一动量调整有利于季风环流圈的维持。丰梅年,深对流降水引起高层凝结潜热释放,使得南北温度梯度进一步加大和维持,从而急流强度增强和维持,再通过动力作用促使副高强度增强,西伸脊点偏西,季风涌加强。空梅年,情形相反。(5)梅雨异常年东亚副热带西风急流斜压波波包传播特征分析表明,丰梅年200hPa传播的波包大值中心比较偏西偏南,空梅年传播的波包大值中心相对比较偏东偏北,丰梅年斜压波波包大值带弱于空梅年,波包传播群速度大于相速度,急流波动具有明显的下游频散效应。丰、空梅年在北半球的0°～180°E范围内,叁条斜压扰动波波包大值带的强度变化和不同配置显示了丰、空梅年的差异,也可用来分析梅雨前、梅雨期和梅雨后的阶段性特征。即当波包大值带Ⅰ位于40°～50°N之间,且130°E以西的波包大值带增强,并85°～125°E高空急流出口区波包大值中心偏南至38°～42°N附近,同时西太平洋波包大值带Ⅲ减弱,长江流域就进入了梅雨期；当波包大值带Ⅰ尤其是高空急流出口区波包大值带偏北偏弱,而孟加拉湾波包大值带Ⅱ显着增强时,长江流域梅雨结束。叁条波包大值带的不同配置和维系可能反映了副热带高空急流、季风环流系统的维系的过程。
周后福[6]2002年在《长江中下游地区梅雨及其与环流的联系和梅雨预测试验》文中指出利用近50年的梅雨资料、中国160站降水及NCEP再分析资料，分析了长江中下游地区和安徽省的梅雨，探讨了梅雨与大气环流、梅雨与El Nino事件的联系，并对梅雨进行了预测试验。小波分析和滑动t-检验等方法结果表明：梅雨的年际变化比较大，有准3年、准7年和准14年的显着周期，其突变主要发生在1966年。EOF分析表明，梅雨季主要雨型可以分为4类8型。相关分析和合成分析等表明，西太平洋副高对梅雨有重要的影响，其中以脊线位置最为显着；东亚地区500hPa高度场从低纬到高纬为“+-+”的距平型时，长江中下游梅雨偏强，反之偏弱；北太平洋涛动增强时，南方涛动减弱，梅雨加强，反之减弱。预报评分和技巧评分等结果表明，均生函数预测模型、逐步回归方法、以EOF分解结合其它方法对梅雨都有一定的预测能力，同时也发现海温、季风和副热带高压在梅雨季雨量预测方程中占有重要地位。
李茜[7]2011年在《近千年东亚夏季风的演变与中国东部旱涝分布》文中认为东亚夏季风的强弱、进退活动对中国东部地区夏季降水有很大的影响,因此,研究东亚夏季风的长期变化规律是我国气候变化研究的重要课题之一。然而,由于目前获得的器测资料大多只有50-60年,限制了从长时间尺度的角度对东亚夏季风变化的研究。本文首先比较了近50年我国东部地区旱涝等级和器测降水量时空分布特征的异同。然后在分析1850-2008年我国东部旱涝等级与东亚地区海平面气压关系的基础上,利用宝贵的历史气候代用资料(旱涝等级、干湿指数等),基于海陆热力差异驱动夏季风从而影响中国东部地区夏季旱涝分布这一物理机制出发,分别重建出1470-2008年、960-2000年的东亚夏季海平面气压场。在此基础上建立了近500年、近千年来的东亚夏季风指数,并分析了它们的变化特征及其与中国东部旱涝分布的关系。另外,对重建的海平面气压与数值模拟及重建的亚洲-太平洋涛动指数(APO)进行了比较。主要结论如下：(1)旱涝等级的典型空间分布和年代际变化与近50年器测的5-9月降水量的典型空间分布和年代际变化基本一致,表明旱涝等级代用资料可以反映中国东部旱涝变化的主要特征。本文定义的1850-2008年的东亚夏季风指数的年代际变化与中国东部旱涝典型分布型的年代际变化有密切关系,但两者的相关关系并不是稳定不变的,而是存在显着的年代际位相差异。(2)基于1850-2008年我国东部旱涝分布与东亚海平面气压关键区域的显着相关关系,重建出1470-2008年东亚夏季海平面气压场。交叉检验结果表明,东亚夏季风关键区重建效果相对于其它地区要好。分析表明,1470-2008年重建的东亚夏季海平面气压场可以将高纬与中纬地区大尺度反向的气压涛动及海洋与陆地热力差异的突出模态显现出来。海陆热力差异驱动夏季风,其中青藏高原地区是主要的气压活动中心之一,在东亚夏季风的形成、进退或扩展中起重要作用。(3)重建与数值模拟的海平面气压时空分布特征的比较表明,1470-1999年FGOALS_gl数值模拟的东亚夏季海平面气压主要体现了海陆气压差异。根据重建的东亚夏季海平面气压场定义的1470-2008年东亚夏季风指数的演变具有明显的阶段性,16世纪中期到17世纪初东亚夏季风偏强,17世纪偏弱,18世纪经历了“弱-强-弱-强-弱”的变化,19世纪则是“强-弱-强-弱”的变化,20世纪是明显的“弱-强-弱”变化。而1470-1999年数值模拟的东亚夏季风指数序列与重建序列的主要差异出现在16世纪末和18世纪末,两者的变化趋势相反,其它时段的变化趋势基本一致。(4)REOF分析表明,中国东部地区旱涝空间分布大致可以分为6个区域：东北区、华北区、江淮区、华南区、西北区和西南区。它们与东亚夏季风的对应关系是：东亚夏季风偏弱时,华北偏旱、江淮偏涝、华南偏旱；东亚夏季风偏强时,华北偏涝、江淮偏旱、华南偏涝。华北区和江淮区的旱涝变化对东亚夏季风强弱变化的响应最为明显。根据我国东部六区干湿指数与我国华北区和江淮区旱涝等级具有很好的一致性及近530年东亚夏季海平面气压场与中国东部六区干湿指数具有的密切关系,重建了960-2000年的东亚夏季海平面气压格点场,同时进行了重建效果检验。结果表明,东亚夏季海平面气压重建场在东亚夏季风关键区重建的效果较好,而青藏高原以西的地区重建效果较差。(5)从近千年的时间尺度考察,东亚夏季风的强度指数主要经历过9次明显的趋势突变。其中,13世纪30年代东亚夏季风的强度指数经历了一次最显着的振动。(6)1470-1985年APO指数的变化趋势具有明显的阶段性,即1470-1630年APO指数处于偏弱时期,1631-1796年处于偏强期,1797-1920年处于偏弱期,1921-1985年处于偏强期。从60-80年的周期分量上考察,APO指数和东亚夏季海平面气压场的年代际变化趋势在1797年以前存在差异,而1797年之后两者的年代际变化趋势较为一致。
宗海锋[8]2007年在《ENSO引起的全球和局地环流异常对梅雨期降水影响过程的研究》文中进行了进一步梳理本文根据中国730站旬降水资料和NCEP/NCAR日平均和月平均再分析资料,美国国家海洋大气局扩展重建月平均海表温度资料。采用SVD、相关分析、合成分析、线性回归分析以及扩展SVD(ESVD)等方法分析了梅雨期降水与前期冬季海温、同期大气环流之间的关系,重点探讨了冬季ENSO导致梅雨期东亚-太平洋(EAP)遥相关型的形成过程,以及ENSO引起的全球和局地大气环流和海温异常在梅雨期EAP遥相关型形成中的作用,并用IAP-9L-AGCM大气环流模式进行了数值模拟试验。主要结论如下:1)梅雨期降水与前期冬季海温的SVD分析表明,长江流域梅雨期降水不仅与赤道中东太平洋海温密切相关,而且还与ENSO锁定的赤道印度洋、黑潮区、暖池区、亲潮区等海区的海温有密切联系。长江流域梅雨期降水异常是对ENSO盛期整体海温异常型长时间响应的结果。2)梅雨期降水与同期500hPa位势高度场的SVD分析表明,长江流域梅雨期降水与东亚-太平洋地区由西太平洋副热带高压、梅雨槽和鄂霍次克海高压所构成的EAP遥相关型密切相关,是EAP遥相关型的直接表现。并强调了这3个环流系统作为一个整体对长江流域梅雨期降水异常作用的重要性。3)冬季海温场与12～6月500hPa位势高度场的ESVD分析发现,从12月到次年6月500hPa高度层上在热带地区整个印度洋-太平洋范围高度始终偏高,西太平洋副热带高压一直偏强,而中高纬度地区的环流也有相当的持续性和一定的变化规律。到了4～5月东亚-西太平洋地区从低纬到高纬正、负、正的相关分布型基本形成。因此指出与长江流域梅雨期降水密切相关的EAP遥相关型是对ENSO盛期海温型响应的结果。4)揭示了联系冬季ENSO和梅雨期EAP遥相关型的3个主要关键过程:(a)西北太平洋低纬地区反气旋异常环流的形成和维持,使初夏副热带高压偏南加强。(b)东亚大槽持续偏弱,冷空气活动路径偏北偏东,有利于西北太平洋海温呈亲潮海区冷,黑潮海区暖的海温距平分布。这一分布对EAP遥相关型的形成有极重要的作用。(c)PNA遥相关型的持续发展,使极区位势高度明显增加,为鄂霍次克海高压的形成提供了有利的背景条件。5)SVD和ESVD分析结果中时间系数的演变表明:ENSO盛期海温型、长江流域梅雨期降水以及EAP遥相关型3者之间,不仅年际变化关系密切,而且在1970年代末都出现了由负值期向正值期的突变现象。6)El Nino年和La Nina年全球冬季1000～500hPa厚度标准化距平分析表明:El Nino盛期不仅印度洋和太平洋上空对流层低层平均温度偏高,而且是全球热带地区对流层低层的平均温度都偏高,幅度达1.0～1.5标准差。而南、北半球中高纬大部分地区气温偏低,幅度达-0.5～-1.0标准差。La Nina盛期的情况相似,但符号完全相反。这进一步证实了ENSO影响的全球性。由于热带地区的1000～500hPa厚度距平与南、北半球中高纬地区存在反号的关系。El Nino位相,南、北半球的经向温度梯度增强,有利于全球纬向环流的发展,La Nina位相,有利于经向环流的发展。7)1961～2000年北半球(Inorth)、南半球(Isouth)和全球(Iglobal)500hPa环流指数的分析发现,它们的演变与Nino3区SST的非常一致,相关系数Inorth为0.82、Isouth为0.90、Iglobal为0.82,均超过99.9%的信度水平。说明无论是南、北半球或全球范围的500hPa环流指数都存在周期为3~5年的循环变化。8)这一ENSO强迫引起的3~5年的环流指数循环与大气内部的动力学所引发的几周的高、低指数循环不同,是全球性的,并具有一定的流型。就亚太地区而言,在El Nino位相,东亚大槽减弱,热带西太平洋为反气旋性异常环流控制;东太平洋-北美地区PNA遥相关型发展。在La Nina位相情况相反。因此,El Nino强迫引起的环流型为梅雨期EAP遥相关型的形成提供了非常重要的背景条件。9)ENSO衰减期大气环流和海温异常持续性的分析表明:El Nino衰减年和La Nina衰减年大气环流和海温的持续性都比非ENSO年要大的多。由此指出ENSO海温异常型及由ENSO海温异常型导致大气环流异常型之间存在强的耦合关系,使得海温及大气环流随时间演变极为缓慢。进而导致在ENSO衰减年大气环流及海温有很强的持续性。而一般年份海温和大气环流的持续性差。10)ENSO衰减期西北太平洋地区局地海气相互作用分析发现,局地海气相互耦合相互影响,导致从El Nino衰减年冬季直到初夏暖池区、黑潮区、亲潮区维持着负、正、负海温距平分布型,而这种负、正、负的海温距平分布型通过局地海气相互作用最终导致了初夏东亚地区EAP流型的形成。11)数值试验结果成功的模拟出了ENSO衰减年EAP遥相关型以及PNA型的出现,此外数值模拟成功的模拟出了El Nino衰减年和La Nina年衰减年初夏我国东部地区的降水的异常分布,进一步证实了初夏EAP遥相关型出现和长江流域梅雨期降水异常是东亚地区大气环流对ENSO异常海温型遥强迫长期响应的结果。12)在文章最后我们提出了一个关于ENSO影响梅雨期降水的可能机制。
慕建利[9]2009年在《陕西关中强暴雨中尺度对流系统研究》文中进行了进一步梳理暴雨一直是业务天气预报服务重点,更是预报难点,在陕西汛期日常预报中暴雨预报就有失败或不理想的状况,因为受特定地理环境影响,陕西暴雨具有历时短、强度大、局地性和突发性强的特征,大气环流表现为不同的形势。所以,要做好陕西的暴雨预报,不仅要研究其普遍性,还要研究其特殊性,加强预报的针对性和预见性,有助于做好防灾减灾等预报服务。2007年8月8—9日陕西关中暴雨天气过程历时短、强度大、突发性强为历史罕见,暴雨发生前影响系统不明显,关中处于中纬度高压坝控制之中,南部没有急流存在,没有明显的水汽和能量输送,给暴雨的预报带来极大的困难,加之对该类暴雨研究极少,预报员很难找到暴雨预报的着眼点,从而使暴雨的预报出现了较大的误差。为了揭示该类暴雨的发生发展规律,提高该类暴雨的预报准确率,本文以此暴雨个例做为研究对象。在过去研究和实际业务天气预报中发现,研究中NCEP资料等虽然有较好的预报能力,但在时效和获取方面有时存在问题,难于在实际中及时应用,影响研究的应用效果,T213资料对陕西暴雨是有一定的预报能力,产品及时有效,在实时业务天气预报中使用方便。所以,本文综合利用T213(0.5625°×0.5625°)资料和近年来高时空分辨率观测资料(包括地面区域逐时加密观测资料、分钟降水资料、FY—2C卫星、多普勒雷达资料以及分钟地闪等资料),通过天气学分析、动力和热力诊断、数值模拟等方法,对上述个例进行了细致的分析研究,总结了该类强暴雨发生发展的有利环境背景,分析了其形成的可能原因,揭示了强暴雨中小尺度对流系统的发生发展规律、叁维结构,特别是暴雨过程中叁个大暴雨中心的MβCS(MγCS)的细微结构特征,为该类强暴雨的短时临近预报预警提供思路和预报着眼点。主要结论有:1、“07.8”关中强暴雨是在高中低空有利的环流配置下,不同纬度天气系统共同作用的结果,对流层中层青藏高原高压和西太平洋副热带高压形成的高压坝在陕西中部断裂对暴雨的形成至关重要,它与低层东西向切变线和高层西风急流入口区右侧发散场的相互配合为强暴雨的形成提供了有利的大尺度环流背景。2、关中周围水汽的集中为暴雨形成提供了水汽和位势不稳定条件,水汽的聚集是通过偏东气流的输送实现的,而水汽的快速变化形成关中暴雨的突发性和历时短而强的特征;强降水的发生和减弱与水汽的局地变化、水汽平流和近地层水汽的增加和减少密切关联。高空反气旋涡度的发展形成强烈的“抽吸作用”和次级环流圈是暴雨形成的动力机制。3、关中强暴雨过程的东西向雨带与秦岭山脉和关中地区喇叭口地形有关,雨带上的降水非均匀分布,强暴雨集中在岐山、礼泉和高陵叁个中心,它们是由一个MαCS的发生发展产生的,MαCS又是由2个MβCS合并发展而成,其内部对流单体的发展合并和独立加强形成不同的降水中心,这些对流单体的发展是由地面中尺度辐合系统产生的,强降水落区与地面中尺度辐合系统有很好的对应关系。4、地闪的发生和急剧增加对暴雨发生和发展加强有很好指示意义,初闪的发生提前于强降水发生,地闪急剧增加与降水强度猛增密切关联,负地闪发生密集区是未来强降水发生区。5、非静力中尺度WRF模式能成功地模拟出关中地区的突发性强暴雨过程。模拟结果表明,此次强暴雨与一个中α尺度低涡的生成密切相关,其内部强烈发展的中β(或中γ)尺度对流系统直接产生了岐山、礼泉、高陵强暴雨中心的对流降水。产生这3个强暴雨中心的MβCS有不同的流场、动力、热力垂直结构。在日常天气预报中,把握这些结构特征,为预报提供参考。垂直结构上,中低层不同的方向和不同层次的气流流入中β尺度降水云塔,在不同高度上形成了不同的垂直环流支,云塔中的上升气流一直伸展到200 hPa(或150 hPa)后向东南、东北流出。动力、热力垂直结构上,歧山暴雨中心450 hPa以上为强辐散,450 hPa以下暴雨中心南、北两侧结构相反,南侧为弱辐散、辐合,北侧为辐合、弱辐散。垂直上升运动先向南、后向北倾斜、再直至对流层顶;涡度柱与相当位温的双高能、双重不稳定层结柱和中层两个暖心、上下冷心的温度柱互相耦合。礼泉和高陵暴雨中心:整层强上升运动柱与强散度柱和正涡度柱耦合;礼泉上升运动柱是一个高、低层冷而中上层强暖心的近饱和水汽柱,具有典型“鞍”型场的不稳定层结结构;高陵暴雨中心南缘550 hPa以下是强能量和温度离差锋区,其上空400 hPa以下为近饱和的水汽柱。根据上述研究结果,可以得出关中该类强暴雨短时临近预报预警的着眼点:1)500hPa上空,中纬度地区为青藏高原高压和副热带高压形成的高压坝控制时,高压坝能否断裂形成切变线是暴雨预报的关键;高空南亚高压东北侧发散流场的形成对暴雨的发生有指示意义。2)水汽的局地变化、水汽平流和近地层水汽的增加和减少对该类暴雨的发生发展和减弱消亡有较好的指示意义。3)根据初闪发生的时间、负地闪发生密集区和地闪的急剧增加可估计未来强降水可能发生的时间、地点和强度。4)将卫星、地闪和雷达资料以及NWP与引导气流和地面中尺度系统等结合起来,分析推断未来MCS的发展演变,可以提前短时临近预报预警的时效。今后还应当不断地对产生陕西暴雨的特殊个例进行分析研究,使预报人员对暴雨发生发展的规律有更多的认识,从而提高暴雨预报的准确率。
王黎娟[10]2007年在《东亚热带—副热带季风活动特征及其与热力强迫的关系》文中认为本文利用NCEP／NCAR再分析资料、SCSMEX科学试验资料以及高分辨率TBB资料等，通过理论分析及动力诊断等方法，围绕“东亚热带—副热带季风活动特征及其与热力强迫的关系”这一主题，对“亚澳大陆桥”地区对流活动特征及其重要性、东亚副热带夏季风槽和南海夏季风槽的气候特征比较及其西太平洋副热带高压位置变动与大气热源的关系等问题进行了研究，得到以下主要结论：(1)中南半岛对流首先活跃是一个事实，而这种活跃与苏门答腊地区的热带对流沿“亚澳大陆桥”的季节性移动密切相关。南海—西太平洋热带夏季风的建立与冬季位于苏门答腊地区的对流中心由冬入夏沿“大陆桥”和中南半岛的系统性移动有密切联系。苏门答腊地区(3°N～6°N，95°E～96°E)对流沿“大陆桥”移动加速是一个先兆信号，正是对流移动的突然加速，对随后中南半岛对流增强有触发作用；中南半岛对流爆发通过释放凝结潜热，在其西侧可强迫出气旋性环流，有利于孟加拉湾东部对流建立(BOB)和副热带高压在该地区上空断裂并东撤，从而导致南海地区对流活跃和夏季风的建立。(2)东亚副热带夏季风于4月上中旬建立，早于南海夏季风爆发。南海夏季风槽不具备锋面性质，副热带夏季风槽则具备明显的锋面性质。南海夏季风槽建立早且突然，表现为对流层低层正相对涡度突然出现，其撤退缓慢；副热带夏季风槽则是渐进式建立，表现为低层云贵高原、广西地区的正相对涡度逐步向东北方向扩展，其撤退较快。强调南海夏季风槽建立过程中东西风向逆转是一个很明显的标志性特征，而副热带夏季风建立过程没有伴随明显的风向逆转，主要特征是西南风增强。(3)副热带地区的非绝热加热对东亚夏季风系统的重要成员——西太平洋副热带高压的位置变动有极其重要的作用，当副高北侧的对流强于南侧时，有利于副高南退；伴随着副高北抬，其南侧均有明显的对流潜热加热向北伸展，有利于副高北抬；副高的每一次西伸都伴随着西侧加热的显着增强，并且加热增强先于副高西伸。(4)阿拉伯海东岸、孟加拉湾地区的异常加热源有利于华南暴雨形成和维持。异常加热源在其西北侧强迫出的高层异常反气旋性环流，使得南亚高压加强偏西，而我国30°N以南地区的大陆处于异常气旋南侧西风气流之下，不利于南亚高压北上，有利于南亚高压在青藏高原南部、华南地区维持，从而使得华南地区位于高压北侧高空西风急流南侧的上升运动区，有利于该区域强降水发生和维持，形成洪涝。
参考文献：
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[2]. 东亚夏季风季节内振荡及其与长江流域旱涝之间的联系[D]. 王允. 中国科学院研究生院（大气物理研究所）. 2008
[3]. 热带扰动引发华南前汛期暴雨的机理研究[D]. 赵玉春. 南京信息工程大学. 2007
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[5]. 东亚副热带西风急流中期变化及其对梅雨异常的影响[D]. 金荣花. 南京信息工程大学. 2012
[6]. 长江中下游地区梅雨及其与环流的联系和梅雨预测试验[D]. 周后福. 南京气象学院. 2002
[7]. 近千年东亚夏季风的演变与中国东部旱涝分布[D]. 李茜. 南京信息工程大学. 2011
[8]. ENSO引起的全球和局地环流异常对梅雨期降水影响过程的研究[D]. 宗海锋. 中国科学院研究生院（大气物理研究所）. 2007
[9]. 陕西关中强暴雨中尺度对流系统研究[D]. 慕建利. 南京信息工程大学. 2009
[10]. 东亚热带—副热带季风活动特征及其与热力强迫的关系[D]. 王黎娟. 南京信息工程大学. 2007
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