热带印度洋海温异常与ENSO关系的进一步研究

用1955年1月-2001年12月美国Scripps海洋研究所的海温再分析资料、美国NCEP再分析资料和美国气候预测中心(CPC)资料,讨论了热带太平洋ENSO与热带印度洋海温距平以及与印度洋偶极子(Dipole)的关系,研究结果发现:在垂直最大温度距平曲面(MTAL)上,热带印度洋海温距平分布存在着与热带太平洋ENSO密切相关的Dipole现象,其中最大的相关在太平洋ENSO 超前印度洋Dipole一个月.但是,热带印度洋Dipole的分布与Saij定义的位置略有不同,为东北西南向,它们分别在6°-10°S、65°-75°E(西印度洋)和2°-6°N、85°-95°E(东印度洋),它是赤道印度洋的一个主要海温距平系统.另外,在热带印度洋东北部与ENSO相关的海温距平是一个上下不一致的系统,该海温距平并没有伸展到海面,从海面到20-50 m的浅薄水层,则为与赤道西南印度洋相同符号的海温距平分布.因此在海面,海温距平不存在与ENSO有关的Dipole现象,赤道印度洋Dipole只存在于次表层以下,这是赤道印度洋Dipole与ENSO不同之处.这种赤道东北印度洋表层与赤道西南印度洋表层同符号的海温距平现象,有可能是海气热力过程如感热过程造成的.热带印度洋Dipole的周期要小于El Nio,一般为1-6 a.     

热带海表温度和低层风场的年际变率及与ENSO循环的相关特征研

采用NCEP/NCAR的1979～1998年逐月平均的海表温度及1000hPa风场资料,进行滤波和均方差计算,得到了热带太平洋、印度洋、大西洋海表温度(SST)和风场的年际变化特征.用旋转主分量(RPC)方法和投影法对热带三大洋海表温度距平(SSTA)进行分析,得到了各大洋SSTA演变的主要时空特征和相应的距平风场特征;并用相关分析研究热带三大洋与ENSO相关的特征,得到三大洋间的同期相关关系为印度洋SSTA与赤道东太平洋SSTA成正相关,而赤道东大西洋SSTA与赤道东太平洋SSTA成弱的负相关;赤道印度洋在落后于赤道东太平洋3个月左右时正相关达到最大,赤道大西洋在超前于赤道东太平洋6个月左右时负相关达到最大;热带印度洋和大西洋与ENSO相关的分量对各自大洋海表温度年际变化的方差贡献数值相近,最大在40%以上,平均解释方差分别为14%和12%.     

热带海表温度和低层风场的年际变率及与ENSO循环的相关特征研究

采用 NCEP/NCAR的 1 979～ 1 998年逐月平均的海表温度及 1 0 0 0 h Pa风场资料 ,进行滤波和均方差计算 ,得到了热带太平洋、印度洋、大西洋海表温度 (SST)和风场的年际变化特征。用旋转主分量 (RPC)方法和投影法对热带三大洋海表温度距平 (SSTA)进行分析 ,得到了各大洋 SSTA演变的主要时空特征和相应的距平风场特征 ;并用相关分析研究热带三大洋与ENSO相关的特征 ,得到三大洋间的同期相关关系为 :印度洋 SSTA与赤道东太平洋 SSTA成正相关 ,而赤道东大西洋 SSTA与赤道东太平洋 SSTA成弱的负相关 ;赤道印度洋在落后于赤道东太平洋 3个月左右时正相关达到最大 ,赤道大西洋在超前于赤道东太平洋 6个月左右时负相关达到最大 ;热带印度洋和大西洋与 ENSO相关的分量对各自大洋海表温度年际变化的方差贡献数值相近 ,最大在 40 %以上 ,平均解释方差分别为 1 4%和 1 2 %。     

印度洋对ENSO事件的响应:观测与模拟

观测事实显示,在El Ni(n～)o期间,伴随着赤道中东太平洋表层海温(SST)的升高,热带印度洋SST出现正距平.作者利用海气耦合模式模拟了印度洋对ENSO事件的上述响应,并进而讨论了其物理机制.所用模式为法国国家科研中心Pierre-Simon-Laplace 全球环境科学联合实验室(IPSL)发展的全球海气耦合模式.该模式成功地控制了气候漂移,能够合理再现印度洋的基本气候态.观测中与ENSO相关的热带印度洋SST变化,表现为全海盆一致的正距平,并且这种变化要滞后赤道中东太平洋SST变化大约一个季度,意味着它主要是对东太平洋SST强迫的一种遥响应,模式结果也支持这一机制,尽管模式中的南方涛动现象被夸大了,使得模拟的与ENSO相关联的SST正距平的位置南移,阿拉伯海和孟加拉湾被负距平(而不是正距平)所控制.研究表明,东太平洋主要通过大气桥影响潜热释放来影响印度洋SST变化.赤道东太平洋El Ni(n～)o事件的发展,导致印度洋上空风场异常自东而西传播;伴随着风场的变化,潜热发生相应变化,并最终导致SST异常的发生.非洲东海岸受索马里急流控制的海域,其SST的变化不能简单地利用热通量的变化来解释.证据显示,印度洋的增暖是ENSO事件发生的结果而不是其前期信号.     

热带太平洋西风异常对ENSO事件发生的作用

本文从观测资料对80年代两次ENSO事件产生过程中，热带太平洋西风异常及其对赤道中、东太平洋表层海温增暖的作用进行了分析和比较。分析结果表明:在这两次ENSO事件的产生过程中，赤道西太平洋上空均有较大的西风异常，并且它由赤道西太平洋向赤道中、东太平洋传播，随着西风异常从西向东传播，赤道中、东太平洋的表层相继增温。分析还表明，1982／1983年ENSO事件发生过程中，热带太平洋西风异常的强度要比1986／1987年热带太平洋西风异常强得多，这使得1982／1983 ENSO事件的强度比1986／1987_ENSO事件强得多。为了说明热带西太平洋西风异常对赤道中、东太平洋ENSO事件发生的作用，本文还利用IAP太平洋环流模式对西风异常在ENSO事件产生过程中的作用进行了数值模拟。模拟的结果说明了热带太平洋的西风异常对赤道太平洋暖水的向东传播和赤道中、东太平洋的增温起了很重要作用，这与观测事实分析一致。     

关于ENSO本质的进一步研究

基于ENSO是热带太平洋海气相互作用产物的科学观点,一系列的分析研究表明:赤道太平洋次表层海温异常(SOTA)有明显的年际变化(循环),并且与ENSO发生密切相关;ENSO的真正源区在赤道西太平洋暖池,赤道西太平洋暖池正(负)SOTA沿赤道温跃层东传到东太平洋,导致El Nino(La Nina)的爆发;在暖池正(负)SOTA沿赤道温跃层东传的同时,将有负(正)SOTA沿10°N和10°S两个纬度带向西传播,从而构成SOTA的循环;热带太平洋SOTA年际循环的驱动者主要是由异常东亚季风所引起的赤道西太平洋纬向风的异常.进而,可以提出关于ENSO本质的一种新理论,即ENSO实质上主要是由异常东亚季风引起的赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的年际循环.       

ENSO循环的两个不同位相期印度海洋表温度异常的特征分析

通过对ENSO循环的两个不同位相中印度洋地区海表温度变化特征的分析，指出印度洋地区的海温变化与赤道东太平洋地区的海温变化有较好 的相关关系，是ENSO循环的重要组成部分，对应于赤道东太平洋暖位相期，印度洋地区的海温分布为东冷西暖，与此相反，在赤道东太平洋冷位相，印度洋地区的温分布为东暖西冷，进一步的分析还发现，印度洋东，西部地区海温变化纬向差异最明显的区域位于印度洋赤道以南0－25℃附近，且这种差异具有明显的年季变化特征，在整个夏季风期间差异较大，而冬季风期间较小，其中冷位相期间的纬向差异比暖位相期间的纬向差异大，代表印度洋纬向差异的IDM（偶极指数）变化与赤道东太平洋地区的海温变化有很好的正相关关系。     

热带印度洋的大尺度海气相互作用事件

分析了热带温跃层上海温距平资料后指出 ,在印度洋东西方向的海温距平分布呈现出距平符号相反的偶极子现象 ,在大气中的纬圈环流即Walker环流上也呈现出与海温距平相协调的或匹配的上升和下沉分支 (距平意义下 )分布。这一分析表明 ,印度洋也存在和太平洋类似ENSO的大尺度海气相互作用事件     

ENSO循环的两个不同位相期印度洋海表温度异常的特征分析

通过对ENSO循环的两个不同位相中印度洋地区海表温度变化特征的分析,指出印度洋地区的海温变化与赤道东太平洋地区的海温变化有较好的相关关系,是ENSO循环的重要组成部分。对应于赤道东太平洋暖位相期,印度洋地区的海温分布为东冷西暖;与此相反,在赤道东太平洋冷位相期,印度洋地区的海温分布为东暖西冷。进-步的分析还发现,印度洋东、西部地区海温变化纬向差异最明显的区域位于印度洋赤道以南0～25°S附近,且这种差异具有明显的年季变化特征,在整个夏季风期间差异较大,而冬季风期间较小,其中冷位相期间的纬向差异比暖位相期间的纬向差异大。代表印度洋纬向差异的IDM(偶极指数)变化与赤道东太平洋地区的海温变化有很好的正相关关系。     

不同海域SSTA对东半球越赤道气流年代际变化影响的数值模拟研究

采用1950—2000年逐月观测的不同海域（全球、热带外、热带、热带印度洋-太平洋及热带太平洋）海表温度,分别驱动NCAR CAM3全球大气环流模式,进行了多组长时间积分试验,对比ERA-40再分析资料,讨论了这些海域海表温度异常（SSTA）对东半球越赤道气流年代际变化的影响。数值试验结果表明,全球、热带、热带印度洋-太平洋及热带太平洋海表温度变化分别驱动NCAR CAM3全球大气环流模式,均能模拟出索马里、120 ?E和150 ?E越赤道气流在1970年代中后期由弱变强的年代际变化特征,其中模拟的索马里越赤道气流年代际变化特征及其与东亚夏季风年代际变化关系均与观测结果较一致,而热带外海表温度驱动全球大气环流模式未能模拟出此年代际变化现象,表明全球、热带、热带印度洋-太平洋及热带太平洋海表温度变化均对索马里越赤道气流在1970年代中后期的年代际变化具有重要作用,热带太平洋是关键海区;索马里越赤道气流的年代际变化与热带太平洋海温年代际背景变化密切相关,当热带太平洋处于暖（冷）背景年代,热带东太平洋海温异常从北到南呈“＋、－、＋”（“－、＋、－”）“三明治”式距平分布,有利于赤道东太平洋南北两侧产生一对距平反气旋（气旋）,然后可能通过“大气桥”的作用,与热带印度洋赤道南北两侧的一对距平气旋（反气旋）联系起来,从而引起索马里越赤道气流强度的增强（减弱）。      

VARIATIONS IN THE TELECONNECTION INTENSITY INDICES AND THEIR REMOTE RESPONSE TO THE EL NINO EVENTS IN THE NORTHERN HEMISPHERE

In this study,the monthly and seasonal teleconnection intensity indices of the Pacific/North American(PNA),Western Atlantic(WA),Western Pacific(WP),Eastern Atlantic(EA)and Eurasian(EU)patterns for the periodfrom 1951 through 1990 are calculated.On this basis,their climatic variations and the relationship between the fiveteleconnection intensity indices and the El Nino events are examined.It is noted that when El Nino is at its mature stage(winter),the weak WP pattern is mainly characteristic of the circulation and the strong PNA pattern is the next.Insummer when El Nino occurs and develops,the strong EU,weak WP and weak WA patterns are the main characteris-tics without the PNA circulation anomalies.Finally,by the nonlinear mapping method a nonlinear mapping diagram isestablished for diagnosing El Nino using three summer teleeonuection intensity indices and May and August SouthernOscillation Indices(SOIs).Thus,the El Nino phenomenon occurring in 1991 is diagnosed.Besides,the winter atmos-pheric circulation of the 1991/1992 El Nino is found to be the weak WP pattern and the PNA pattern is also weak.     

浙江大范围强对流天气过程中的中尺度(α)低压

强对流天气过程受大尺度天气系统的制约,而与中尺度天气系统的联系更为直接,因此近20多年来,中尺度天气系统越来越引起人们的关注。早在1963年,我国进行了华东地区中尺度分析试验研究,1976年后又相继在华南、湘中和长江下游地区组织了中尺度系统的观测试验研究,对中尺度系统的活动规律以及与天气的关系得到了不少有意义的成果。作者也曾发现浙江大范围强对流天气与中     

广州地区低能见度事件变化特征分析

使用2004—2007年广州地区番禺、东山和南沙站3套能见度仪和3套自动气象站的逐时能见度、相对湿度等气象要素资料,通过对比研究,分析了3地低能见度事件的年、季和日变化等变化规律。研究表明,近年来广州地区轻雾(雾)出现频率总体较低且日数偏少,霾天气高发期在10月—次年4月、7月极少出现,年变化特征明显。番禺低能见度事件以5～8 km的情况居多,东山和南沙则以8～10 km的轻度视程障碍为主;但同期番禺≥10 km的日数百分比增长最显著,意味着当地能见度有明显好转。低能见度事件多见于70%≤RH90%的中高相对湿度范围,RH30%的低相对湿度情况下未曾出现视程障碍现象;番禺和东山的低能见度事件有随RH减少而增多的趋势,南沙则大致相反。对比分析有代表性的旱、雨季发现,(极端)低能见度事件多在早晚发生,日间能见度低值区则一般出现在正午前后,日变化特征明显,且旱季更显著,同时以番禺最具代表性。总体上广州地区的低能见度事件呈逐年减少的趋势。     

RELATIONSHIP BETWEEN THE 30 TO 60 DAY OSCILLATION OF ATMOSPHERIC HEAT SOURCE AND THE DROUGHT AND FLOOD EVENTS IN JUNE IN THE SOUTH OF CHINA

Based on the NCEP/NCAR reanalysis data and the observed precipitation data in the south of China from 1958 to 2000,the impact of 30 to 60 day oscillation of atmospheric heat sources on the drought and flood events in June in the south of China is discussed.During the flood(drought) events,there exists an anomalous low-frequency anticyclone(cyclone) at the low level of the troposphere over the South China Sea and the northwestern Pacific,accompanied with anomalous low-frequency heat sinks(heat sources),while there exists an anomalous low-frequency cyclone(anticyclone) with anomalous heat sources(sinks) over the area from the south of China to the south of Japan.On average,the phase evolution of the low-frequency in drought events is 7 to 11 days ahead of that in flood events in May to June in the south of China.In flood events,low-frequency heat sources and cyclones are propagated northward from the southern South China Sea,northwestward from the warm pool of the western Pacific and westward from the northwestern Pacific around 140°E,which have very important impact on the abundant rainfall in June in the south of China.However,in drought events,the northward propagations of the low-frequency heat sources and cyclones from the South China Sea and its vicinity are rather late compared with those in flood events,and there is no obvious westward propagation of the heat sources from the northwestern Pacific.The timing of the low-frequency heat source propagation has remarkable impact on the June rainfall in the south of China.     

THE WARMING MECHANISM IN THE SOUTHERN ARABIAN SEA DURING THE DEVELOPMENT OF INDIAN OCEAN DIPOLE EVENTS

This study aims to explore the relative role of oceanic dynamics and surface heat fluxes in the warming of southern Arabian Sea and southwest Indian Ocean during the development of Indian Ocean Dipole (IOD) events by using National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) daily reanalysis data and Global Ocean Data Assimilation System (GODAS) monthly mean ocean reanalysis data from 1982 to 2013, based on regression analysis, Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis and combined with a 2? layer dynamic upper-ocean model. The results show that during the initial stage of IOD events, warm downwelling Rossby waves excited by an anomalous anticyclone over the west Indian Peninsula, southwest Indian Ocean and southeast Indian Ocean lead to the warming of the mixed layer by reducing entrainment cooling. An anomalous anticyclone over the west Indian Peninsula weakens the wind over the Arabian Sea and Somali coast, which helps decrease the sea surface heat loss and shallow the surface mixed layer, and also contributes to the sea surface temperature (SST) warming in the southern Arabian Sea by inhibiting entrainment. The weakened winds increase the SST along the Somali coast by inhibiting upwelling and zonal advection. The wind and net sea surface heat flux anomalies are not significant over the southwest Indian Ocean. During the antecedent stage of IOD events, the warming of the southern Arabian Sea is closely connected with the reduction of entrainment cooling caused by the Rossby waves and the weakened wind. With the appearance of an equatorial easterly wind anomaly, the warming of the southwest Indian Ocean is not only driven by weaker entrainment cooling caused by the Rossby waves, but also by the meridional heat transport carried by Ekman flow. The anomalous sea surface heat flux plays a key role to damp the warming of the west pole of the IOD.     

厄尔尼诺和反厄尔尼诺事件与西北太平洋台风活动

用统计相关和典型年合成方法分析了厄尔尼诺和反厄尔尼诺事件与西北太平洋台风活动的关系,指出厄尔尼诺年台风活动减少,反厄尔尼诺年台风活动增加,而且台风活动与厄尔尼诺、反厄尔尼诺事件起始和终止时间、强度、台风生成区域有关。利用厄尔尼诺和反厄尔尼诺年台风活动频数的统计特征,及台风频数与海温等要素的时滞相关关系,为台风频数的预测提供了有益的信息。还应用奇异值分解方法,分析了高度场和海温场的相关关系。结果表明,厄尔尼诺年海气耦合作用将造成不利于台风发展的环流条件,因此台风偏少,反厄尔尼诺年则出现相反的情况。     

1988年8月广东省罕见异常天气的分析

本文分析讨论了1988年8月广东省出现异常天气的主要原因,并在此基础上提出一些可能成为此种反常天气预报线索的相关因子或前期征兆。结论认为,该月没有灾害性热带气旋影响广东,但同时却又出现较长的连阴雨天气,其主要原因是由于东亚大气环流出现异常——中纬西风带和西太平洋副热带高压脊均比常年偏南近十个纬度所造成。在这种类似于春末夏初的大尺度环流形势控制下,热带西北太平洋(包括南海)的局地条件不利于灾害性热带气旋形成,而更东面的海区生成的灾害性热带气旋则全部偏北行或转向;另一方面,季风雨带的位置比常年偏南得多,落在华南。 上述环流系统和天气的异常,与赤道东太平洋海温异常有一定关系,且海温变化超前。该年4—7月东亚西风环流指数的变化也提供了若干前兆。综合考察这些因素,有可能预先对这种环流和天气的异常作出定性的估计。      

三场暴雨中湿位涡的中尺度分析

利用中尺度数值预报模式 MM5v3.6,对发生在山东境内的三场不同影响系统的暴雨天气过程进行了数值模拟,并应用湿位涡理论,对这三场暴雨过程进行了诊断分析.结果表明这三场暴雨都产生在θse 陡峭密集区附近,θse 面的陡立易导致湿斜压涡度的发展,有利于上升运动的显著增长;暴雨的发展与湿位涡有很好的联系,暴雨主要出现在 850 hPa 的 MPV1 负值区和MPV2 正值区等值线密集区附近,降水中心位于 MPV1 负值中心前部对流不稳定区中.     

关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述

Nino指数和SOI是表征ENSO事件的两个主要特征值。根据Nino 3．4区指数变化，1950年以来共发生15次El Nino事件和11次LaNina事件。El Nino年，热带中、东太平洋上的岛屿及沿岸国家多暴雨洪涝，印度、印度尼西亚、澳大利亚等国家发生持续干旱，中国东北地区夏、秋季降水及年降水都偏少，江南地区降水偏多；太平洋和大西洋地区发生的热带风暴以及登陆中国的台风数都比常年偏少；加拿大西南部和美国北部暖冬，东亚夏季低温，中国常出现暖冬凉夏。La Nina年则基本上相反，赤道太平洋中、东部地区干旱少雨，西太平洋上的台风和大西洋飓风及登陆中国的台风明显增多，中国汛期主要雨带偏北，易出现热夏寒冬。     

近50年浙江省旱、涝气候变化及特征

用1951－1999年资料详细研究了浙江省的年、季的旱、涝气候变化特征。主要结果：浙江省夏季降水量表现出稳定的增加，其他季节（特别是秋季）的降水有不同程度的减少。每年在浙江省出现大范围旱（或涝）的可能性很大（约80％）。1985年以后浙江每年都要发生大范围的季节性的旱涝。浙江省年、季降水量旱涝有年代际变化。旱、涝发生的气候频率已经有了明显的变化，特别是夏季。奇异谱分析与最大熵谱分析的结果表明夏季、秋季与年的降水量有明显的长期趋势变化，它们还有10年左右的周期，而冬季降水的2年周期振荡特别明显。