2019年汛期气候预测效果评述及降水预测先兆信号分析

2019年汛期降水呈南多北少分布,主要多雨区位于东北和江南等地。3月发布的预报对江南、西南东部、东北东部、西北中部地区降水偏多和内蒙古中部及东北部的偏少均做了较好预测;5月发布的滚动预测将南方主要多雨中心南移,订正结果与实况更为一致。6月发布的盛夏预报及时加强了对东北地区降水趋势的订正,准确预测了东北地区降水明显偏多的特征。对南海夏季风、西南雨季、梅雨及华北雨季的季节进程预测也和实况一致。但2019年汛期降水预测也存在明显的不足之处：对长江中下游沿江降水异常偏少预测错误;对东北地区多雨的范围和异常程度估计不足。初步分析了2018—2019年冬季青藏高原积雪面积异常偏多、2018—2019年厄尔尼诺事件以及热带印度洋海温持续偏暖对长江中下游降水预测指示意义的失败,并与2018年外强迫信号及大气环流做了简单对比,指出汛期降水和传统影响因子不匹配、非对称的复杂性研究还需要深入开展。     

东印度洋水体输运的季节变化及相关盐度变化

利用20年（1992-2012年）的ECCO2模式模拟数据,主要研究了东印度洋（EIO）水体输运的季节变化.在EIO选取3个断面,分别为赤道、80°E和6°N.研究结果表明,跨赤道和80°E的季节输运主体部分大致相补偿.跨赤道的大部分水体输运局限在上层100 m,80°E的水体输运具有复杂结构,与显著的季风流、Wyrtki Jets（WJs）、赤道潜流（EUC）等有关.6°N上层水体净输运较小,但存在较强的边界流和相对较弱的内区流.纬向流的显著变化发生在80°E.在季风盛行季节,由于WJs减弱,赤道附近的水体输运以西向的梯度流为主,上层100 m的其余区域则主要受季风流控制.同样,由于EUC减弱,西向的梯度流与次表层东向的EUC之间也存在转换.在季风转换季节,季风流减弱,WJs与EUC分别在上层100 m和次表层占主导地位.此外,本研究还讨论了与季风流、WJs和EUC相关的盐水和暖水交换,有助于了解研究区域内温度和盐度的水平和垂直结构.     

Quantifying the Response Strength of the Southern Stratospheric Polar Vortex to Indian Ocean Warming in Austral Summer简

A previous multiple-AGCM study suggested that Indian Ocean Warming （IOW） tends to warm and weaken the southern polar vortex.Such an impact is robust because of a qualitative consistency among the five AGCMs used.However,a significant difference exists in the modeled strengths,particularly in the stratosphere,with those in three of the AGCMs （CCM3,CAM3,and GFS） being four to five times as strong as those in the two other models （GFDL AM2,ECHAM5）.As to which case reflects reality is an important issue not only for quantifying the role of tropical ocean warming in the recent modest recovery of the ozone hole over the Antarctic,but also for projecting its future trend.This issue is addressed in the present study through comparing the models＇ climatological mean states and intrinsic variability,particularly those influencing tropospheric signals to propagate upward and reach the stratosphere.The results suggest that differences in intrinsic variability of model atmospheres provide implications for the difference.Based on a comparison with observations,it is speculated that the impact in the real world may be closer to the modest one simulated by GFDL AM2 and ECHAM5,rather than the strong one simulated by the three other models （CCM3,CAM3 and GFS）.In particular,IOW during the past 50 years may have dynamically induced a 1.0℃ warming in the polar lower stratosphere （～100 hPa）,which canceled a fraction of radiative cooling due to ozone depletion.     

Evaluation of Three Harvest Control Rules for Bigeye Tuna（Thunnus obesus） Fisheries in the Indian Ocean

The stock of Bigeye tuna（Thunnus obesus） in the Indian Ocean supports an important international fishery and is considered to be fully exploited. The responsible management agency, the Indian Ocean Tuna Commission（IOTC）, does not have an explicit management decision-making framework in place to prevent over-fishing. In this study, we evaluated three harvest control rules, i） constant fishing mortality（CF）, from 0.2 to 0.6, ii） constant catch（CC）, from 60000 to 140000 t, and iii） constant escapement（CE）, from 0.3 to 0.7. The population dynamics simulated by the operating model was based on the most recent stock assessment using Stock Synthesis version Ⅲ（SS3）. Three simulation scenarios（low, medium and high productivity） were designed to cover possible uncertainty in the stock assessment and biological parameters. Performances of three harvest control rules were compared on the basis of three management objectives（over 3, 10 and 25 years）： i） the probability of maintaining spawning stock biomass above a level that can sustain maximum sustainable yield（MSY） on average, ii） the probability of achieving average catches between 0.8 MSY and 1.0 MSY, and iii） inter-annual variability in catches. The constant escapement strategy（CE=0.5）, constant fishing mortality strategy（F=0.4） and constant catch（CC=80000） were the most rational among the respective management scenarios. It is concluded that the short-term annual catch is suggested at 80000 t, and the potential total allowable catch for a stable yield could be set at 120000 t once the stock had recovered successfully. All the strategies considered in this study to achieve a ‘tolerable＇ balance between resource conservation and utilization have been based around the management objectives of the IOTC.     

2011/2012年冬季中国气温异常的成因及前兆信号

采用国家气候中心整理的全国160站月平均气温资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA全球海温资料,在探讨1986年以来中国冬季气温异常机理基础上,对2011/2012年冬季气温异常特征及其前兆信号进行分析。结果表明:地面西伯利亚高压、东亚冬季风及500 hPa乌拉尔山与贝加尔湖南侧的异常环流等系统是影响中国冬季气温的主要中高纬环流系统,而中低纬环流系统主要包括西太平洋副高环流和印缅槽。前期热带印度洋和中东太平洋关键区海温异常与后期冬季气温关联的环流系统有密切的关系:前期夏季7、8月西印度洋海温偏高时,冬季西伯利亚高压将偏强,有利于冬季风偏强和中国冬季气温偏低;而当8—10月中东太平洋海温偏高时,西太平洋副高将偏强偏大偏西,北界位置偏北,印缅槽偏强,中国气温容易偏高,反之亦然。两者对后期环流的影响存在一定的独立性,中国冬季地面气温异常是它们共同作用的结果。     

夏季贝加尔湖南侧环流异常的前兆信号

利用1978—2012年NCEP/NCAR逐月再分析资料,对夏季贝加尔湖南侧环流异常的前兆信号进行分析。结果表明:前期冬季印度尼西亚到西太平洋地区对流与夏季贝加尔湖南侧反气旋式环流异常存在一致的变化,为预测夏季贝加尔湖南侧环流异常的前兆信号之一。即当前期冬季印度尼西亚到西太平洋地区对流活动偏强时,夏季对流区北抬至青藏高原西侧,进而有利于贝加尔湖南侧反气旋式环流异常的发生和维持。但是,进一步研究表明,夏季西印度洋对流活动异常将干扰青藏高原及其西侧的对流上升运动对贝加尔湖环流的影响。当夏季西印度洋对流偏强时,前期冬季印度尼西亚到西太平洋对流和夏季青藏高原西侧对流变化表现出不一致。偏强的西印度洋对流将干扰青藏高原及其西侧的对流上升运动对贝加尔湖环流的影响,进而不利于贝加尔湖南侧反气旋式环流异常的形成。当夏季西印度洋对流异常弱时,前期冬季印度尼西亚到西太平洋地区的对流可能引起夏季贝加尔湖南侧环流异常,两者呈现一致的变化;但当夏季西印度洋对流强盛时,将可能改变上述两者的变化关系。     

印度洋-南海海域海表风场的时空分布特征

利用来自ECMWF的ERA-40风场资料,采用EOF、线性回归等方法,分析了1958-2001年期间印度洋-南海海表风场的时空分布特征。结果表明：（1）该海域背景特征存在两个比较明显的高值区：索马里附近海域、南海海域,分别反映的是夏季索马里附近海域强劲的西南季风、南海冬季频繁的冷空气。（2）该海域海表风场的第二模态在空间分布特征上,北印度洋中纬度海域与赤道附近海域呈反位相分布,40°S 与60°S 海域也呈反位相分布;第三模态则整个北印度洋与南印度洋呈反位相分布。（3）1958-2001年期间,印度洋-南海的海表风速整体上呈显著性逐年线性递增,尤其以1975-1980年期间的递增趋势最为强劲,1975年的年平均风速为近44年的最低点。     

热带东北印度洋海域毛颚类的群落结构特征

毛颚类(Chaetognaths)是海洋浮游动物中的一个特殊类群,其种类和数量分布对探索海流和水团变化以及海洋食物链中能量传递具有重要意义。文章根据2011年4~5月在印度洋东北海域(80°E~98.5°E,5°S~6°N)29个站的调查资料,分析了毛颚类种类组成、丰度分布和群落结构特征。共鉴定毛颚类14种,以暖水大洋广布种为主,其中肥胖箭虫Sagitta enflata、太平洋箭虫Sagitta pacifica、飞龙翼箭虫Pterosagitta draco和凶形箭虫Sagitta ferox是调查海域的优势种。依据调查站位设置及环境特征,将调查海域分东部断面、赤道断面和西部断面。种数变化范围为5~14种,种数分布不均匀,东部断面每站一般低于10种,而赤道断面及西部断面的种数相对较丰富。毛颚类平均丰度为5.35(±2.82)ind·m-3,分布亦不均匀,西部断面的丰度比赤道和东部断面均高。群落结构分析表明,调查海域毛颚类可分3个组群(相似度水平50%),组群I包括11种,是调查海域的主要种类,分布较广,而另外两个组群仅3种,主要出现在东部和西部断面的少数调查站;调查站之间的相似度较高,特别是西部断面站位之间的相似度70%。西部断面受沿岸水和涌升水的影响,出现较高的物种多样性和丰度。     

太平洋—印度洋贯穿流南海分支研究综述

从海洋动力学角度,概述了太平洋-印度洋贯穿流南海分支的主要入流和出流通道—吕宋海峡和卡里马塔海峡的研究现状。太平洋-印度洋贯穿流南海分支是太平洋、南海和印度尼西亚海域进行水体和热盐交换的传输带,对西太平洋、南海、印尼海和东印度洋的环流系统有重要影响。吕宋海峡水交换和卡里马塔海峡贯穿流都呈现冬季大夏季小的季节变化特征,对维持南海的物质、能量和动量平衡起重要作用。太平洋通过吕宋海峡向南海输运水体和热盐,并传递ENSO等气候信号,对南海的环流、水体和海洋环境都产生重要影响。卡里马塔海峡向印度尼西亚海区的水体和热盐输运对印度尼西亚贯穿流有重要意义。太平洋-印度洋贯穿流南海分支和印尼贯穿流的年际变化趋势呈反位相,两者相互调制相互影响,维持了太平洋-印度洋两大洋间的平衡关系,对全球大洋环流的结构和长期的气候变化有重要作用。