Tropical Cyclone Energy Dispersion and Possible Self Maintenance Mechanism of the Synoptic Scale Wave Trains

The interaction between tropical cyclone (TC) and the large-scale mean flows such as the inter-tropical convergence zone (ITCZ) is investigated using a three-dimensional primitive equation model. Once a TC develops in the vicinity of the ITCZ region where satisfies both barotropic and baroclinic instabilities, the southeastward energy dispersion from the TC may disturb the ITCZ and thus help its breakdown. Cumulus convection can be organized in the region of cyclonic circulation, and the interaction between convective heating and the perturbation circulation may enhance the development of the waves, leading to the generation of a new tropical cyclone to the east. While the TC moves to the high latitude, the ITCZ will reform. Though repeating of this process, a synoptic-scale wave train oriented in the northwest-southeast direction can be generated and self-maintained. The results suggest that the mutual interaction among the low-frequency background flow, wave train pattern and TCs provides a possible mechanism for the origin of the summer synoptic scale wave train pattern over the western North Pacific.     

河北省城市热岛强度变化对区域地表平均气温序列的影响

按照大中城市站、城市站、国家基本/基准站与乡村站等类别,对河北省区域内55个气象站1961～2003年和1981～2003年时段月、季、年平均气温变化进行了对比分析.结果表明:近40年来,大中城市增温趋势最为显著,城市站、国家基本/基准站增温趋势较强,乡村站增温趋势最小,季节中以冬季增温为最大;城市热岛效应增强因素对大中城市站、城市站、国家基本/基准站年平均温度增加的份额分别占到44.7%、38.7%、39.7%.城市热岛效应增强因素对季节增暖的作用在夏秋季较大,冬季最小;近20年来各类台站增温趋势更加明显,但热岛增温效应对平均温度序列增温的相对贡献却在降低,说明近20年的迅速增温可能是由于大气环流和增强的温室效应引起的;近20年全省各类台站由于城市热岛效应引起的增温与1961～2003年整个时段相比表现不一,部分站城市热岛增温效应绝对量趋于增强,部分站城市热岛增温效应趋于弱化或消失.因此,城市热岛增温效应对台站和区域平均温度序列的影响比较复杂,它受到人口增长、城市化进程、乡村台站环境变化等多种因素的影响.     

On Sea Surface Roughness Parameterization and Its Effect on Tropical Cyclone Structure and Intensity

A new parameterization scheme of sea surface momentum roughness length for all wind regimes, including high winds, under tropical cyclone (TC) conditions is constructed based on measurements from Global Positioning System (GPS) dropsonde. It reproduces the observed regime transition, namely, an increase of the drag coefficient with an increase in wind speed up to 40 m s-1 , followed by a decrease with a further increase in wind speed. The effect of this parameterization on the structure and intensity of TCs...     

Variations in Frequency and Intensity of Strong Tropical Cyclones Affecting China During

 Based on tropical cyclone track dataset in the western North Pacific from China Meteorological Administration (CMA), variations in frequency and intensity of tropical cyclones (TCs) in the western North Pacific, affecting-China TCs (ACTCs) and landfall TCs (LTCs) achieving a typhoon intensity during 1957-2004 were studied. Frequencies of strong tropical cyclones showed significant decreasing trends from 1957 to 2004 and the linear trend was much greater when the intensity was stronger. There was no linear trend in the portion of strong tropical cyclones achieving a typhoon (TY) intensity, while those reaching a strong typhoon (STY) and a super typhoon (SuperTY) intensity showed decreasing trends during 1957-2004. The maximum intensities of TCs, ACTCs and LTCs all decreased during the period of 1957-2004. The mean intensities of TCs and ACTCs displayed decreasing trends and the mean intensity of LTCs achieving a TY intensity also showed a decreasing trend.     

我国东西部地区地气温差的年代际变化特征

利用1960~2006年我国地温、气温逐日4个时次[02:00(北京时间,下同)、08:00、14:00和20:00]的台站观测资料,计算并分析了我国东南、西北地区各季地气温差的年代际变化特征。分析结果表明:我国东南部地区各季地气温差在20世纪70年代末以前,大部分年份偏高,高于平均值,而在20世纪70年代末以后,我国东南部地区各季地气温差偏低,在夏季和冬季表现尤为明显。我国西北地区春季和夏季地气温差在20世纪70年代末以前大部分年份偏低,低于平均值;而在20世纪70年代末以后,地气温差则大部分年份明显偏高。我国西北地区秋季地气温差的年代际变化特征不明显,而冬季地气温差的年代际变化趋势与春夏季相反,在20世纪70年代末以前大部分年份偏高,高于平均值,而在20世纪70年代末以后偏低。另外,发现地温和气温对我国东南、西北地区各季地气温差的年代际变化在各季所起的贡献作用不同。     

2023年汛期气候预测效果评述及先兆信号分析

2023年夏季,我国整体表现为高温少雨的特征,旱涝分布不均。夏季台风虽然生成和登陆个数均较常年偏少,但破坏力极强。华北、西北等地阶段性高温事件异常突出,但长江流域的高温干旱强度明显弱于2022年同期。从预测效果来看,2023年汛期预测较好把握了我国北方主雨带特征,对松花江流域、嫩江流域、海河流域可能出现的较重汛情做出了准确的预测预警。对夏季热带气旋的生成个数、主要路径、影响区域等的预测与实况较为相符。对夏季全国大部地区气温偏高的特征预测与实况一致,并明确指出,长江流域发生类似2022年夏季大范围持续性高温干旱事件的可能性低。汛期预测的不足之处主要在于对华南等地的降水预测与实况出现较大偏差,对华北、黄淮等地的高温过程极端性估计不足。针对2023年汛期降水的先兆信号及其预报性能进行了回顾和评估,无论是年代际尺度还是年际尺度外强迫信号,均对我国北方主雨带有较好的指示意义。同时,几乎所有先兆信号都对华南降水给出了一致的错误信息,是导致华南降水预报失败的主要原因。     

1957-2004年影响我国的强热带气旋频数和强度变化

Based on tropical cyclone track dataset in the western North Pacific from China Meteorological Administration(CMA),variations in frequency and intensity of tropical cyclones(TCs)in the western North Pacific,affecting-China TCs(ACTCs)and landfall TCs(LTCs)achieving a typhoon intensity during 1957-2004 were studied.Frequencies of strong tropical cyclones showed significant decreasing trends from 1957 to 2004 and the linear trend was much greater when the intensity was stronger.There was no linear trend in the portion of strong tropical cyclones achieving a typhoon(TY)intensity,while those reaching a strong typhoon(STY)and a super typhoon(SuperTY)intensity showed decreasing trends during 1957-2004.The maximum intensities of TCs,ACTCs and LTCs all decreased during the period of 1957-2004.The mean intensities of TCs and ACTCs displayed decreasing trends and the mean intensity of LTCs achieving a TY intensity also showed a decreasing trend.     

1957-2004年影响我国的强热带气旋频数和强度变化

以中国气象局西北太平洋热带气旋资料为基础,分析1957-2004年影响我国并达到台风强度以上的三类热带气旋,即生成热带气旋、影响热带气旋和登陆热带气旋的频数和强度的变化。结果表明：强热带气旋频数在1957-2004年间呈显著减少趋势,强度越强,其减少趋势越明显。近50 a台风以上强度的强热带气旋频次占总频次的比例没有明显的增加或减少趋势,强台风和超强台风比例呈减少趋势。1957-2004年热带气旋的最大强度呈线性减弱趋势,生成热带气旋和影响热带气旋的平均强度亦呈减弱趋势,登陆台风的平均强度也呈减弱趋势。     

2008年全球重大天气气候事件概述

2008年,全球表面气温为有器测记录以来的第十暖年.年初,暴风雪、严寒、低温、雨雪和冰冻天气席卷欧洲东南部经中亚至中国的多个国家和地区,北美也频繁遭受暴风雪的袭击;中国北方出现严重冬春连旱;夏季,东亚、南亚、欧洲中东部、美国密西西比河流域等地遭受不同程度的暴雨洪涝;年内,澳大利亚持续干旱.5月,拉尼娜事件结束.1月,北半球积雪面积达到历史最大值.2008年,西北太平洋热带气旋活动较常年异常偏少,大西洋飓风活动接近常年.     

AMSU温度反演及其在台风研究中的应用

利用物理统计综合方法，建立了统计回归模型，作AMSU（Advanced Microwave Sounding Unit）温度反演。采用Liebe模式计算了AMSU3～14通道微波波段的权重函数，利用计算得到的归一化权重函数作为统计回归模型的约束夸件，并适当调整约束因子求得方程的最佳解。结果表明，当采用近星下点的AMSU—A亮温资料样本时，该算法模型具有较高的反演精度，在100hPa以下，温度均方根偏差为0．4K，100hPa及以上的均方根偏差为1．0K。用同样的约束回归算法对AMSU偏离星下点的观测视场作了临边订正，对于通道4～14（频率52．8～57．29GHz）的大气探测通道，使其最大偏差由-15～5K减小为4-0．9K。利用反演的温度，对2002-2003年登陆和影响我国的15个热带气旋的暖心结构作了分析，发现AMSU温度不仅能够清晰地反映热带气旋的暖核结构，而且其温度距平值与热带气旋中心风速和最低海平面气压有较好的相关关系，对实际分析预报有一定的参考价值：     

中国西北干旱、半干旱区春季地气温差的年代际变化特征及其对华北夏季降水年代际变化的影响

利用我国1951~2000年夏季降水观测资料分析了我国夏季降水的年代际变化特征,表明了我国夏季降水在1976年前后发生了一次明显的气候跃变,在1976年之后华北地区和黄河流域夏季降水明显减少,出现了严重持续干旱,而西北地区从20世纪70年代后期开始,降水增多,且西北地区降水振荡位相要超前于华北地区降水振荡位相5~8年。并且,本文从1960~2000年我国西北干旱、半干旱区的地温、气温观测资料分析了我国西北干旱、半干旱地区的地气温差(Ts-Ta)的变化特征,其结果表明了在20世纪70年代后期以前,我国西北干旱、半干旱地区的地气温差大部分年份偏低,低于平均值,而从70年代后期之后到2000年,我国西北干旱、半干旱地区的地气温差偏高。此外,本文还分析了西北干旱区地气温差变化的最大地区新疆西部春季地气温差与我国夏季降水的相关关系,其正相关区分别位于西北地区、东北地区和长江流域,而负相关区分别位于华北地区东部和西南地区,这表明我国西北干旱、半干旱区春季地气温差可能是华北地区夏季降水年代际变化的原因之一。     

2012年全球重大天气气候事件及其成因

2012年,全球气温偏高,可能为有观测记录以来的第九个最暖年,北半球经历了有记录以来第二个最热的夏季。年内,2011/2012年拉尼娜事件于2012年初结束,北极海冰范围创历史新低,世界范围内出现了显著的气候异常和极端事件。年初,低温、寒流和暴雪袭卷欧洲和东亚地区;5月,亚马孙河流域因强降水遭遇50年不遇的洪水;6—9月,美国发生1956年以来最严重的干旱;6月以来,多个强台风袭击东亚、东南亚和美国东海岸。全球极端偏暖事件主要出现在欧洲中部和南部、北美洲中部和南部、南美洲南部、亚洲西部、南部和东北部等地;极端偏冷事件主要出现在亚洲大部、欧洲东部和美洲东部的局部等地。欧洲中部、非洲西部、南美洲中南部、南亚、东南亚和东北亚南部等地区出现了极端强降水事件。分析指出,大气环流异常是上述全球重大天气气候事件的直接原因;此外,全球变暖背景下西风基本流偏弱,环流经向度加大、移速减缓和大气环流异常的持续性增强,也为极端事件的发生提供了有利的动力背景。     

香港城市与郊区气候差异分析

香港天文台近年的研究显示,香港的气温上升是由温室效应增强所导致的全球变暖及本地高密度城市发展的共同影响.除温度外,香港因受城市化影响,相对湿度在城市与郊区之间亦有很明显的差异.选取1989-2006年较能代表香港市区与郊区情况的气象站每小时气温和相对湿度数据,初步比较了香港市郊温度和相对湿度差异的日变化和季节变化,并试图分析这些差异变化与城市化影响的关系.结果显示郊区的气温变化幅度比市区大、变化也较突然,市区晚间至清晨气温较郊区为高;日间情况大致逆转,但气温差别幅度不及晚间.一年之中,城市化效应在冬季最为显著,春季则最不明显.市郊相对湿度的差异同样很明显.晚间至清晨市区相对湿度较郊区为低,日间相反.     

北京地区城郊极端温度事件的变化趋势及差异分析

利用北京地区城郊16个气象观测站1979～2008年逐日平均、最高和最低温度的均一化资料,分析了近30年北京地区城、郊区极端温度事件发生频次(强度)的变化趋势,并对比了城郊差异以及城市热岛强度对城郊差异的影响.研究结果显示:从发生频次来看,近30年城区极端低温事件的减小幅度[5.94 d (10 a)-1]高于郊区的减小幅度[-5.28 d (10 a)-1],而极端高温事件的增加幅度在城区[4.33 d (10 a)-1]和郊区[4.42 d (10 a)-1]之间差别不大,定量化的诊断结果进一步证明了城区和郊区在极端温度事件发生频次上的差别很小.从发生强度来看,近30年城区极端温度事件的年平均发生强度明显高于郊区,但在变化趋势上,城区极端低温事件的减弱幅度略高于极端高温事件的增强幅度,相差0.042℃(10 a)-1,而在郊区极端低温事件的减弱幅度却略低于极端高温事件的增强幅度,相差0.052℃(10 a)-1.城郊差异的定量化分析结果表明,极端温度事件在城区强度一般大于郊区强度,城区与郊区强度差值均为正值(除1982年和1985年极端高温事件强度差值为负).热岛强度与极端温度事件城郊差异的相关性统计发现,极端温度事件发生频次和发生强度在城郊之间的差别与热岛强度均没有明显的相关特征,该结果说明城市热岛效应对北京超大城市市区和郊区影响基本一致,其差异性是有限的.     

2013年全球重大天气气候事件及其成因

2013年,全球气温持续偏高,与2007年并列为第六个最暖年份,其中气温异常偏高的地区主要位于澳大利亚、北美洲北部、南美洲东北部、非洲北部以及欧亚大陆的大部地区。年内,赤道中东太平洋基本维持弱冷水状态,北极海冰范围仍处于记录中最低水平之一,而南极海冰范围则创历史新高。受大气环流异常以及海洋和海冰等外强迫因子的共同影响,世界范围内出现了显著的气候异常和极端事件,年初寒流和暴风雪袭卷亚洲、欧洲部分地区和北美洲,澳大利亚出现了极端高温天气;6—9月中欧、亚洲和北美洲部分地区遭受暴雨洪涝的袭击,期间北半球大部地区则发生了极端高温天气;6月以来多个强台风袭击东亚、东南亚和北美洲东海岸。分析指出,大气环流异常是上述全球重大天气气候事件的直接原因,而太平洋海温异常通过海气相互作用对大气环流异常产生重要影响。此外,在全球升温的过程中,伴随着气温平均值和变幅增大,致使发生极端天气气候事件的概率增加,这为全球许多国家和地区出现异常天气提供了有利的气候背景条件。     

麦莎台风登陆后能量过程与水汽供应的诊断研究

对0509号台风"麦莎(Matsa)"登陆后长时间维持并轻度加强的过程进行了诊断研究,此过程涉及到多种因素.位涡分析表明,当中纬度西风槽东移,该槽底部分裂出的一个较小的正位涡中心与"麦莎"合并使"麦莎"的涡旋动能增强,而在9日之后"麦莎"与槽主体合并的阶段,槽区主要的正位涡中心与"麦莎"融合.动能收支分析发现,"麦莎"登陆北移过程中,高层的无辐散风穿越等高线将位能转换为动能这一过程较"麦莎"的整体加强为早,而辐散风是低层动能的主要来源.中低层天气尺度系统为积云对流的发展提供动能,而积云对流释放潜热又为高层动能的维持提供了帮助.将"麦莎"与北美"Agnes"飓风比较后发现,"麦莎"加强程度比"Agnes"较弱的原因之一,是高层的无辐散风把台风环流内的动能向环境输出,而"Agnes"飓风则是环境区有大量动能向台风环流区输送.分析水汽来源可知,在"麦莎"登陆期间及其后副热带和热带的两条水汽通道同时或分别为"麦莎"的积云对流提供了足够的水汽供应.     

Reduced Sensitivity of Tropical Cyclone Intensity and Size to Sea Surface Temperature in a Radiative-Convective Equilibrium Environment

It has been challenging to project the tropical cyclone(TC) intensity,structure and destructive potential changes in a warming climate.Here,we compare the sensitivities of TC intensity,size and destructive potential to sea surface warming with and without a pre-storm atmospheric adjustment to an idealized state of Radiative-Convective Equilibrium(RCE).Without RCE,we find large responses of TC intensity,size and destructive potential to sea surface temperature(SST) changes,which is in line with some previous studies.However,in an environment under RCE,the TC size is almost insensitive to SST changes,and the sensitivity of intensity is also much reduced to 3%?C-1–4%?C-1.Without the pre-storm RCE adjustment,the mean destructive potential measured by the integrated power dissipation increases by about 25%?C-1 during the mature stage.However,in an environment under RCE,the sensitivity of destructive potential to sea surface warming does not change significantly.Further analyses show that the reduced response of TC intensity and size to sea surface warming under RCE can be explained by the reduced thermodynamic disequilibrium between the air boundary layer and the sea surface due to the RCE adjustment.When conducting regional-scale sea surface warming experiments for TC case studies,without any RCE adjustment the TC response is likely to be unrealistically exaggerated.The TC intensity–temperature sensitivity under RCE is very similar to those found in coupled climate model simulations.This suggests global mean intensity projections under climate change can be understood in terms of a thermodynamic response to temperature with only a minor contribution from any changes in large-scale dynamics.     

热带气旋与珠江三角洲高温天气的关系

对1965~2004年珠江三角洲出现的高温天气及高温天气出现时距珠江三角洲一定距离是否有热带气旋出现进行统计分析,发现珠江三角洲出现高温天气时在东北偏东方至东南方(60°~150°)这一扇形区距离珠江三角洲为500~2000 km的弧面中有热带气旋出现的机率较大,说明热带气旋与珠江三角洲高温天气的形成关系密切;然后对2004年6月底7月初珠江三角洲的高温天气过程进行个例分析,又通过对历史天气过程进行普查,发现强大的高压环流和适当距离上的热带气旋外围下沉气流是珠江三角洲高温天气形成的重要条件。     

2011年全球重大天气气候事件及其成因

2011年,全球气温偏高,为有观测记录以来的第十个暖年,是近60年来出现拉尼娜事件的年份中全球气温最高的一年。2011年,全球热带气旋活动较常年偏少。4月,一次拉尼娜事件结束,9月又一次拉尼娜事件生成。年初,低温、寒流席卷亚洲大部,暴风雪频繁袭击北美地区。西欧和中国东部出现严重春旱。夏季,非洲东部经历了20世纪80年代以来最严重的干旱,而东南亚、巴基斯坦和中南美洲洪涝灾害严重。全球极端偏暖事件主要出现在欧洲西部和西北部、南亚南部、东亚中西部、北美东南部等地;极端偏冷事件主要出现在东亚、澳大利亚、非洲南部和美国东北部和西部等地。而南美中东部、东南亚及中国东南部、日本、澳大利亚北部、非洲西部等地出现了极端强降水事件。研究发现,2010／2011年拉尼娜事件和台风活动是导致东南亚洪涝出现的重要原因,而巴基斯坦洪涝主要与印度洋正位相偶极型海温分布有关。     

登陆广东热带气旋特征及其与副热带高压的关系

2004年登陆广东的热带气旋只有2个,个数明显偏少,粤西无热带气旋登陆;登陆广东的初台偏迟,终台结束早,登陆时间集中于7月;热带气旋移速快,强度弱(为热带风暴),对广东影响利大于弊。对1951~2004年7~9月登陆广东的热带气旋进行统计分析,发现各月登陆广东的热带气旋次数差异较大,最多时一个月有5个,最少时没有。登陆广东的热带气旋个数与西北太平洋副热带高压位置、强度有密切关系,可以将有利于和不利于热带气旋登陆广东的副热带高压各分为3种环流形势。