南北涛动与南极涛动及北极涛动的相互作用

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了南北涛动（Interhemispheric Oscillation,IHO）与北极涛动（Arctic Oscillation,AO）和南极涛动（Antarctic Oscillation,AAO）的联系。分析表明：1）北极涛动（AO）、南极涛动（AAO）与全年各自半球中高纬度地表气压变化密切联系。其中,AO冬季强度最强,且在春季、冬季的影响范围大。而AAO对南半球中高纬的地表气压变动影响更为明显,其在夏季影响范围最大。2）南极涛动（AAO）与南北涛动（IHO）有很好的同期相关性,南极涛动可部分解释南北涛动的形成。IHO与AO存在不显著的负相关,南北半球中高纬大气运动具有相对独立性。3）南北涛动（IHO）与全球较大范围内的地面气压变化有关,而去除AAO信号后,夏季在南极地区原显著相关区显著减少,夏季AAO与IHO存在密切联系。4）南北涛动（IHO）主要与春季、秋季和冬季亚洲、欧洲北部地面气温关系密切。秋季最强,春季次之,冬季最弱。夏季IHO与全球地面气温没有较好的联系。亚欧大陆北部的热力作用可能部分地解释了南北涛动的形成。     

北极涛动与北大西洋涛动的差异

根据北极涛动和北大西洋涛动指数的时间序列,选取两者差异较大的13个年份进行合成分析。结果表明：除北太平洋地区外,北极涛动与北大西洋涛动差异最显著的区域是西欧-地中海区域和亚洲东北部地区。北极涛动高指数阶段,对流层中层为纬向二波的驻波型,分别对应于极地-欧亚遥相关型和太平洋-北美遥相关型。同时,纬向平均纬向风偶极型使西风急流向极地偏移,与增强的中纬度经圈环流相互作用,引导对流层上层异常信号向下传播,形成高低空耦合机制。进一步分析发现,这种中纬度经圈环流异常和高低空耦合形势的差异主要表现在欧亚大陆地区;在北大西洋区域差异并不显著。     

黄河中游降水与太平洋海温、南方涛动的关联

本文采用经验正交函数(EOF)展开和波谱分析方法,讨论1957年1月至1977年12月黄河中游降水分布特征及其演变周期,并讨论了它们分别与亦道西、东太平洋、北太平洋海域海温及南方涛动指数关系。计算结果表明,黄河中游降水的年际变化异常型主要为榆社一带以及西峰镇以南以西地区降水偏多(偏少),其余四周降水偏少(偏多)。这种异常型具有20.7个月(准两年)及12.4个月(准一年)显著周期。该月降水同上述有关洋面上月海温及南方涛动指数有较强的关联,在20.7个月周期上它们关联尤为明显。     

青藏高原降水与有关海域海温,南方涛动的关联

本文采用波谱分析法对1953年1月至1977年1月至1977年12月青藏高原降水与有关海域海温、南方涛动作了分析。通过功率谱计算表明:(1)青藏高原月降水及南方涛动月指数变化分别存在3.3年及1年振动周期。(2)北太平洋月海温变化存在3.3年、2年及1年振动周期。(3)南海月海温变化存在3.3年、2年及1.3年振动周期。(4)赤道东太平洋月海温变化存在3.3年振动周期。交叉谱分析表明:在3 3年周期振动上青藏高原月降水分别落后赤道东太平洋月海温17.3个月、北太平洋月海温7.7个月,甫方涛动月指数5.5个月,它与前者呈反向变化而与后两者呈同向变化。     

长江三峡降水与有关海域海温,南方涛动的关联

采用波谱分析法对１９５３年１月－１９７７年１２月长江三峡降水与有关海域海温，南方涛动作了分析。通过功率谱，交叉谱分析得到一些有意义的结论。     

南方涛动和热带海温与西北地区东部汛期降水关系分析

利用1951-2006年岷县、天水、汉中和西安4站（7—9月）降水量资料、南方涛动指数（Iso）和北太平洋海温资料,分析了南方涛动和热带海温与西北地区东部汛期降水的关系。发现Iso和NIN04区海温与西北地区东部汛期降水关系密切;5—6月南方涛动强弱变化及热带海温距平分布对西北地区东部汛期降水具有很好的预测指示意义;Iso与热带不同海区的海温相关程度不同,并表现出明显的季节变化;5—6月NIN03区和NIN04区海温的异常变化对7—9月南方涛动强弱变化有很好的预测指示性。     

南方涛动和热带海温与西北地区东部汛期降水关系分析

利用山西省沁水县气象观测站1961年-2000年40a的气温和降水资料,分析了沁水40a的气温和降水趋势变化。结果表明：沁水县近40a年平均气温在波动中呈上升趋势,特别是冬季升温显著;降水总体为波动中明显减少的趋势,夏季降水呈递减趋势,而春、秋和冬季则呈现增-减-增-减的波动趋势。夏季的降水增减决定着沁水降水的变化倾向。降水量异常偏多和偏少年份主要出现在20世纪60年代。     

十五世纪以来南方涛动指数与北太平洋海温场的重建

本文利用中国近五百年旱涝等级资料,用典型相关的方法重建了15世纪以来的南方涛动指数（SOI）和北太平洋海温（SST）场。在SOI的重建中校准了1913—1973年校准期方差的40%,在1852—1912年的独立验证期验证了方差的20%;在北太平洋SST的重建中校准的方差较高,其中赤道东太平洋SST的校准方差达60%,在近100年的定性检验中效果也很好。说明用中国历史时期的旱涝资料能够在一定程度上重建出历史时期的ENSO事件。通过对15世纪以来SO和SST重建值的分析发现,ENSO事件不但具有明显的周期性,而且还有250年左右的阶段性变化。SO和SST不仅存在2—7年公认的周期,而且历史上SO还有10.6年、赤道东太平洋SST还有25—28.5年及100年左右与太阳活动有关的周期、进一步分析还得出,18,19世纪及20世纪前期SO低指数事件发生相对较少,15世纪后期、16、17世纪及20世纪后期SO低指数事件发生较多;且历史上的低指数多发期与气候上的冷期一致,而低指数少发期则与气候上的暖期一致;气候上的干旱（湿润）期则与东太平洋长期偏冷（暖）、西太平洋长期偏暖（冷）相对应。     

NUMERICAL SIMULATION OF THE TROPICAL INTRASEASONAL OSCILLATION AND THE EFFECT OF WARM SST

An atmospheric general circulation model is used in a series of three experiments to simulate the intraseasonaloscillation in the tropical atmosphere.Analyses of the model daily data show that various physical variables,from sever-al different regions,exhibit fluctuations with a spectral peak between 30 and 60 days.This represents a 30—60 dayoscillation in the tropical atmosphere and possesses several features which are consistent with observations.These in-clude a horizontal structure dominated by zonal wavenumber 1 and a vertical structure which is predominantlybaroclinic.The effect of warm SST (sea surface temperature) anomalies on the 30—60 day oscillation in the tropical atmos-phere is also simulated by prescribing global SST as observed in 1983.This has the effect of weakening the oscillationwhile at the same time the vertical structure becomes less baroclinic.The importance of cumulus convection to the propagational characteristics of this oscillation is demonstrated by acomparison of results based on different parameterizations for convection.In one case,where the maximum convectionover the Pacific is simulated to be too far east,the simulated 30—60 day oscillation shows evidence of westward propa-gation.In the second case,where the convection maximum is located near the observed position in the western Pacific,there is more clearly evidence of eastward propagation.Both results suggest that the location of maximum convection in the Pacific can have an important influence on thestrength,structure and propagation of the 30—60 day oscillation.     

北太平洋SST涛动与华北夏季降水异常

本文给出了热带地区大气边界层顶的垂直速度,并以此对积云对流加热进行了参数化。用垂直二层楼式讨论了在积云对流加热作用下赤道波的线性稳定性性质。结果表明,在加热强度因子η=O(1)的情况下,由波动自身在大气低层的辐散辐合进行参数化的积云对流加热仅仅引起波动的频率修正,它对波动的不稳定增长率没有贡献;而由边界层旋转抽吸进行参数化的积云对流加热可直接引起波动的不稳定增长。当η>0.5时,由边界层旋转抽吸进行参数化的积云对流加热便使赤道波出现不稳定增长;重力型波动均存在有限波长的最大增长率;Rossby型波动的不稳定增长率远较重力型波动大。此外,由边界层旋转抽吸进行参数化的积云对流加热也会引起波动的频率修正。在此修正下,Kelvin波成为频散波.     

印度洋-太平洋海温长期变化的周期性及其年代际变化

运用小波分析方法对近百年来印度洋－太平洋海温的周期变化特征进行了详细讨论,并且结合以前的工作,运用方差分析的方法对近半个世纪以来各周期振荡水平分布的年代际变化进行了综合分析。研究表明：近百年中,赤道东太平洋海温的长期变化不仅具有准两年（ＱＢＯ）和３－７年（ＬＦＯ）的年际振荡,而且具有１０－１２年、１８－２０年和３０－４０年的年代际振荡。各振荡分量的振幅和周期具有显著的年代际变化特征。近半个世纪各振     

海温热力强迫-涛动和低频振荡机理的动力学研究

用动力分析和数值计算的方法讨论了对海温热力强迫的响应，结果表明，对于行星尺度系数，海温热力场的持续强迫作用可以很快激发出稳定的大气平衡态响应，该响应表现出明显的大尺度东－西及南－北向涛动特征，对于天气尺度系统，海温热力场则主要激发出大气低频振荡，研究结果揭示了海温势力构型与大气响应形式的基本对应关系和动力过程，提出了一些新观点。     

SST THERMAL FORCING – A DISCUSSION ON THE MECHANISM OF ATMOSPHERIC LOW-FREQUENCY OSCILLATION

Dynamic and numerical methods are used to discuss the atmospheric response to SST thermal forcing. The results show that for planetary scale systems, the standing SST thermal forcing can quickly excite a stable atmospheric equilibrium state response, which is characterized by obvious large-scale teleconnection oscillation in east-west and south-north directions. For synoptic scale systems, the SST thermal forcing mainly excites the atmospheric low-frequency oscillation. Some basic relation and dynamic processes between SST thermal forcing and atmospheric response pattern are revealed and some new viewpoints are presented.     

中国气温的年际振荡及其与海气振荡的关系

对中国47站1933、1—1987、12月平均气温资料进行功率谱分析表明,中国气温存在明显的准两年振荡(QBO)和准3.5年振荡(称为SO)。 用CEOF方法对中国160站气温QBO和SO分量研究表明:振荡具有传播和驻波的混合。传播路径一条由华北向南向西,另一条由华南向北向西。 文章还对中国气温和东太平洋赤道海温进行了滞后相关分析。      

THE CORRELATIONS BETWEEN SST AND SUMMER PRECIPITATION OVER EASTERN CHINA AND THE EFFECT OF THE SST ANOMALY IN THE SOUTH CHINA SEA ON THE SUMMER MONSOON AND PRECIPITATION

By use of the method of empirical orthogonal function resolution a study is made of the distributionpatterns of summer rainfall percentage anomalies over eastern China with the result that such anomalies areable to reflect the relative amount of local precipitation.Then the correlations are obtained through calcula-tion between the patterns and the January and June global SST,indicating key regions in association withChina's summer rainfall.On this basis,an 11-layer atmospheric circulation model by the U.K.Meteorol-ogical Office is used to simulate the effect of a weak SST anomaly of the South China Sea upon the summermonsoon circulation in China's mainland.Results show that‘attraction’is available for the Indian monsoonwith a warm anomaly of the SST and‘repelling’with a cold,representing one of the reasons for the anti-phase between the monsoons over the South China Sea and India.Such functions of SST anomalies have asignificant influence on summer rainfall over eastern China.     

大气环流的不连续振荡和指数循环

本文利用两层斜压准地转模式,在低谱简化下,得到一个热力强迫波,瞬变波与纬向气流相互作用的非线性方程组。在近共振和弱斜压不稳定的假定下,利用多尺度方法和不连续振动分析方法,详细讨论了相空间中解的性质。初步讨论了大气环流非均匀指数循环的物理机制。     

DISCONTINUOUS OSCILLATION IN THE ATMOSPHERIC CIRCULATION AND INDEX CYCLE

By using a low-order,two-layer baroclinic quasi-geostrophic model,a nonlinear system including the interaction between a thermal forced wave,a transient wave and zonal flow is studied. Under the conditions of near-resonance and weak baroclinic instability,the features of solution in phase space are discussed with the analytical methods of multiple scale and discontinuous oscillation.The results show that the dynamic coupling between forced wave and transient wave is responsible for the physical mechanism of the non-uniform index cycle of the atmospheric circulation.