单站边界层风场结构与强对流天气

边界层中风场的结构与天气有一定的关系,人们很早就注意到[1][2]单点风的垂直廓线呈急流状时(又称鼻状结构),有利于不稳定的形成。近年来随着对强对流天气研究的深入,人们注意到边界层附近小的里查逊数(Ri)有助于强对流天气的发生[3]。而小里查逊数主要是由强风切变引起。本文通过对杭州单站边界层风廓线的研究,来揭示它与杭州地区强天气之间的关系。 一、边界层风场结构的统计特征 对1979—1982年5—8月杭州低层风的垂直廓线逐个进行了分析。把1500m以下廓线中出现急流状结构的,且其最大风速点达到12m.s~(-1)以上时算作一个急流时,共计50个(代表17次过程)。按其风向分别进行统计(见表1)。可以看出,在夏季低层有急流状结构的多为西南风,它与夏季风有密切关系。而偏北风(东北风和西北风)共有14次,占28％,它们多半出现在冷锋或切变线的北侧。这说明夏季弱冷空气南侵时,在边界层中也可形成急流状结构,造成低层很强的垂直切变。急流     

2005年夏季中国登陆台风的环流特征

利用NCEP/NCAR再分析资料和中国台风网提供的2005年台风资料,研究了2005年夏季台风登陆及中国东部频发性台风暴雨的环流特征及南北半球环流系统的相互作用。2005年夏季登陆我国的台风存在显著的阶段性变化,即6月10日～7月11日西太平洋无热带气旋生成,7月12日～9月30日西太平洋热带气旋频繁活动,造成登陆我国台风间隔时间短、 频数高、强度强,使得我国东部台风暴雨频繁发生。研究指出,6月10日～7月11日西太平洋无热带气旋生成与西太平洋副热带高压位置偏南、越赤道气流较弱、东亚热带辐合带（5°N～15°N,120°E～150°E）对流偏弱有关。而在7月12日～9月30日,西太平洋热带气旋活动频繁与西风槽的多次南下、西太平洋副热带高压断裂（或东撤）、东亚热带辐合带对流加强有关。进一步研究发现,气候平均态的西太平洋越赤道气流分别位于125°E和145°E附近, 2005年夏季125°E和145°E附近的越赤道气流减弱,然而在7月12日～9月30日,130°E～135°E附近的越赤道气流加强并维持时间较长。130°E～135°E附近越赤道气流加强与澳大利亚高压东移以及140°E～180 °E赤道低压加深有关。     

海温异常对东亚夏季风及长江流域降水影响的分析及数值试验

对夏季的向外长波辐射(OLR)场及前期热带海温之间的奇异值分解(SVD)分析表明,当自前冬开始的热带海温呈La Nia 型异常分布,相应的对流的最佳耦合模态将是:从印度半岛经孟加拉湾直至南海以及西太平洋暖池都为强对流活动区,而在中国江淮流域地区则为弱区.当海温呈El Nio分布时,则相反.数值试验的结果是:在1998年实际海温强迫下,模式十分成功地模拟了该年夏季流场的基本特征,南海季风爆发的日期及强度皆与实际十分符合,印度季风也偏弱.特别是模式成功地模拟出了1998年长江流域6～7月的强降水,距平百分率达到100%以上.改变热带海温,分别用气候海温代替赤道东太平洋和西印度洋实际海温.结果发现,在用赤道东太平洋气候海温取代实际海温时,与1998年实况相比,印度季风与南海季风明显加强,长江流域降水趋于正常值.即如果1998年不出现El Nio现象,或者海温异常的强度减弱,则长江流域降水就会大大减弱.1998年热带西印度洋海温异常对东亚季风的影响与热带东太平洋十分相像.暖洋面将有利于长江流域的强降水,而不利于南海季风的加强.关键词:海面温度;长江流域;洪涝;南海季风;数值试验     

2020年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究

本文针对2020年夏季川渝地区的强降水产生的洪涝过程及相应的15次暴雨过程进行了分析,并与川渝地区大旱年同期情况进行了对比。2020年夏季,西太平洋副热带高压（以下简称副高）较气候平均位置偏西、强度偏强,其西伸脊点可达110°E以西;青藏高压东伸、偏强,上下层共同作用使副高稳定维持。中纬度小波动活动频繁,使得冷空气活动往往维持在川渝上空。副高西侧气流与北方偏北风的汇合使川渝地区形成较大的水汽通量辐合区,为暴雨的发生提供十分必要的水汽条件。此外,来自印度的季风气流从印度北部至高原东侧,经由高原南侧向东输送水汽,成为另一支重要的水汽通道。2006年夏季,川渝地区为重要的干旱年,暴雨个例也最少。在这一年,副高偏东,中纬西风带短波槽不活跃,西南季风偏弱,川渝地区水汽辐合较少,这些与2020年形成了鲜明的对比。     

次天气尺度低空急流的形成

本文指出次天气尺度低空急流的超地转特征主要是由变压风叠加在地转风场上所致。并且高层辐散引起低层辐合,上下层质量调整是造成低层出现变压风的一个重要原因。明确了暴雨对急流反馈的直接效果就是增加其变压风.通过一个实例的诊断分析,对上述观点进行了验证。     

GRAVITY WAVES ON THE AXIS OF LOW LEVEL JET AND THEIR INSTABILITY

Using the wind data at mountain stations, gravity waves on the axis of low level jet and their relation to rain clusters have been studied by means of the spectrum method. It is found that the spectrum densities of both wind and rainfall reach their maximums at the period of 8 h and the moduli between wind and rainfall also reach the maximum in that range. Both observation and theoretical study give the same conclusion that the unstable development of gravity waves depends not only on the atmospheric stratification but also on the vertical shear of the environmental wind. The appearencc of the jet-shape vertical profile of wind is favourable for the unstable development of gravity waves. The lower the height of the axis, the larger the growth rate of amplitude.     

2018年1月南方雨雪天气的形成及其与冬季风异常的关系

2018年1月3～7日和24～28日,我国南方地区出现了两次雨雪冰冻事件。本文利用台站观测资料和再分析资料,研究了它们的形成原因及其与冬季风异常的关系。结果表明,两次降水过程中,乌拉尔山地区有高压脊稳定维持,西风带多小波动活动,南支扰动活跃。受冷空气和南支槽等系统的影响,南方地区出现大范围降水、降雪,而这种稳定形势与平流层的环流特征有关系。1月平均的平流层极涡强度异常偏强,有利于低层环流的稳定。在1月份,南北不同纬带冬季风的强度有着显著的差别,大多数情况下呈现了不一致甚至相反的态势。南方雨雪冰冻天气往往发生在北方北风偏强、而南方南风偏强的时候。在季节尺度上,当冬季风呈现“北强南弱”的反相变化模态时,即北方北风、南方南风距平时,南方地区容易出现雨雪天气。     

ITCZ的季节内振荡及其与热带气旋发生阶段性的关系

利用中国气象局提供的热带气旋资料和NCEP/NCAR再分析等资料, 研究了热带辐合带(Intertropical Convergence Zone, 简称ITCZ)上对流强度的季节内振荡特征及其与热带气旋生成频数阶段性变化的关系, 并进一步研究了它与越赤道气流、 赤道西风和ITCZ北侧偏东风季节内振荡的关系。研究发现: (1) ITCZ对流强度的变化有明显的30～60 d振荡, 西太平洋 (5°N～20°N, 120°E～150°E) 范围内的热带气旋约有2/3发生在30～60 d振荡的活跃位相。(2) ITCZ季节内振荡在热带地区表现为向东传播的特征, 而在副热带地区 (25°N～35°N) 表现出清晰的西传特征。在ITCZ季节内振荡较强年, 振荡在由赤道传播至15°N左右时, 与北面向南传播的振荡在该纬度附近汇合, 对流强度增强, 使热带气旋在此期间频繁发生。而在弱年, 振荡由赤道一直向北传播至30°N附近, 15°N附近的ITCZ对流较弱, 热带气旋生成偏少。(3) 赤道西风、105°E～110°E越赤道气流和ITCZ北侧的偏东风气流本身也存在30～60 d振荡。这三支气流的30～60 d振荡与ITCZ的季节内强弱变化密切相关。然而, 相比之下偏东风气流的30～60 d振荡和ITCZ对流强弱的30～60 d振荡对应关系略差。     

南海夏季风持续异常的特征及其对全球环流的影响Ⅰ.诊断分析

用1980－1996年OLR资料及NCEP／NCAR再分析资料研究了南海夏季风持续异常的基本特征及其与全球环流的关系。对比分析结果指出，强弱南海夏季风期大尺度环流（副热带高压、局地Hadley环流及Walker环流等）变化基本相反。在南海地区出现强弱持续异常的季风活动时，该地区的对流活动不仅与大尺度热带和副热带流场有关，而且还反映出北半球西风带环流的调整。北半球中高纬大气环流对南海夏季风持续异常是有响应的，南海地区季风的强弱，特别是出现持续异常时，强弱季风所对应的动能差异是全球性的，其相应的大气热状态也截然不同。南海夏季风强烈而持续的对流活动明显通过改变大气热源的分布和大尺度垂直环流的影响，影响到更大范围地区的环流状况。