大尺度大气环流变化及其对北半球冬季温度的影响

近半个世纪来的全球温度的变化表现出有很大的空间尺度和显著的线性趋势 ,许多研究强调温室效应对全球气候变暖的影响。文中的研究表明大尺度的大气环流的变化对北半球冬季温度有很重要的影响。最近一些学者侧重北大西洋涛动 (NAO)和北太平洋涛动 (NPO)的作用 ,而NAO和NPO都是行星尺度大气环流在区域的特殊表现形式。全球西风环流系统可能具有根本性的作用。当西风环流处于高指数时期时 ,则温度偏高 ;当处于低指数时期时 ,则温度偏低。西风强度及NAO和NPO能解释近 50年来北半球冬季温度变化方差的 2 7 2 %。     

南北半球副热带高压对赤道东太平洋海温变化的响应

本文利用1974年1月到1996年12月重分析(NOAANCEP-NCARCDAS-1)全球500hPa位势高度场资料,及同期赤道太平洋各海区SST资料,研究了南北半球副热带高压的变化特征及其对赤道东太平洋SST变化的响应。结果表明,全球副热带高压的变化及对SST的响应,在南北两个半球有很好的一致性。全球副热带高压强度的变化与超前3个月SST的正相关最为显着。对SST响应最强烈的区域主要在南北纬30°之间的低纬,低纬地区局地SST对副热带高压也有强烈的影响。从10°到30°纬度,对SST的响应分别落后于赤道2～9个月。在中、高纬大气环流的响应表现为波列特征,对暖SST及冷SST的响应波列基本相反,但对暖SST的响应更为显着。海温和副热带高压的月际持续性有明显的季节变化,副热带高压9-10月的相关障碍可能与NinoC区SST8-9月的相关障碍低点有关。     

北大西洋涛动指数的比较及其年代际变率

首先对各种北大西洋涛动（NAO）指数的定义进行了比较。发现冬季和夏季NAO的涛动中心有显著的差异,所以分别进行定义,定义时的中心由EOF分析及相关分析确定,新的定义能解释更多的海平面气压方差。在此基础上建立了1873年以来的冬、夏NAO指数序列。近百年来的NAO指数最突出的年代际变化是,夏季在1910～1920年期间的突变性质的增强,以及冬季近20多年来的持续加强。最后还对NAO年代际变化产生的可能原因进行了分析。     

中国近46年来冬半年日降水变化特征分析

中国总体冬半年降水总量、日降水强度以及强降水日数都有不同程度的增加趋势。西北地区的变化相对显著,其平均降水量、降水日数及日降水强度都呈增加趋势,特别是20世纪80年代后期发生跃变。华北和中部地区降水总量趋于减少。南方3区多为增加趋势,其中东南和华南与冬季风及欧亚遥相关型有显著的负相关关系,而西南地区日降水参数则与温度和北极涛动指数显著相关。东北地区降水指标没有明显的一致趋势。     

1—3月北极涛动对北半球热带太平洋和大西洋对流活动的可能影响

利用1979—2008年日分辨率的向外长波辐射资料以及NCEP再分析资料,去除ENSO影响后,分析了1—3月北极涛动对热带太平洋和热带大西洋对流活动及降水的可能影响。结果表明北极涛动偏强(弱)时,热带太平洋和大西洋对流活动显著偏强(弱)。北半球热带大洋冬季平均向外长波辐射与北极涛动指数的相关系数存在两个显著负相关区:一个位于中太平洋区,大致包括13°—20°N、160°E—170°W;另外一个位于热带大西洋,显著区覆盖的范围大体包括5°—20°N、15°—70°W。这些区域的降水量也表现出显著的正相关。向外长波辐射、强对流面积指数、强对流强度指数、平均降水量等指标与北极涛动指数的相关均以冬季同期最高,随时间滞后相关迅速减弱。与此对应的对流层低层大气环流也有显著变化,850hPa风场的变化表现为热带太平洋有异常的气旋性环流,气旋中心区与显著强对流和降水异常区一致。而热带大西洋有显著的经向环流辐合和风切变,与异常对流和降水区吻合。海洋模式的模拟结果表明,与北极涛动有关联的海温分布,很大程度上与大气强迫有关,说明热带1—3月降水和对流活动与海温的关联较弱。北极涛动与热带太平洋、大西洋对流和降水活动之间主要是通过大气环流的变动产生联系的。     

冬季西风环流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究

用H40°N-H65°N即40°N和65°N纬圈平均位势高度的差来定义西风指数,可以很好地反映温带地区西风的强弱。西风环流强的年份,北半球气温通常偏高,主要是中纬度大陆变暖明显,这可能与中高纬度西风强时,向北的经向热量输送也加强有关。在长期变化的趋势上,1950年代以前北半球偏暖时期的指数偏低,而偏冷时期的指数偏高。但近30多年来,伴随全球加速变暖,西风指数也持续加强,这是否与温室效应的加强有关还有待深入研究。     

Sahel气候与环境变化研究进展

对 Sahel地区气候及环境变化的研究 ,对理解和加强我国干旱半干旱地区许多相关问题有较好的借鉴意义。Sahel地区的干旱化持续了近 30年 ,虽然 1 999年降水出现了自 1 968年以来的最高值 ,但整个 90年代降水仍然偏低。造成 Sahel降水波动的因素包括大西洋海表温度、陆面反馈、全球变暖等。其中海洋的影响起重要作用 ,在某些年份里土壤水分可能会起到比较大的作用 ,而大气内部的动力作用则可能没有明显影响 ,从大尺度看人类活动对此地区整体环境和气候的变化贡献不大。     

恢复近百年北半球500hPa高度场的试验

高空环流与地面温度、海平面气压等气象要素有密切联系,而较为完整的北半球地面温度及地面气压都可追溯到上世纪后期。根据观测的地面温度和气压资料利用逐步回归的多元统计方法,恢复１８７３年以来的北半球冬季和夏季５００ｈＰａ高度场,并用１９５１￣１９５７年的独立资料进行了检验,分析表明恢复方案是可行的。恢复的结果是可信的。     

POSSIBLE INFLUENCE OF FEBRUARY-APRIL ARCTIC OSCILLATION ON THE ITCZ ACTIVITY OF WESTERN-CENTRAL PACIFIC

The daily patterns and activity of Intertropical Convergence Zone(ITCZ) in the Western-Central Pacific Ocean are analyzed using NOAA interpolated Outgoing Longwave Radiation dataset during the period from 1979 to 2008, and the relationships between ITCZ patterns and Arctic Oscillation(AO) is investigated in this paper. In accordance with the central activity region the daily ITCZ can be divided into six patterns—north, south, equator, double, full and weak pattern, respectively. The statistic result shows that the north(accounting for 30.98% of the total observations), south(31.11%) and weak(24.05%) ITCZ patterns are the most active daily patterns within a 30-year period, while the other three ITCZ patterns occur infrequently. Results show that the February-April AO index has a significant positive(negative) correlation with the frequency of the north(weak) ITCZ pattern from March-May to August-October, with the strongest correlation in April-June(March-May). At the same time, the lower tropospheric atmosphere circulation(850-hPa wind field) and SST anomalies corresponding to the AO change significantly in the tropical Pacific. When AO is in the positive phase, there is an anomalous westerly from the equator to 15°N and warmer SST in the critical north ITCZ active region, while there is an anomalous easterly and insignificant change of SST from the equator to 15°S. The wind and SST anomalies share the same characteristics of the equatorial asymmetry and thus enlarge the gradient between the south and north of equator, which would help reinforce convection in the north of equator and result in more frequent occurrence of the northern type of ITCZ.