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2002年  第26卷  第3期

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平流层球面大气地转适应过程和惯性重力波的激发
黄荣辉, 陈金中
2002, 26(3): 289-306. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.01
摘要:
观测表明,在1979年2月平流层爆发性增温期间由于准定常行星波的上传,平流层存在着强烈非地转运动,从而导致很强的散度场和很强的大振幅重力波活动.作者用Hough函数构造一个线性正压全球谱模式,以1979年2月22日平流层爆发性增温期间10hPa上的实际地转偏差作为初始扰动来模拟平流层在爆发性增温时非地转扰动的地转适应过程,并从散度场的变化来讨论平流层爆发性增温时重力波的激发和传播.模拟结果表明:由于在平流层爆发增温时,伴随着大范围的非地转运动的产生,气压场将很快与流场相互调整(此过程以气压场向流场调整为主),经过2~4 h气压场与流场达到地转关系,并且在适应过程中散度场产生剧烈变化,这说明在适应过程中所激发的惯性重力波的活动是很剧烈的.
论大气环流的季节划分与季节突变 Ⅲ.气候平均情况
薛峰, 林一骅, 曾庆存
2002, 26(3): 307-314. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.02
摘要:
该文第Ⅰ部分定义了大气环流的季节划分和季节突变,第Ⅱ部分按此对个别年份的情况作了具体计算,第Ⅲ部分则利用NCEP/NCAR 1978~1997年气候平均资料做了实际计算,其结果与第Ⅱ部分大体一致,但更鲜明且更有代表性(是气候平均而非个别年份).主要结果有:(1)在对流层中下层,亚洲冬季风环流的建立始于欧亚大陆高纬西风带,夏季风环流的建立始于太平洋副高(副热带季风),以及由于马斯克林高压和澳大利亚冷高等几个大气活动中心的建立或加强(热带季风).(2)各季节的建立始于平流层,之后是对流层低层的极区和热带个别区域,并由上述层及地区分别向上、下层和中纬度地区发展,最终导致整个半球季节环流场的建立.(3)季节突变最强在平流层,分别位于两半球的热带到副热带以及高纬到极地,其中从冬到夏的突变明显强于从夏到冬的突变,而对流层的季节突变较平流层偏弱,主要位于热带到副热带的中上层.
热带西太平洋风应力异常在ENSO循环中作用的数值试验
严邦良, 张人禾
2002, 26(3): 315-329. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.03
摘要:
利用一个中等复杂程度的海气耦合模式来研究热带西太平洋地区风应力异常对ENSO循环的影响,并以1997/1998年的El Nino事件为例,分析了模式结果中热带西太平洋地区风应力异常对El Nino事件形成影响的动力学及热力学作用.结果表明,热带西太平洋地区的风应力异常对ENSO循环有很重要的作用.在耦合模式中,当热带西太平洋地区的风应力异常由观测给定时,耦合模式基本上可以模拟出自1971年以来的EI Nino事件,观测与模拟的Nino 3区海面温度异常(SSTA)的相关系数可达0.63.赤道西太平洋地区的风应力异常可加强该地区大气的辐合,从而加强了大气的加热场,进而加强了海气相互作用的不稳定.赤道西太平洋地区西风异常激发出来的Kelvin波及水平平流对EI Nino事件初始阶段的发展起重要作用;海气相互作用及东边界的反射对EI Nino事件的发展及维持起重要作用.
中南半岛影响南海夏季风建立和维持的数值研究
徐海明, 何金海, 温敏, 董敏
2002, 26(3): 330-342. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.04
摘要:
利用美国大气研究中心研制的第三代公共气候模式(CCM3)模拟了中南半岛对南海夏季风的建立和维持的影响,数值试验结果表明,中南半岛对南海夏季风的建立和维持起了非常重要的作用.同时还就中南半岛影响南海夏季风建立和维持的机制进行了讨论.
诊断天气气候时间序列极值特征的一种新方法
丁裕国, 金莲姬, 刘晶淼
2002, 26(3): 343-351. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.05
摘要:
将平稳过程的交叉理论用于天气气候极值分析,提出了一种诊断天气气候时间序列极值特征量的新方法,在正态假设下,推证出天气气候记录中,极值出现频数、持续时间和等待时间的估计公式,论证了极值出现频数与其频谱结构的对应关系及其相互推算方法.实例应用表明,其理论计算值与实测值相当一致,这种方法对于气候变化诊断与预测和天气预报具有很强的实用价值.
热带气旋与西南低涡相互作用的个例研究 Ⅰ.诊断分析
陈忠明, 黄福均, 何光碧
2002, 26(3): 352-360. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.06
摘要:
通过对1989年7月8~11日西南低涡与活动于南海的强热带气旋发生远距离相互作用的诊断分析,揭示出中低纬系统相互作用在促进西南低涡发展和暴雨发生中所起的一些重要作用.
东北冷涡持续活动时期的北半球500 hPa环流特征分析
刘宗秀, 廉毅, 高枞亭, 孙力, 沈柏竹
2002, 26(3): 361-372. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.07
摘要:
分别对5月和6~8月东亚东北冷涡活动典型的多寡年份北半球500 hPa高度距平场进行合成、频次累积和相关分析,结果表明:东亚东北冷涡持续性活动不仅与前期、同期和后期北半球的大气环流异常密切相关,而且也是异常区的重要组成部分;500hPa 5月和6~8月东北冷涡活动多寡年的同期500hPa高度距平合成场差异显著;6~8月东北冷涡典型多寡年的同期距平场均与前冬(12~2月)的主要异常区反位相,存在半年尺度的遥相关,与北太平洋涛动(NPO)类同的500 hPa高度距平场,如前冬呈正位相,预报6~8月东北冷涡持续活动弱,反之,冷涡持续活动强;合成场和相关场通过信度检验的关键区主要位于东亚中高纬度至阿留申群岛及其以南的副热带地区、青藏高原接近巴基斯坦一侧和北非乍得盆地与撒哈拉大沙漠等地区;由此可以认为东亚地区中高纬度5月和6~8月东北冷涡持续性活动是北半球大气环流异常持续或调整的重要表征.
Ni?o 1+2海区冷、暖水期西太平洋副高的特征及其对东亚季风的影响
陈月娟, 周任君, 武海峰
2002, 26(3): 373-386. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.08
摘要:
通过对海温资料和500hPa位势高度、垂直速度、850 hPa的水平风分量资料的分析,探讨ENSO的各不同阶段西太平洋副高和东亚季风的变化特征.结果表明:赤道东太平洋海温与西太平洋副高有密切的关系.Nino 1+2区海温有明显的10年际变化,与西太平洋副高的1O年际变化非常吻合;前期Nino 1+2区为冷、暖水期时西太平洋副高的强度和位置有明显差异,前期为暖水期时夏季西太平洋副高较强,范围向西和向南伸展,冷水期反之,西太平洋副高较弱,位置偏东偏北.西太平洋副高的变化进一步影响东亚季风和我国的降水.这种影响在Nino 1+2区海温变化后4~6个月最明显.因此,前期Nino 1+2区海温的变化可以为东亚季风和我国降水的长期预报提供依据.
藏北高原陆面过程的模拟试验
张宇, 吕世华
2002, 26(3): 387-393. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.09
摘要:
利用NCAR陆面过程模式(Land Surface Model)和1998年"青藏高原能量与水分观测实验"加强观测期(GAME/Tibet IOP)的观测资料对青藏高原地区陆面过程进行了模拟研究.结果表明,在观测资料的强迫下模式能够较好地模拟出地表特征量的变化趋势,深层的土壤温度的模拟对初始场在0℃左右的变化敏感.模拟的感热通量、潜热通量以及地表反射的太阳辐射较观测值偏大.在高原地区地表类型分布状况的真实描述及植被、土壤参数的选取可能是提高该地区效果的首要问题;草地下垫面的陆面特征有待进一步研究;对土壤水热运动的真实描述,及冻土过程的加入对大气环流模式(GCM)跨季节的数值模拟会有所改进.
长江三角洲地区地表月平均反照率的卫星遥感研究
徐兴奎
2002, 26(3): 394-400. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.10
摘要:
应用NOAA-AVHRR气象卫星数据,通过近似的大气校正模型及双向反射模型,结合地理信息系统,建立了动态的反照率反演模型,并反演计算了我国长江三角洲地区1995年3~12月的地表反照率.通过对诸多影响反照率变化因子的分析显示,遥感反演结果与地表覆盖特征及气候特征基本相符.
北京地区春末-秋初气溶胶理化特性的观测研究
许黎, 冈田菊夫, 张鹏, 张代洲, 石广玉
2002, 26(3): 401-411. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.11
摘要:
分析了1997年5~9月和1998年4~9月北京整层大气气溶胶光学厚度、近地面气溶胶粒子数浓度的日变化、季节变化及其与气象要素的关系,还分析了 1997年5月16日、7月21日和8月2日收集的北京单个气溶胶粒子样品的形态、大小和化学元素组成.结果显示,北京地区春末-秋初整层大气气溶胶光学厚度在0.1~1.6之间变化;气溶胶数浓度(D>0.3μm)为几~几百个/cm3;整层大气气溶胶光学厚度的日变化型式与近地面气溶胶数浓度呈现相反的走向;气溶胶光学厚度和数浓度的日、季节变化显示了整层大气和近地面大气气溶胶与该地区气象、气候条件的关系.气溶胶数浓度与大气相对湿度呈正相关,与风向的关系是偏东风数浓度大,西、西南风数浓度小.电子显微镜分析的结果表明:颗粒物的形态以不规则形、丸形、液态滴形和方形为主;颗粒物化学元素组成有Si、K、S、Al、Mg、Ca、Fe等元素;人类活动排放的Zn、P、Ti、pb、Ba等元素也探测到;北京近地面粒子的一个显著特点是富含Ca和K元素,它们可能分别来自建筑粉尘和有机物的燃烧;给出了一个典型的碳黑粒子和一个粒子经过凝结过程的"卫星"滴环绕的矿物粒子的照片和元素谱图.
上海地区盛夏高温分布和热岛效应的初步研究
丁金才, 张志凯, 奚红, 周红妹
2002, 26(3): 412-420. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.12
摘要:
根据1997~1998年的7~8月高温加密观测资料和卫星遥感资料,应用自然正交函数分解技术(EOF),对上海地区盛夏高温分布的气候平均场和第一特征场进行了分析.上海地区盛夏平均高温场分布具有显著的城市热岛效应特征.作者详细讨论了市区建成面积、土地利用类别、人口密度和人为热等都市化因素对热岛效应范围和强度的影响,并做出定量的估计,提出了缓解城市热岛效应的若干对策.第一特征场分析表明,风向是影响上海地区热岛效应范围和强度变化的最主要的气象因子.
冰雹云中微物理过程研究
洪延超, 肖辉, 李宏宇, 胡朝霞
2002, 26(3): 421-432. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.03.13
摘要:
利用三维冰雹云模式通过实例模拟研究了云中冰相物理过程,结果表明,云中粒子产生有一源地,在雹云发展阶段早期,霰、冻滴,雹和雨水的极大产生率都位于6.0 km高度附近,这里是雹胚及冰雹形成的源区,从"利益竞争"概念出发,人工防雹的催化部位应在此高度附近;粒子产生高度与其源项发生高度及主要增长方式有关,粒子产生和增长过程在云的发展不同阶段也是不同的.在冰雹形成过程中,作为雹胚的霰和冻滴主要通过撞冻过冷水增长.撞冻增长占增长量的大部分,云中存在丰富的过冷水对冰雹胚胎和冰雹形成、增长都是十分重要的.在"冰晶-过冷水-雹胚-冰雹"这一链环中,没有过冷水参与很难形成强烈降雹.通过两例雹云的对比研究,发现若雹云云底温度降低和湿度增大,由于霰撞冻过冷水尤其是撞冻过冷云水增长量大幅度提高,霰的尺度加大,提高向冰雹的转化率,使霰胚数量大大增加.