利用耦合了陆面模式的大气环流模式,结合青藏高原植被退化的范围和程度,通过在模式中修改高原地区(27°—40°N,75°—100°E)的叶面积指数的方法,探讨了植被退化以后对高原及其附近地区上空大气环流的影响。结果表明,...利用耦合了陆面模式的大气环流模式,结合青藏高原植被退化的范围和程度,通过在模式中修改高原地区(27°—40°N,75°—100°E)的叶面积指数的方法,探讨了植被退化以后对高原及其附近地区上空大气环流的影响。结果表明,该模式对高原地表温度场具有很强的模拟能力,并且能够很好地模拟出青藏高原及附近地区夏季位势高度场的平均特征及南亚高压的位置和强度,但南亚高压中心强度偏大且略微西退。在青藏高原植被出现退化以后,高原整体地表土壤温度和地表2 m空气温度升高,感热通量增加、潜热通量减小,进而改变了高原地区的波文比。地表感热增加导致高原及附近地区500 h Pa高度场降低和200 h Pa高度场升高,并在200 h Pa上存在强大的反气旋性环流异常,导致南亚高压增强和北扩东伸。植被退化造成的青藏高原感热增加导致了高原南部上升运动增强和北部上升运动减弱,同时又引起高原以北地区下沉气流的影响范围扩大,而下沉气流的强度减弱,其结果有助于高原以北的干旱范围扩大,而干旱程度却得到缓解。展开更多
本文利用ECMWF再分析资料及Hadley中心提供的海温数据分析了20世纪90年代以后华北地区初春低温增强的原因,并通过数值模拟结果予以验证。结果表明,北大西洋"马蹄型"海温模态与影响我国华北地区的欧亚波列存在显著的相关关系...本文利用ECMWF再分析资料及Hadley中心提供的海温数据分析了20世纪90年代以后华北地区初春低温增强的原因,并通过数值模拟结果予以验证。结果表明,北大西洋"马蹄型"海温模态与影响我国华北地区的欧亚波列存在显著的相关关系。同时该海温模态与1997年以后北大西洋关键区垂直波作用通量有着较密切的相关关系,1997年以后北大西洋地区的500 hPa环流模态,整体呈现出东移南撤的趋势。1997年以后格陵兰岛东侧表面温度受异常热力强迫导致正值区增多,同时此处西风急流加大,有利于Rossby波向下游传播,导致其下游欧洲大陆地区形成暖脊。通过局地多尺度能量涡度分析法(Localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,简称MS-EVA)证明格陵兰岛东侧关键区表面温度的异常热力强迫作用与气压梯度力在对流层整层做正功,导致高层动能的增加并向外辐散,使得脊加强向北伸展。通过欧亚波列致使下游华北地区上空气旋式异常加强,促使亚洲极涡加强和稳定维持,华北地区温度下降剧烈,极端低温事件增多。最后通过CAM5.1模式模拟研究了北大西洋"马蹄型"海温模态对大气环流异常及华北地区极端低温的影响。模拟结果很好地验证了观测结果,进一步表明该海温模态可以通过激发出欧亚波列,影响欧亚大陆大气环流异常,进而导致我国华北地区气旋性加强和经向环流加大,极端低温事件增多。展开更多
本文利用日本第二次全球大气再分析项目(JRA-55)提供的逐日积雪深度数据、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的全球再分析数据及Hadley海温数据分析了春季欧亚大陆积雪异常模态及其与北大西洋海温的遥相关关系,并通过模式模拟分析验证。...本文利用日本第二次全球大气再分析项目(JRA-55)提供的逐日积雪深度数据、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的全球再分析数据及Hadley海温数据分析了春季欧亚大陆积雪异常模态及其与北大西洋海温的遥相关关系,并通过模式模拟分析验证。结果表明:春季欧亚大陆雪深前两种模态差异显著,分别表现为东、西区域同向变化及反向变化两种非对称形态。其中,同期北大西洋"三极子型"海温模态与"马鞍型"海温模态分别与雪深第一、第二模态具有显著相关关系,这两种海温模态下对应的北半球中高纬波动作用通量分别呈丝绸之路(SRP)型和欧亚波列(EU)型两种传播特征,对中高纬西风气流的位置、强度产生了不同影响,进而对欧亚雪深分布产生遥相关作用。通过局地多尺度能量涡度分析法(Localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,简称MSE-VA)表明,北大西洋源区有自下向上的动能传输,另外,西风急流出口的平均动能转化增加,使得高层动能累积并向外辐散,从而对下游产生遥相关作用。通过CAM5.1模式模拟研究了北大西洋"三极子型"和"马鞍型"两种海温模态下的波作用通量传播特征,结果较好地验证了来自北大西洋的波动作用通量传播呈"SRP"型和"EU"型两种特征,对应的降雪分布表明两种模态下气候场要素的变化与对应雪深模态的分布特征一致。展开更多
利用青藏高原非均匀下垫面热力输送系数及地表有效辐射的EOF分析结果,计算了2000年以来的高原地表非绝热加热资料,并将1958—2013年地表非绝热加热资料进行重建得到高原地表非绝热加热指数,以表征高原不同气候分区的地表热力状况。根据...利用青藏高原非均匀下垫面热力输送系数及地表有效辐射的EOF分析结果,计算了2000年以来的高原地表非绝热加热资料,并将1958—2013年地表非绝热加热资料进行重建得到高原地表非绝热加热指数,以表征高原不同气候分区的地表热力状况。根据EOF分析结果将高原分为4个气候区,并从波能传播的角度分析其对中国北方环流异常的影响。结果表明,高原地表非绝热加热指数在西部边缘(气候Ⅰ区),除了冬季为微弱下降趋势以外,其他季节都为微弱的上升趋势;在高原中西部腹地(气候Ⅱ区),四季均为下降趋势;在高原东北部(气候Ⅲ区),除了冬季表现为微弱的下降趋势外,其他季节均为微弱的上升趋势;而在高原东南部(气候Ⅳ区),四季均表现为下降趋势。高原西部边缘地表非绝热加热异常增强时,高原200 h Pa上空为波能辐散区,并向东传播,初夏在北方辐合加强,有利于降水,干旱减弱;盛夏在北方地区处于辐散区,加剧干旱。在高原东北部地表非绝热加热异常增强时,该区200 h Pa上空为波能辐散区,并向东传播,无论是在初夏还是盛夏,除了东北地区北部,北方其他地区辐合加强,有助于干旱减弱。展开更多
利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的全球再分析数据,使用局地多尺度能量涡度分析法(localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,MS-EVA)分析了初夏影响江淮流域极端...利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的全球再分析数据,使用局地多尺度能量涡度分析法(localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,MS-EVA)分析了初夏影响江淮流域极端干旱发生的欧洲关键区动能变率的时间特征及其动能收支。结果表明:初夏欧洲关键区高层动能有增长趋势时,我国江淮流域极易发生极端干旱事件。该处增长的动能主要来自天气尺度动能的传输,其次来自气压梯度力做功和动能的垂直输送;动能向有效位能的转换和季节平均尺度动能的传输是高层动能流失的原因。深入研究三项动能来源因子后发现:上层增加的动能一部分来自低层北大西洋东岸和欧洲大陆西南地区的动能东传,在欧洲辐合后向上输送,为高层传递能量;同时,由于关键区地面热强迫增强,使垂直风切变增大,大气斜压稳定度降低,气压梯度力做功项增大,使得高层动能得到补充。在此期间,由于地面加热,天气尺度传输项对高层动能的传输量也增多。关键区增加的净能量经西风环流在江淮地区辐合,有助于该地上空的脊增强,促进了极端干旱事件发生。该结果从能量转换角度探究了江淮流域干旱发生的部分成因,为干旱预估提供依据。展开更多
由于在夏季影响中国江淮流域降水的主要行星尺度系统在7月中旬发生改变,因此利用中国北方501个观测站点降水资料、ECM WF再分析资料及NOAA海温数据分析了6月1日至7月15日(梅雨期)和7月16日至8月31日(伏旱期)两个时段江淮流域干旱的时空...由于在夏季影响中国江淮流域降水的主要行星尺度系统在7月中旬发生改变,因此利用中国北方501个观测站点降水资料、ECM WF再分析资料及NOAA海温数据分析了6月1日至7月15日(梅雨期)和7月16日至8月31日(伏旱期)两个时段江淮流域干旱的时空特征和年代际极端干旱年份时的大气环流异常特征及其可能原因。结果表明,江淮流域在夏季梅雨期和伏旱期两个时段里均有变干趋势;梅雨期200 h Pa东欧关键区的能量向东频散,激发出欧亚型(EU)波列,在我国北方辐合,促使江淮流域上空反气旋式异常环流加强,有利于该地干旱的维持和发展。伏旱期200 h Pa高度上北大西洋关键区波能沿EU路径东传,叠加我国北方来自下垫面强迫的能量后在高空辐散,使蒙古上空低压槽减弱,同样有利于干旱的维持;该结果反映了江淮流域干旱的年代际特征及其部分成因,为多尺度干旱机理的探讨及干旱气候预估提供依据。展开更多
文摘利用耦合了陆面模式的大气环流模式,结合青藏高原植被退化的范围和程度,通过在模式中修改高原地区(27°—40°N,75°—100°E)的叶面积指数的方法,探讨了植被退化以后对高原及其附近地区上空大气环流的影响。结果表明,该模式对高原地表温度场具有很强的模拟能力,并且能够很好地模拟出青藏高原及附近地区夏季位势高度场的平均特征及南亚高压的位置和强度,但南亚高压中心强度偏大且略微西退。在青藏高原植被出现退化以后,高原整体地表土壤温度和地表2 m空气温度升高,感热通量增加、潜热通量减小,进而改变了高原地区的波文比。地表感热增加导致高原及附近地区500 h Pa高度场降低和200 h Pa高度场升高,并在200 h Pa上存在强大的反气旋性环流异常,导致南亚高压增强和北扩东伸。植被退化造成的青藏高原感热增加导致了高原南部上升运动增强和北部上升运动减弱,同时又引起高原以北地区下沉气流的影响范围扩大,而下沉气流的强度减弱,其结果有助于高原以北的干旱范围扩大,而干旱程度却得到缓解。
文摘本文利用ECMWF再分析资料及Hadley中心提供的海温数据分析了20世纪90年代以后华北地区初春低温增强的原因,并通过数值模拟结果予以验证。结果表明,北大西洋"马蹄型"海温模态与影响我国华北地区的欧亚波列存在显著的相关关系。同时该海温模态与1997年以后北大西洋关键区垂直波作用通量有着较密切的相关关系,1997年以后北大西洋地区的500 hPa环流模态,整体呈现出东移南撤的趋势。1997年以后格陵兰岛东侧表面温度受异常热力强迫导致正值区增多,同时此处西风急流加大,有利于Rossby波向下游传播,导致其下游欧洲大陆地区形成暖脊。通过局地多尺度能量涡度分析法(Localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,简称MS-EVA)证明格陵兰岛东侧关键区表面温度的异常热力强迫作用与气压梯度力在对流层整层做正功,导致高层动能的增加并向外辐散,使得脊加强向北伸展。通过欧亚波列致使下游华北地区上空气旋式异常加强,促使亚洲极涡加强和稳定维持,华北地区温度下降剧烈,极端低温事件增多。最后通过CAM5.1模式模拟研究了北大西洋"马蹄型"海温模态对大气环流异常及华北地区极端低温的影响。模拟结果很好地验证了观测结果,进一步表明该海温模态可以通过激发出欧亚波列,影响欧亚大陆大气环流异常,进而导致我国华北地区气旋性加强和经向环流加大,极端低温事件增多。
文摘本文利用日本第二次全球大气再分析项目(JRA-55)提供的逐日积雪深度数据、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的全球再分析数据及Hadley海温数据分析了春季欧亚大陆积雪异常模态及其与北大西洋海温的遥相关关系,并通过模式模拟分析验证。结果表明:春季欧亚大陆雪深前两种模态差异显著,分别表现为东、西区域同向变化及反向变化两种非对称形态。其中,同期北大西洋"三极子型"海温模态与"马鞍型"海温模态分别与雪深第一、第二模态具有显著相关关系,这两种海温模态下对应的北半球中高纬波动作用通量分别呈丝绸之路(SRP)型和欧亚波列(EU)型两种传播特征,对中高纬西风气流的位置、强度产生了不同影响,进而对欧亚雪深分布产生遥相关作用。通过局地多尺度能量涡度分析法(Localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,简称MSE-VA)表明,北大西洋源区有自下向上的动能传输,另外,西风急流出口的平均动能转化增加,使得高层动能累积并向外辐散,从而对下游产生遥相关作用。通过CAM5.1模式模拟研究了北大西洋"三极子型"和"马鞍型"两种海温模态下的波作用通量传播特征,结果较好地验证了来自北大西洋的波动作用通量传播呈"SRP"型和"EU"型两种特征,对应的降雪分布表明两种模态下气候场要素的变化与对应雪深模态的分布特征一致。
文摘利用青藏高原非均匀下垫面热力输送系数及地表有效辐射的EOF分析结果,计算了2000年以来的高原地表非绝热加热资料,并将1958—2013年地表非绝热加热资料进行重建得到高原地表非绝热加热指数,以表征高原不同气候分区的地表热力状况。根据EOF分析结果将高原分为4个气候区,并从波能传播的角度分析其对中国北方环流异常的影响。结果表明,高原地表非绝热加热指数在西部边缘(气候Ⅰ区),除了冬季为微弱下降趋势以外,其他季节都为微弱的上升趋势;在高原中西部腹地(气候Ⅱ区),四季均为下降趋势;在高原东北部(气候Ⅲ区),除了冬季表现为微弱的下降趋势外,其他季节均为微弱的上升趋势;而在高原东南部(气候Ⅳ区),四季均表现为下降趋势。高原西部边缘地表非绝热加热异常增强时,高原200 h Pa上空为波能辐散区,并向东传播,初夏在北方辐合加强,有利于降水,干旱减弱;盛夏在北方地区处于辐散区,加剧干旱。在高原东北部地表非绝热加热异常增强时,该区200 h Pa上空为波能辐散区,并向东传播,无论是在初夏还是盛夏,除了东北地区北部,北方其他地区辐合加强,有助于干旱减弱。
文摘利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的全球再分析数据,使用局地多尺度能量涡度分析法(localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,MS-EVA)分析了初夏影响江淮流域极端干旱发生的欧洲关键区动能变率的时间特征及其动能收支。结果表明:初夏欧洲关键区高层动能有增长趋势时,我国江淮流域极易发生极端干旱事件。该处增长的动能主要来自天气尺度动能的传输,其次来自气压梯度力做功和动能的垂直输送;动能向有效位能的转换和季节平均尺度动能的传输是高层动能流失的原因。深入研究三项动能来源因子后发现:上层增加的动能一部分来自低层北大西洋东岸和欧洲大陆西南地区的动能东传,在欧洲辐合后向上输送,为高层传递能量;同时,由于关键区地面热强迫增强,使垂直风切变增大,大气斜压稳定度降低,气压梯度力做功项增大,使得高层动能得到补充。在此期间,由于地面加热,天气尺度传输项对高层动能的传输量也增多。关键区增加的净能量经西风环流在江淮地区辐合,有助于该地上空的脊增强,促进了极端干旱事件发生。该结果从能量转换角度探究了江淮流域干旱发生的部分成因,为干旱预估提供依据。
文摘由于在夏季影响中国江淮流域降水的主要行星尺度系统在7月中旬发生改变,因此利用中国北方501个观测站点降水资料、ECM WF再分析资料及NOAA海温数据分析了6月1日至7月15日(梅雨期)和7月16日至8月31日(伏旱期)两个时段江淮流域干旱的时空特征和年代际极端干旱年份时的大气环流异常特征及其可能原因。结果表明,江淮流域在夏季梅雨期和伏旱期两个时段里均有变干趋势;梅雨期200 h Pa东欧关键区的能量向东频散,激发出欧亚型(EU)波列,在我国北方辐合,促使江淮流域上空反气旋式异常环流加强,有利于该地干旱的维持和发展。伏旱期200 h Pa高度上北大西洋关键区波能沿EU路径东传,叠加我国北方来自下垫面强迫的能量后在高空辐散,使蒙古上空低压槽减弱,同样有利于干旱的维持;该结果反映了江淮流域干旱的年代际特征及其部分成因,为多尺度干旱机理的探讨及干旱气候预估提供依据。
