高原气象

第40卷 第6期 2021-12-28   
  • 青藏高原及周边地区气溶胶、 云和水汽收支研究进展
  • 黄建平, 刘玉芝, 王天河, 阎虹如, 李积明, 何永利
  • 2021 Vol. 40 (6): 1225-1240.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk012
  • 摘要 ( ) PDF (49747KB) ( )
  • 青藏高原作为“亚洲水塔”, 对东亚乃至全球气候有着重要影响。本文介绍了中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”子课题3“气溶胶-云互馈对西风季风水汽输送的影响”研究的主要结果。针对青藏高原为核心的泛第三极地区, 项目研究结果主要包括: (1)沙尘、 污染沙尘、 抬升烟尘和污染性大陆气溶胶/烟尘是泛第三极地区最主要的气溶胶类型, 其中沙尘的排放和输送对青藏高原西部和柴达木盆地大气热力结构的影响非常显著; (2)高原过冷水云的发生频率及其在高原能量收支中的作用比暖水云高, 降水主要是由冰云和混合相云产生的, 尤其是在暖季。虽然高原大气呈现暖湿化趋势, 但水汽收入增多并不能弥补地表水资源由于增温的流失, 高原东部水循环呈减弱趋势, 而西部水循环则相反。(3)黑碳气溶胶使南亚夏季风减弱、 东亚夏季风增强, 高原西部西风增强, 东部西风减弱; 净效应是使高原变得更暖更湿。使高原东侧输出水汽减少, 南侧输入减少, 西侧输入增加, 北侧输入减少。另外, 高原上空受沙尘污染影响的对流云东移, 与局地对流云团合并, 可导致长江流域和华北地区降水增加。总体来说, 气溶胶可直接影响辐射, 或间接通过作为云的凝结核, 或者影响云生成所需的热力结构来改变高原云的宏、 微观特性, 以此进一步影响到高原地区的地表能量收支和大气加热率廓线, 并最终影响环流系统和高原的水汽收支。上述结果作为中国科学院A类战略性先导科技专项的部分研究内容, 可揭示影响青藏高原及周边地区水分循环的物理机制, 加深理解气溶胶-云相互作用对高原水循环过程的影响机理, 为提高空中水资源开发利用效率提供重要的科学依据和理论指导。
  • 青藏高原多圈层地气相互作用过程研究进展和回顾
  • 马耀明, 胡泽勇, 王宾宾, 马伟强, 陈学龙, 韩存博, 李茂善, 仲雷, 谷良雷, 孙方林, 赖悦, 刘莲, 谢志鹏, 韩熠哲, 袁令, 姚楠, 石兴东
  • 2021 Vol. 40 (6): 1241-1262.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk006
  • 摘要 ( ) PDF (34425KB) ( )
  • 青藏高原高大的地形条件, 使得其具有十分显著的动力作用和热力作用, 这导致高原地表与大气之间的相互作用和大气边界层发展过程对高原及周边地区的天气过程和气候变化的影响至关重要。自20世纪60年代, 特别是1979年以来, 人们先后开展了“第一次青藏高原气象科学试验(QXPMEX)”、 “第二次青藏高原大气科学试验(TIPEX-Ⅱ)”、 “全球能量水循环亚洲季风青藏高原试验研究(GAME/Tibet)”、 “全球协调加强观测计划亚澳季风之青藏高原试验(CAMP/Tibet)”、 “青藏高原观测研究平台”(TORP)及“第三次青藏高原大气科学试验(TIPEX-Ⅲ)”等观测研究项目, 地气相互作用过程以及大气边界层过程的观测分析、 数值模拟及卫星遥感应用研究都是其中最重要的研究内容。本文以地气相互作用研究为主线, 回顾了40年来历次重大青藏高原大气科学试验, 系统归纳总结了陆面过程和大气边界层过程观测试验, 分别从地气相互作用过程观测研究、 大气边界层过程观测研究、 地面和大气热源观测与估算研究、 地表蒸散发遥感估算研究以及地气相互作用过程数值模拟研究等方向, 对相关研究成果进行了简要的归纳梳理, 并且针对野外观测、 资料分析以及模式发展方面存在的不足进行了讨论, 同时对青藏高原地气相互作用研究在这几个方面未来的发展进行了展望。

综述

  • 青藏高原陆气相互作用对东亚区域气候影响的研究进展
  • 赖欣;范广洲;华维;丁旭
  • 2021 Vol. 40 (6): 1263-1277.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk018
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  • 青藏高原陆气相互作用对东亚区域天气气候有重要影响, 其中高原植被及热力作用的气候效应是高原陆气相互作用的两个重要内容。本文总结了高原植被和陆-气水热交换的变化特征, 高原植被及热力作用对高原季风、 东亚季风和东亚区域气候影响的研究成果。结果表明: (1)高原归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)、 植被覆盖度和植被净初级生产力(Net Primary Production, NPP)呈从东南向西北减少的趋势。近几十年, 高原NDVI、 植被覆盖度和NPP总体上呈上升趋势, 西藏东南部年平均和生长季平均叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)均呈增加趋势。(2)高原感热在20世纪80年代以后呈显著减弱趋势, 夏季高原大部分地区地表潜热通量呈增加趋势。(3)高原植被与高原地表热源之间呈显著正相关关系。当高原植被退化成荒漠, 会减少地表吸收的净辐射, 减弱地表热源, 导致南亚高压位置偏西, 西太平洋副高减弱, 中国南方和东北地区降水增加, 北方地区降水减少。(4)当高原大气热源偏强(弱)时, 高原夏季风偏强(弱)。高原大气热源与东亚夏季风的建立和维持密切相关。4 -5月中旬高原加热效应使大气柱增温, 有利于四周大气向高原汇合及热带暖湿气流北上, 导致南海夏季风爆发。高原加热作用也有利于南海夏季风的维持。近几十年高原春季感热减弱, 造成我国东部降水北方异常偏少、 南方异常偏多。高原上空各层年平均大气温度与高原夏季风显著相关。在年际、 年代际尺度上, 当高原对流层低层至中上部升温而对流层上部降温时, 我国江南和华南夏季降水显著偏多, 东北降水显著偏少。

综述

  • 青藏高原季风演变及其气候效应综述
  • 樊威伟;胡泽勇;荀学义;杨耀先;于海鹏;付春伟;吴笛
  • 2021 Vol. 40 (6): 1294-1303.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.zk013
  • 摘要 ( ) PDF (19534KB) ( )
  • 青藏高原季风是在高原热力作用影响下形成的冬夏相反的盛行风系, 是青藏高原气候的主宰者, 对高原能量与水分循环和转换起着至关重要的作用, 并深刻影响着高原及亚洲气候与环境的形成和演变。对高原季风及其气候环境效应的研究不仅是深入理解高原环境和气候变化、 水分和能量循环的需要, 同时也符合国家生态文明建设与社会经济发展的要求。本文从高原季风的多尺度变率、 影响高原季风的动力和热力因子及其气候与环境效应角度回顾评估了高原季风的研究进展, 并梳理出未来亟待解决的科学问题。已有的研究表明, 高原季风的形成是青藏高原隆升到抬升凝结高度的必然结果, 同时也是第四纪开始的重要标志。青藏高原季风多尺度变率受高原局地热力作用以及高原外太平洋海温、 北极涛动和中高纬遥相关波列调控。青藏高原气候效应主要体现在对高原及其周边地区气候格局及其变化的影响。最后, 讨论和展望了高原季风研究的问题和方向: 青藏高原复杂下垫面陆面过程对高原季风的影响研究有待加强, 全球变化背景下高原季风对高原增暖的响应及其成因还需要更加深入分析。
  • 青藏高原土壤冻融过程的气候效应: 进展和展望
  • 王澄海;杨凯;张飞民;保鸿燕;程蓉;李登宣;崔志强;李课臣
  • 2021 Vol. 40 (6): 1318-1336.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk021
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  • 青藏高原(简称高原)热、 动力作用对东亚乃至全球大气环流及气候有着影响。高原的热力作用主要来自于高原地表的非绝热加热异常变化, 高原陆面过程决定着地表非绝热加热。本文回顾总结了高原陆面过程中的土壤冻融过程对土壤水热传输、 地表非绝热加热影响及其气候效应的研究。主要体现在如下几个方面的进展: (1)土壤冻融对土壤水分具有“水分存储”效应, 冻融过程可将土壤中90%以上的水分从前一年秋季保存到春季释放出来。(2)高原地表非绝热加热估算仍是一个挑战性的问题, 再分析资料中的地表感、 潜热通量存在较大偏差, 且在春季最为显著, 数值模式对土壤冻融过程模拟的偏差较大, 数值模式和再分析资料对高原地表非绝热加热估算的偏差, 影响了对高原热力作用的深入认识和理解。(3)水热完全耦合的参数化方案和冻融参数化方案改进可有效减小模式对土壤温、 湿度的模拟偏差。(4)冻融过程将前秋的土壤湿度异常保持到次年春季, 进而引起春季地表非绝热加热异常, 这可作为跨季节气候预测的“信号”。通过对高原冻融区土壤信息的同化, 可显著提高模式对后期东亚天气气候的模拟效果。(5)春季高原融冻异常通过引起土壤湿度异常产生的地表非绝热加热异常, 通过改变高原南、 北两侧大气的斜压性, 激发出西风带内的Rossby波列传播, 影响中国东部地区夏季降水的异常。对土壤冻融及融雪物理过程的认识和参数化, 是高原和寒区陆气相互作用研究中具有挑战性的问题和未来研究的重要方向。
  • 陆面过程模式研究进展——以CAS-LSM为例
  • 王龙欢;谢正辉;贾炳浩;王妍;李锐超;谢瑾博;陈思;秦佩华;师春香
  • 2021 Vol. 40 (6): 1347-1363.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk016
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  • 陆面过程是气候系统的重要组成部分, 影响大气环流和气候变化。陆面过程模式中人类活动、 生物物理和生物化学过程的合理描述有助于理解陆面与大气之间相互作用机制。本文首先回顾了陆面过程模式的发展历程, 陆面过程模式从最初简单的箱式模型发展到考虑了较为完备的陆面物理、 化学和生物过程, 正朝着精细化、 集成化的方向发展。农业灌溉与施肥、 干旱区河流输水、 点源污染排放、 城市规划实施等与生产生活密切相关的人类活动, 影响陆地碳氮水循环过程及河流水生生态系统。地下水侧向流动、 土壤冻融界面变化等过程改变陆气水分收支和能量平衡, 影响天气气候与环境。因此, 迫切需要在陆面生态水文模拟中合理表示这些过程和人类活动的作用。随后介绍了陆面过程模式CAS-LSM的研究进展及应用。陆面过程模式CAS-LSM可应用于干旱区内陆河流域模拟, 定量评估河流输水的生态水文效应; 结合气候系统模式, 可以实现监测河流水环境特别是氮输送的变化; 与区域气候模拟结合, 实现城市规划实施的天气与气候效应的定量评估。
  • 陆面过程高分辨率模拟的不确定性
  • 高艳红;刘伟;曾礼
  • 2021 Vol. 40 (6): 1364-1376.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk008
  • 摘要 ( ) PDF (1921KB) ( )
  • 陆地是地球气候系统的重要组成部分, 是人类生产生活的重要场所。陆地表面水资源、 生态系统和人类活动受到全球气候系统的影响, 对气候变化响应敏感。同时, 作为气候系统的下边界, 陆地也深刻地影响着局地乃至全球的大气环流和气候变化。因此, 准确而高分辨率的陆面过程模拟是模拟天气气候事件, 进而正确认识天气气候现象的重要前提。然而, 现代陆面过程模拟仍然存在很大的不确定性, 主要来自于以下三个方面: 模式物理过程、 地表特征参数、 气象驱动数据。本文总结了陆面过程高分辨率模拟, 尤其是在高海拔山区模拟的不确定性来源, 重点分析了降水数据的非均匀分布特征对陆面过程模拟的重要影响。提出改进陆面过程模式, 提供更准确的地表特征参数分布, 开展对流允许尺度的动力降尺度研究, 可能是改善复杂地形条件降水模拟效果的有效途径, 进而准确模拟区域水循环, 实现陆面过程和区域气候模拟的最终目的。
  • 面积平均通量与光闪烁方法
  • 王介民
  • 2021 Vol. 40 (6): 1377-1393.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk017
  • 摘要 ( ) PDF (7147KB) ( )
  • 本文是对近20年新发展的双波段光闪烁方法的一个综述。陆面过程模式常常是基于局地或斑块尺度上的观测发展的, 其与大气模式较大网格尺度的不匹配, 显然会对后者的效能带来很大影响。如何扩展野外实验站点的代表性尺度已成为当前更好地了解陆面过程, 进而改善陆面过程模式与大气模式网格尺度匹配问题的关键。可用的面积平均通量观测方法, 包括以涡动相关方法为主的多点微气象观测、 飞机观测、 卫星和地面遥感等5种。其中, “光闪烁方法”是当前最为可行的、 可以大到10 km尺度的感热通量和潜热通量观测方法, 特别是, 它可以应用于复杂下垫面包括山谷地区和城市等。光闪烁方法的理论涉及电磁波传输和大气湍流。文章从折射指数、 结构参数、 湍流谱等基本概念开始, 对由对数光强方差计算折射指数的结构参数等基本公式的推导, 由光程权重函数、 空间谱权重函数、 光强的时间序列谱等对闪烁仪主要工作尺度的了解, 由折射指数结构参数计算温度、 湿度的结构参数的方法, 以及利用近地层相似理论计算感热通量和潜热通量等光闪烁方法的理论、 公式和计算步骤等做了较系统的阐述。进而, 在介绍双波段闪烁仪通量足迹函数之后, 对光闪烁方法与涡动相关方法从特征、 优势与缺点三方面做了比较; 指出结合使用涡动相关和光闪烁两种方法, 可以更好地进行面积平均通量分析, 进而用于模式的发展和检验, 以及更好的流域尺度的能量和水循环研究。最后, 对光闪烁方法的应用, 从较均匀下垫面、 复杂下垫面、 城市地区、 遥感模式的地面“真值”及在大气模式中的应用等几方面做了介绍; 特别是, 结合黑河流域阿柔和大满两站2020年部分资料的分析, 彰显了双波段闪烁仪对较大尺度感热、 潜热通量观测的明显优势。但是, 有关方法特别是观测水汽通量的微波闪烁仪的研制究竟为时尚短; 相关硬件、 软件、 资料处理方法等, 许多地方都还需要研究改进。相对于涡动相关方法, 光闪烁方法的理论和数据处理都更为复杂; 有关台站和资料分析人员, 需要更好的物理和微气象学基础。国内闪烁仪在城市地区的应用, 至今仍开展较少; 青藏高原和内地一些湖面蒸发研究中的难点, 也有望在应用光闪烁方法的过程中有所突破。基于光闪烁法等多种面积平均通量观测, 对陆面过程研究做尺度扩展, 并借以推动中—大尺度大气模式的发展, 更是我们殷切期盼的。
  • 西南涡涡源研究的有关新进展
  • 李跃清
  • 2021 Vol. 40 (6): 1394-1406.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk005
  • 摘要 ( ) PDF (11865KB) ( )
  • 西南涡及其天气影响是高原气象学的一个主要方向, 而西南涡的涡源则是其基本的科学问题。由于地形与环流的相互作用是西南涡涡源形成的重要机制, 一直是研究关注的重点。本文回顾了近10年来西南涡涡源研究的新进展, 尤其是认识到: 由于地形与环流的多尺度影响, 西南涡的生成涡源具有多尺度分布特征, 且不同涡源西南涡的结构、 演变、 成因和影响都具有明显差异; 西南涡的不同涡源存在相互联系, 九龙、 小金等上游涡源对盆地等下游涡源具有显著的影响; 西南涡的“上游涡源效应”、 复杂地形下的大气重力波、 降水引起的大气内部过程、 东亚季风环流的异常影响等也是西南涡涡源的形成机制之一, 大气外源强迫作用和大气内部变化过程都对西南涡涡源具有突出的作用。并且, 进一步强调了西南涡涡源的研究还面临精细观测与基础数据较薄弱、 涡源及演变的多尺度结构不清楚、 不同涡源的形成原因认识不深入、 不同涡源低涡的演变及其影响研究不系统等主要问题。最后指出, 高分辨率观测试验、 内部结构与异常特征、 演变过程及形成机制、 区域气候响应影响等是西南涡涡源问题未来的研究重点, 对西南涡系统及其影响的预测理论和关键技术发展有着重要的意义。

论文

  • 春季青藏高原大气热源季节内振荡特征及其维持机制
  • 刘伯奇;段亚楠;李健颖;毛江玉
  • 2021 Vol. 40 (6): 1419-1431.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk020
  • 摘要 ( ) PDF (17871KB) ( )
  • 青藏高原大气热源在春季的形成, 标志着高原对区域和全球天气气候热力强迫的开始。本文基于1981 -2010年台站观测和JRA-55大气环流再分析资料, 研究了春季青藏高原大气热源季节内尺度的时空变化特征。发现高原大气热源在春季存在显著的10~20天准双周振荡, 在空间分布上表现为纬向偶极子型与单极子型异常模态之间的交替出现。其中, 偶极子模态表现为凝结潜热异常在高原西北部和东南部的反相变化, 而单极子模态则表现为高原上空感热异常一致性变化。在单极子模态的位相下, 高原感热异常势必诱发低层环流异常, 改变了高原东、 西部的水汽输送, 从而引起局地降水和凝结潜热异常, 产生偶极子型的大气热源分布; 随后, 这种偶极子型大气热源异常又导致近地面纬向风调整, 令高原整体感热异常不断加强, 造成水汽输送再次改变, 凝结潜热加热随之逐渐减弱, 由此高原大气热源恢复单极子模态。因此, 春季高原上空感热、 凝结潜热和局地环流的相互作用是维持高原大气热源准双周振荡的关键机制。
  • 春季青藏高原对流层低层暖中心变化对中亚-高原降水异常的影响
  • 尚可;刘晓东
  • 2021 Vol. 40 (6): 1443-1454.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk015
  • 摘要 ( ) PDF (52798KB) ( )
  • 在青藏高原上空对流层频繁出现的暖中心活动与高原加热作用密切相关, 是东亚独特的天气气候现象。本文利用1979 -2018年ERA-interim分辨率为6 h的再分析资料, 基于暖中心事件的统计及其与降水场的奇异值分解(SVD), 探讨了春季青藏高原低层暖中心强度变动对中亚-高原偶极型降水异常分布的调制作用。从年际变化来看, 3 -4月高原低层暖中心偏强(弱)时通常对应同期帕米尔高原至伊朗高原东北部降水偏多(少)而高原东部至印度北部降水偏少(多)的偶极型降水异常分布。通过高原暖中心与温度、 环流和水汽场对应关系的诊断分析发现, 偏强的低层暖中心显著改变高原周围的经向和纬向温度梯度, 并引发高原中高层正压反气旋式环流异常, 其内部的下沉运动抑制了对流发展, 反气旋东侧和南侧异常的偏北风和偏东风不利于水汽输送, 从而造成高原东部至印度北部降水减少; 而反气旋西北侧异常西南气流携带水汽进入中亚, 给帕米尔至伊朗高原东北部带来更多降水。当高原低层暖中心偏弱时会引发中高层气旋式环流异常并导致相反的降水异常分布。
  • CMIP6模式对青藏高原气候的模拟能力评估与预估研究
  • 陈炜;姜大膀;王晓欣
  • 2021 Vol. 40 (6): 1455-1469.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk003
  • 摘要 ( ) PDF (8928KB) ( )
  • 利用国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)模拟试验数据, 首先评估了45个全球气候模式对1985 -2014年青藏高原地表气温和降水的模拟能力, 表明CMIP6模式能合理地模拟地表气温的空间分布, 但大部分模式对年和季节平均地表气温的模拟值偏低, 年均偏冷2.1 ℃, 冷偏差在冬季和春季相对更大。CMIP6模式对青藏高原降水的模拟能力较为有限, 尽管它们能模拟出年均降水东多西少的空间分布特征, 但普遍存在高估, 尤其是在春季和夏季, 年均降水较观测偏多397.8 mm·a-1。基于模拟性能较好的模式, 相比于1995 -2014年, 在共享社会经济路径(SSPs)中等偏低情景SSP2-4.5下, 青藏高原年均地表气温在21世纪90年代上升2.5 ℃, 2015 -2100年的线性趋势平均为0.28 ℃·(10a)-1, 其中秋季和冬季增幅更大, 高海拔区增暖幅度高于低海拔区。年均降水在21世纪90年代将增加12.8%, 2015 -2100年的线性趋势平均为1.56%·(10a)-1, 其中春季增幅最大, 高原北部边界区为降水增加的大值区。相较SSP2-4.5情景, SSP5-8.5情景下青藏高原地表气温和降水增幅更大, 21世纪90年代年均地表气温升高5.1 ℃, 降水增加30.2%, 两者在2015 -2100年的线性趋势平均分别为0.64 ℃·(10a)-1和3.80%·(10a)-1。整体上, 模式对地表气温和降水预估结果的不确定性均随时间增大。
  • CMIP6模式水平分辨率对模拟我国西南地区夏季极端降水的影响评估
  • 黄子立;吴小飞;毛江玉
  • 2021 Vol. 40 (6): 1470-1483.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk010
  • 摘要 ( ) PDF (47075KB) ( )
  • 我国西南地区的地形地貌非常复杂, 当前的气候模式对该地区降水状况特别是极端降水的模拟技巧是比较低的。本文基于台站和卫星观测的逐日降水资料以及欧洲中心第五代再分析(ERA5)降水资料, 通过与CMIP6高分辨率模式比较计划(HighResMIP)中的12个模式高、 低分辨率模拟结果的对比分析, 评估了当前气候模式对西南地区夏季降水的模拟性能特别是模式水平分辨率对极端降水模拟的影响。结果表明: (1)在夏季降水气候态方面, 各HighResMIP模式模拟与台站观测之间的空间相关系数均超过0.75, 总体性能较CMIP5有明显提升, 但仍有超过半数模式明显低估了四川盆地降水。模式分辨率提高使横断山脉地形陡峭区的降水空间分布和强度更接近观测和ERA5资料, 但对四川盆地降水的改进效果不佳。(2)在夏季极端降水方面, HighResMIP模式对极端降水频率和强度模拟差异较大。CNRM-CM6、 FGOALS-f3、 GFDL和HadGEM-GC31等4个模式对极端降水的各项指标模拟总体较好, 但受气候态模拟偏差影响, 前三者模拟的极端降水在四川盆地偏弱, 而HadGEM-GC31在广西明显偏强。ECMWF-IFS、 EC-Earth3P、 IPSL-CM6A、 MPI-ESM1-2和MRI-AGCM3-2等5个模式中极端降水发生频率明显偏低。提高分辨率可以一定程度改进降水强度的模拟, 主要体现在提高地形陡峭区的降水强度, 但对地形平坦区如四川盆地降水强度改进不大。
  • 西南涡之九龙涡的三维环流和动力结构特征
  • 屈顶;李跃清
  • 2021 Vol. 40 (6): 1497-1512.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk002
  • 摘要 ( ) PDF (39126KB) ( )
  • 西南涡之九龙涡受多尺度过程影响, 结构复杂多变。为了研究九龙涡的三维结构气候特征, 利用ERA-interim再分析资料, 在对九龙涡生成区合理细分为子区域1和子区域2的基础上, 通过观测统计、 合成分析、 物理诊断等方法, 细致深入地研究了1989 -2018年夏季未移动的源地型和移动的偏东型、 东北型、 偏南型4类九龙涡的三维环流、 动力结构特征。结果表明: (1)30年夏季共产生249例九龙涡, 其中, 源地型占75.5%、 偏东型占13.7%、 东北型占7.2%、 偏南型占3.6%, 4类九龙涡具有不同的局地高频生成中心, 九龙涡主要沿其生成区及附近上空500 hPa主导风场的方向移动; 九龙涡总数、 4种类型个数子区域1都显著多于子区域2, 且子区域1的九龙涡比子区域2的更容易向东北、 偏南方向移出, 但两子区域九龙涡向东方向移动的机率基本相同。(2)九龙涡水平尺度子区域1为300~500 km、 子区域2为200~400 km; 九龙涡上空温度为“下暖上冷”异常分布, 暖层深厚, 可达200 hPa以上, 低层高度负异常区浅薄, 最高仅到500 hPa, 正涡度伸展较为深厚, 可达500 hPa以上, 且低层有向东扩展特征。子区域1九龙涡上空高度正异常区垂直向北倾斜明显, 子区域2九龙涡上空温度正异常区垂直向南倾斜, 且其强度、 范围都大于子区域1; 移动型九龙涡正涡度伸展厚度大于未移动型。(3)九龙涡强对流区沿中心多呈不对称偏东和偏北分布; 源地型和偏东型在子区域1对流发展较弱, 但在子区域2对流发展较强; 九龙涡辐合辐散结构与对流相对应, 对流越旺盛, 其低层辐合、 高层辐散越强烈。(4)不同区域、 路径九龙涡的结构及演变具有明显差异性, 这依赖于不同局地地形、 运动方式、 发展阶段下的不同物理特性, 是在青藏高原以北的西风带、 以东的副热带、 以南的热带不同纬度大气耦合影响下, 不同地形与环流多尺度相互作用的结果。
  • 1961 -2018年华南年和各季极端降水变化特征的比较分析
  • 韦志刚;李娴茹;刘雨佳;王欢
  • 2021 Vol. 40 (6): 1513-1530.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk001
  • 摘要 ( ) PDF (56427KB) ( )
  • 利用中国气象局0.25°×0.25°的CN05.1逐日气温(TM)和降水(PRE)资料, 分析比较了华南地区9种年和各季极端降水的变化特征及其气候背景, 按照空间分布和变化趋势, 将9种华南地区极端降水归为4类: 第1类为极端湿日降水量(R99P)、 非常湿日降水量(R95P)、 最大日降水量(RX1day)和最大5日降水量(RX5day), 第2类为强降水日数(R10day)、 特强降水日数(R20day)和湿日降水均值(SDII), 第3类和第4类分别为最大连续湿日(CWDday)和最大连续干日(CDDday)。在1961 -2018年, 华南区域平均的第1类和第2类极端降水除春季外都呈增加趋势, R99P、 R95P、 R10day和R20day在夏季较显著增加, RX1day和RX5day在冬季较显著增加, SDII在冬季和夏季较显著增加; CWDday在春季较显著增加; 但是, 年和各季的CDDday都呈下降趋势, CDDday在冬季较显著下降; 除了CWDday外, 春季各极端降水没有显著的变化趋势。以R95P、 R20day、 CWDday和CDDday为例, 通过EOF分解进一步比较分析了年和各季值的时空变化和总体趋势, 结果表明, 华南地区极端降水主要是全区一致的变化, 其次为南北反相或东西反相的变化; 南北大致以23°N(华南西部) -25°N(华南东部)为界, 反映沿海地区和北部山区的反相变化; 东西大致以114°E为界。冬季的一致变化最强, 其主分量所占方差比例最大。