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大气准定常行星波异常传播及其在平流层影响东亚冬季气候中的作用 总被引：13，自引：1，他引：12
东亚季风区同时受世界上最广阔的大洋和陆地的影响,这种行星尺度的海陆热力对比以及青藏高原大地形的作用,从而产生很强的行星尺度扰动,并且这种扰动具有准定常的性质。利用再分析资料研究了准定常行星波活动的变化对东亚地区冬季气候异常的影响,主要侧重于年际和季节内时间尺度上的变化。在年际时间尺度上,冬季行星波两支波导的变化存在反相关的振荡关系,这种年际振荡一方面影响了北半球环状模的位相,另外一方面导致了东亚地区的气候异常。当有异常强的低纬波导时,一般对应有西伯利亚高压的减弱和我国东北、华北地区的增温;反之当有异常弱的低纬波导时,我国东北和华北温度则普遍偏低。研究还表明,行星波传播的年际振荡与东亚地区气候异常的关系显著地受到热带平流层准两年周期振荡（QBO）的调制,只是当QBO处于东风位相时,行星波传播的年际振荡才与东亚气候异常有显著的关系。在季节内时间尺度上,准定常行星波的变化与平流层极涡的低频变化密切相关,并且这种平流层极涡的异常通过和行星波的相互作用,可以自上而下影响到对流层的短期气候;平流层极涡异常下传对对流层大气环流有明显的影响,并且这种影响在东亚地区非常显著。由于平流层变化通常维持时间长,并且平流层极涡异常下传领先于对流层,因此这为东亚冬季短期气候异常的预报提供了一个新的预报依据。 相似文献
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平流层爆发性增温中平流层环流及化学成分变化过程研究 总被引：3，自引：1，他引：2
利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）气象分析场、欧洲空间局ENVISAT/MIPAS卫星观测资料以及平/对流层大气化学输送模式MOZART 3综合分析了2003—2004年冬季北半球爆发性增温事件对于平流层大气环流、物质输送以及对流层顶附近臭氧通量等多方面的影响。结果表明：①本次增温过程持续时间长、强度大,平流层极涡从高层向下逐层分裂,增温效应作用到大气较低层,当纬向东风形成并维持后极涡又自上向下逐层恢复;②SSW过程前后行星波活动频繁,有长时间多次的上传,且以1波作用为主,2波对其进行补充;③在θ PVLAT坐标中分析发现SSW扰动过程中平流层中存在一对向极、向下的传播模态,相应的对流层中有一向赤道的传播模态,不同符号的纬向风、温度异常信号沿这两个模态传播,且上、下层传播模态在时间上存在着一定的联系;④增温过程中行星波活动引起的向极输送以及极区垂直运动的变化,共同影响了平流层的物质输送过程,从而导致北半球平流层N2O、O3、CH4、H2O等微量气体成分的垂直、水平分布发生显著变化;⑤增温过程中活跃的行星波可以造成平流层Brewer Dobson环流增强,同时导致高纬度地区（60~90°N）穿越对流层顶的臭氧通量（Cross Tropopause Ozone Flux, CTOF）显著增强,与行星波相联系的等熵物质运动引起“middleworld”区域内向赤道的臭氧通量也有所增强。 相似文献
3.
关于平流层异常影响对流层天气系统的研究进展 总被引：11，自引：0，他引：11
人们传统上认为大气平流层很少能对对流层产生重要影响，但是，最近几年的观测研究表明这种自上而下的影响是显著的和非常重要的,特别地，近几年关于北极涛动的研究极大推动了这一问题的研究进展。这方面的研究发现平流层异常可以对对流层天气系统产生重要影响，也就是冬季平流层北极涛动（AO）的负异常可以诱发中高纬度地区寒潮天气，而AO的正异常则导致中高纬度地区的温暖晴朗天气。由于观测分析表明平流层AO的异常信号总是领先对流层AO异常，一些学者甚至建议冬季北半球平流层的异常信号可以作为预报对流层天气变化的先行指标，并可以把对流层天气预报的时限提高到3个星期以上。综述这一领域在最近几年的研究进展、阐述平流层异常影响对流层天气系统的物理机制和总结各种不同的学术观点，并对将来研究中应注意的问题提出了建议。 相似文献
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利用ERA-Interim提供的地表感热、环流场资料和1979-2013年753站中国春季气温观测资料探讨了青藏高原（以下简称高原）东部春季感热通量与我国东部气温的关系。春季高原东部感热与我国东部气温在年际变化上存在密切的相关关系。去除9年滑动平均以后的SVD第一模态结果表明,当高原东部感热出现南弱（强）北强（弱）时,对应我国东北和华南地区的气温异常偏低（高）。当春季高原感热呈现南负北正的分布时,高层200 hPa上,高纬东风异常减弱背景西风有利于冷空气的南下,加之副热带西风急流显著增强,有利于东北地区形成气旋性环流。中低层环流场上,我国北方地区上空为一深厚的东北冷涡所控制,从对流层低层到高层,均呈现较强的气旋式环流分布。一方面,它引导西伯利亚冷空气南下,造成我国东北地区气压异常减弱,气温异常偏低;另一方面,其西侧北风异常阻滞了华南地区上空的背景西南风,不利于暖气流的输送。进一步分析得出,与PC1相关的南北温度差值场上,东亚地区上空从低纬到高纬呈现“负-正-负”的分布形势,有利于副热带西风急流在我国上空的显著增强。气旋中心上暖下冷的结构,导致位涡显著发展并向低层伸展、侵入,增强了对流层中低层的气旋性环流。气旋中心整个对流层为深厚的异常干空气,湿度负值中心与冷中心相对应,表明干冷空气异常下传发展。干侵入使得冷涡加强发展,维持了异常气旋性环流,导致春季东北、华南地区的异常降温。虽然前冬Nino3.4区海温与春季感热相关较好,但其对我国东部春季气温影响并不显著。 相似文献
5.
全球变化条件下的平流层大气长期变化趋势 总被引：5，自引：0，他引：5
两个因素将对21世纪平流层气候变化产生重要作用。一个是温室气体增加,另一个是平流层臭氧的可能恢复。温室气体增加的辐射效应一方面造成地面和对流层变暖,另一方面却导致平流层变冷,而臭氧层恢复的辐射效应则导致平流层变暖。在温室气体增加和臭氧恢复这两种相反因素作用下的平流层温度如何变化是所关心的主要问题。为了预估平流层温度在21世纪的变化,使用了辐射—对流模式进行了敏感性实验,另外,也对他人进行的化学—气候耦合模式（CCM）模拟结果进行了分析。这些模拟结果表明,在21世纪平流层中上层（60～1 hPa）将变冷,而下层（150～60 hPa）变暖。这说明在平流层中上层温室气体的冷却效应将起主导作用,而臭氧恢复的加热效应在平流层下层相对更为重要。CCM的模拟结果表明,臭氧恢复最显著的区域在平流层上层（3 hPa附近）,与最大降温区一致,说明温室气体增加将有利于平流层上层臭氧恢复。CCM的模拟结果还表明,平流层两极地区在冬半年存在变暖的现象。根据已有的研究结果,极区变暖与平流层行星波活动增强有关,动力、热力和化学之间的正反馈作用也有可能对极区变暖有重要的贡献。 相似文献
6.
在利用南海西沙海域多年声学多普勒流速剖面仪(ADCP)观测流速资料分析近惯性内波运动的生成、传播等演变特征的过程中,发现冬季和夏季的近惯性振荡频率存在整体性的偏移效应。ADCP所处海域位于南海西边界急流区,冬季和夏季的背景环流分别为东北向和西南向,背景环流的方向性差异可能影响近惯性振荡频率的偏移效应。针对背景环流的不同方向,筛选出其对应的近惯性振荡信号,进行合成分析,探讨南海西边界急流如何影响近惯性振荡特征。从背景涡度的角度对这一影响机制做出了解释:夏季时,东北方向背景环流的水平剪切使得局地产生负的背景涡度,近惯性振荡频率往低频方向偏移("红移"现象);冬季时,西南向背景环流的水平剪切导致局地产生正的背景涡度,近惯性振荡频率往高频方向偏移("蓝移"现象)。 相似文献
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新疆夏季变湿的大气环流异常特征 总被引：14，自引：3，他引：11
利用1961-2003年NCEP/NCAR再分析资料和中国气象局整编的新疆夏季(6~8月)月降水量资料,分析了新疆夏季1971-1986年干旱期和1987-2003年湿润期的大气环流变化异常特征.结果表明:在平均环流场上,中亚-巴尔喀什湖槽及上下游地区脊的增强是新疆地区夏季变湿的环流场特征之一,且中亚-巴尔喀什湖槽随高度增加强度明显增强,200 hPa达到最强;源于低纬阿拉伯海向北直至中亚对流层低层偏南的强气流是湿润期环流异常、降水增多的又一特征,也是水汽重要来源之一;中亚上空高空急流轴南压是新疆夏季湿润期与干旱期高空急流最重要的差异特征. 相似文献
8.
基于1961—2017年中国气象局地表气温数据、JRA-55大气再分析数据以及美国国家海洋和大气管理局延伸重建的海温资料,研究了青藏高原冬季地表气温的年代际变化特征及其与海温的可能联系。结果表明：巴伦支-喀拉海冬季海温年代际变化可以激发出向东传播的Rossby波,在西伯利亚对流层高层产生异常的气旋或反气旋性环流,通过影响副极地以及副热带西风急流强度,在青藏高原的南侧产生异常的反气旋或气旋性环流,从而使得青藏高原上空的垂直运动发生变化,导致青藏高原冬季地表气温异常。 相似文献
9.
平流层下部20 km高度附近的大气层在特定季节存在下层西风（东风）折转为上层东风（西风）,且南北风分量很小的自然现象,这种纬向风的转换层称为平流层准零风层。平流层准零风层的低风速和风向变化的特点使其成为部署平流层飞艇和高空气球等弱动力或无动力临近空间飞行器的理想环境。针对国内外平流层准零风层的研究成果,归纳总结了平流层准零风层在北半球、中国及重点区域随时间变化的特征;系统分析了热成风原理、平流层准两年振荡、平流层爆发性增温、行星波涡动通量输送、南亚高压和副热带西风急流等因素对平流层准零风层形成的影响机理和特征;对比分析了MST雷达、激光雷达、探空火箭及高空气球等探测方法在平流层准零风层探测中的优缺点和部分探测事实;归纳总结了中层大气模式和数值天气模式在平流层准零风层预报中的优缺点,明确利用数值天气模式是当前开展平流层准零风层预报与气象保障的主要途径,平流层准零风层底高、厚度等诊断方案是定量化研究平流层准零风层精细结构及演变的基础;总结了基于平流层准零风层利用的飞行器工作原理;最后对未来科学研究的重点方向进行了展望。开展平流层准零风层研究进展回顾,对今后深入研究平流层准零风层以及平流层低... 相似文献
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中国南方2008年与2016年两次低温雨雪冰冻天气过程对比分析 总被引：4，自引：0，他引：4
利用2.5°×2.5° NCEP/NCAR月平均资料、1°×1° FNL再分析资料、国家气候中心1951年至2016年1月西太平洋副热带高压脊线和西伸脊点两项环流指数,从事件实况（降水、气温和冰冻灾害）、环流条件、能量条件、水汽条件和动力条件几个方面出发,对2008年1月10日至2月2日和2016年1月20至25日发生在中国南方的两次低温雨雪冰冻天气过程做了对比分析。研究表明：（1）"0801南方雪灾"的主要特征表现为降水范围大、过程持续时间长、灾害重;2016年1月低温雨雪冰冻过程的主要特征表现为降水范围小、过程持续时间短、灾害轻。"0801南方雪灾"冷空气强度不如2016年1月强。（2）造成"0801南方雪灾"的亚欧大环流背景为"北脊南槽"型,2016年1月低温雨雪冰冻的亚欧环流形势中低纬同位相,从西伯利亚到伊朗为脊,中蒙由低涡控制。（3）与"0801南方雪灾"相比,2016年1月低温雨雪冰冻期间我国南方对流层中下部10°~20° N的温差较强。（4）"0801南方雪灾"水汽输送偏北（到达34° N）且更高（到达300 hPa）,2016年1月低温雨雪冰冻期间水汽输送偏南（到达28° N）且较低（到达400 hPa）。（5）"0801南方雪灾"水汽输送轨迹在5 000 m、3 000 m和1 500 m高度均以西南路径为主,2016年1月低温雨雪冰冻期间水汽输送轨迹在5 000 m、3 000 m和1 500 m高度均以西北路径为主,冷空气沿着低压底部从西北移至南方变性增湿。（6）2008年1月26至28日整层垂直运动弱,但向上扩展高（至200 hPa）;2016年1月22日至24日垂直运动强,但扩展高度低（500 hPa以下）。 相似文献
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《Comptes Rendus Geoscience》2018,350(7):347-353
After the well-reported record loss of Arctic stratospheric ozone of up to 38% in the winter 2010–2011, further large depletion of 27% occurred in the winter 2015–2016. Record low winter polar vortex temperatures, below the threshold for ice polar stratospheric cloud (PSC) formation, persisted for one month in January 2016. This is the first observation of such an event and resulted in unprecedented dehydration/denitrification of the polar vortex. Although chemistry–climate models (CCMs) generally predict further cooling of the lower stratosphere with the increasing atmospheric concentrations of greenhouse gases (GHGs), significant differences are found between model results indicating relatively large uncertainties in the predictions. The link between stratospheric temperature and ozone loss is well understood and the observed relationship is well captured by chemical transport models (CTMs). However, the strong dynamical variability in the Arctic means that large ozone depletion events like those of 2010–2011 and 2015–2016 may still occur until the concentrations of ozone-depleting substances return to their 1960 values. It is thus likely that the stratospheric ozone recovery, currently anticipated for the mid-2030s, might be significantly delayed. Most important in order to predict the future evolution of Arctic ozone and to reduce the uncertainty of the timing for its recovery is to ensure continuation of high-quality ground-based and satellite ozone observations with special focus on monitoring the annual ozone loss during the Arctic winter. 相似文献
12.
The copepod Eurytemora carolleeae dominates vernal zooplankton biomass in the Chesapeake Bay estuarine turbidity maximum (ETM) region, where it is an important prey item for larval anadromous fish. Although there have been several zooplankton studies in the Chesapeake Bay ETM focused on spring, the importance of winter zooplankton populations for establishing these vernal conditions has not been investigated. We examined the abundance, distribution, and individual sizes of E. carolleeae in winter of 2007 and 2008 and we investigated the potential impact of varying winter conditions and rising winter temperatures on Eurytemora female carbon content, egg production rate, and generation time. We found higher abundances and larger individuals in the colder 2007 than in 2008 under similar freshwater flow conditions. Empirical estimates showed that overall zooplankton productivity was higher in 2007 than in 2008. Published recruitment indices for anadromous fish including white perch and striped bass were higher in 2007 than in 2008 in the study region. Based on these findings, we hypothesize that colder conditions resulted in larger individuals and therefore increased prey biomass available to larval fish. We further hypothesize that rising winter water temperatures will negatively impact trophic transfer of primary production to copepods and ultimately to fish. 相似文献
13.
A. N. Gruzdev E. P. Kropotkina S. V. Solomonov A. S. Elokhov 《Doklady Earth Sciences》2016,468(2):602-606
Measurements of the stratospheric contents of O3 and NO2 in the Moscow region were used to analyze the anomalies of these species related to the sudden stratospheric warming in the winter and the following deformation of the stratospheric circumpolar vortex in early February 2010 and the latitudinal displacement of the vortex towards the European sector in late March 2011 before the final warming in the spring. In the first case, an increase in the O3 and NO2 contents up to 85% and by two times, respectively, was recorded. In the second case, the O3 content decreased by one-fourth and the NO2 content dropped by two times as compared to the average values for the periods that preceded the beginning of the anomalies. 相似文献
14.
The role of rainfall in the thermal-moisture dynamics of the active layer at Beiluhe of Qinghai-Tibetan plateau 总被引：1，自引：1，他引：0
Zhi Wen Fujun Niu Qihao Yu Dayan Wang Wenjie Feng Jianfeng Zheng 《Environmental Earth Sciences》2014,71(3):1195-1204
The active layer in permafrost regions plays an important role in energy exchange between permafrost and atmosphere. Rainfall is one of the dominant factors affecting thermal-moisture dynamics of the active layer. To better understand the thermal-moisture dynamics and the interaction between rainfall and the active layer in-detail, in situ experiment was carried out and soil temperature, soil moisture and soil heat flux of the active layer were measured from 2007 to 2009. The observation data demonstrated that the volumetric soil water content of the active layer remained fairly constant during the winter and had a notable fluctuation resulted from evapotranspiration and rewetting from rainfall events in summer. The daily variation amplitude of soil temperature and soil heat flux in summer was bigger than that in winter. Soil moisture content increased and soil temperature decreased after rainfall. Rainfall in summer led to the change of surface energy balance and caused subsurface soil cooling. The convective heat transfer from water infiltration reduced the temperature gradient along depth and changed near-surface heat fluxes. The increase in rainfall may mitigate permafrost degradation on the Tibetan Plateau. 相似文献
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According to the spectroscopy data on the HCl content analyzed in Peterhof in 2009–2016 and in a number of NDACC stations in the Northern Hemisphere, growth in the HCl content observed since 2007 and caused by changes in the stratospheric circulation stopped in 2010–2011. As follows from the experimental data, a decrease in the HCl content estimated in Peterhof at 4.4 × 1013 cm–2/year or ~1.0%/year started again. 相似文献
16.
Nandita D. Ganguly 《Journal of Earth System Science》2008,117(1):79-82
The Indian reserve of coking coal is mainly located in the Jharia coal field in Jharkhand. Although air pollution due to oxides
and dioxides of carbon, nitrogen and sulphur is reported to have increased in this area due to large-scale opencast mining
and coal fires, no significant study on the possible impact of coal fires on the stratospheric ozone concentration has been
reported so far. The possible impact of coal fires, which have been burning for more than 90 years on the current stratospheric
ozone concentration has been investigated using satellite based data obtained from Upper Atmospheric Research Satellite (UARS
MLS), Earth Observing System Microwave Limb Sounder (EOS MLS) and Ozone Monitoring Instrument (OMI) in this paper. The stratospheric
ozone values for the years 1992–2007, in the 28–36 km altitude range near Jharia and places to its north are found to be consistently
lower than those of places lying to its south (up to a radius of 1000 km around Jharia) by 4.0–20%. This low stratospheric
ozone level around Jharia is being observed and reported for the first time. However, due to lack of systematic ground-based
measurements of tropospheric ozone and vertical ozone profiles at Jharia and other far off places in different directions,
it is difficult to conclude strongly on the existence of a relationship between pollution from coal fires and stratospheric
ozone depletion. 相似文献
