西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究

西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究（共4篇）

篇1：西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究

西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究

利用1958-台风资料,对台风路径进行分类,挑选出3类常见路径作为研究对象,通过合成分析,证实不同的台风路径所对应的副热带高压(副高)形势不同.台风西行时,西太平洋副热带高压势力强大,呈东西向带状,台风沿着副高南部西行,副高在整个过程中西伸;转向路径时,副高开始呈东西向带状,随着台风的移动副高主体东退,在160°E附近中间断裂;北上路径的.台风对应的副高主体偏东.在此基础上,利用气候模式R42L9在不同的初始场中加入相同的温度扰动,成功模拟出西行和北上路径的台风,验证了不同副高形态对台风路径的不同影响.对模拟结果的分析还发现,台风可以引起正压Rossby波向中高纬度的传播.由于背景流场不同,不同移动路径的台风其波动能量的传播路径也不同,从而对中高纬度环流和西太平洋副高产生不同的影响:与北上台风不同,西行台风在其西北方向激发出正变高,使西太平洋副高加强西伸.

作 者：任素玲 刘屹岷 吴国雄 Ren Suling Liu Yimin Wu Guoxiong 作者单位：任素玲,Ren Suling(中国科学院大气物理研究所,LASG,北京,100029;中国气象局国家卫星气象中心,北京,100081)

刘屹岷,吴国雄,Liu Yimin,Wu Guoxiong(中国科学院大气物理研究所,LASG,北京,100029)

刊 名：气象学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA METEOROLOGICA SINICA年，卷(期)：200765(3)分类号：P4关键词：台风 西太平洋副热带高压 相互作用 数值试验

篇2：西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究

基于T106数值预报产品资料,提出了支持向量机和卡尔曼滤波相结合的方法来进行夏季西太平洋副热带高压数值预报的误差修正与预报优化.首先采用支持向量机方法建立了西太平洋副热带高压面积指数的误差修正模型.基于支持向量机预报优化模型尽管有比较好的拟合精度和预报效果,但与实际副热带高压指数尚有一定的差异.究其原因,除预报对象(副热带高压)本身比较复杂、模型优化因子不够充分以及数值预报误差自身的随机性以外,优化模型的输入、输出基本上是一个静态映射结构,因此前一时刻的预测误差难以得到有效的反馈、调整和修正.为考虑前一时刻预报误差的反馈信息,动态跟踪副高的变化趋势,随后引入卡尔曼滤波方法建立支持向量机-卡尔曼滤波模型,对支持向量机模型的.输出结果作进一步的调整和优化.试验结果表明,该方法模型的预报优化效果优于T106数值预报产品以及单纯的神经网络修正模型和卡尔曼滤波修正模型的优化效果,能够较为客观、有效地修正西太平洋副热带高压指数的数值预报误差,改进和优化西太平洋副热带高压的数值预报效果.该方法为副热带高压等复杂天气系统和要素场预报提供了一种新的思路,表现出较好的应用前景.

作 者：刘科峰 张韧 徐海斌 闵锦忠 朱伟军 Liu Kefeng Zhang Ren Xu Haibin Min Jinzhon Zhu Weijun 作者单位：刘科峰,张韧,Liu Kefeng,Zhang Ren(解放军理工大学气象学院海洋与空间环境系,南京,211101;南京信息工程大学江苏省气象灾害重点实验室,南京,210044)

徐海斌,Xu Haibin(解放军理工大学气象学院海洋与空间环境系,南京,211101)

闵锦忠,朱伟军,Min Jinzhon,Zhu Weijun(南京信息工程大学江苏省气象灾害重点实验室,南京,210044)

篇3：西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究

2008年10月23日-2009年2月7日,降水稀少,周口8县2市11月至次年1月3个月降水量在3.4~12.6㎜之间;2010年9月下旬至2011年2月上旬,周口市降水也偏少。自2010年12月15日至2011年2月8日连续55d无降水,2010年9月27日至2011年2月8日无有效降水日达134 d,周口8县2市10月至第2年1月4个月降水量在0.8~9.0㎜之间,旱情严重、影响范围广。

冬小麦出苗至春季返青前降水持续偏少,对小麦正常生长造成的气象灾害现象,称为秋冬连旱。干旱严重影响了小麦根系的发展、分蘖的增加以及小麦返青生长,加重了麦田黄枯和死苗的发生,对小麦产量造成了一定的不利影响[8,9]。陶诗言等[10]从天气学角度,研究揭示了秋冬连旱的主要原因是欧亚中高纬度存在稳定的准静止环流所造成的长时期降水持续稀少所致。鉴于周口地区近年来秋冬连旱现象频繁,为了深刻了解干旱的特点,进一步推动深入研究干旱的重要意义,笔者针对历年来周口地区发生秋冬连旱的时间、影响范围和危害程度进行统计分析,寻找干旱发生的规律和原因,为应对干旱发生发展、监测预测、安全生产、趋利弊害提供重要的指导意见。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

周口地属黄淮平原,地势西北高,东南低,地理位置33°37′N,114°37′E,海拔46.6 m。周口地处中纬度地带,属暖温带半湿润季风型气候,四季分明,温差较大,降水不均。总的气候特点是:冬季寒冷雨雪少,夏季炎热雨集中,春秋温暖季节短,春夏之交多于ou City,Zhoukou,Henan 466000)风。光、热、水资源比较丰富,有利于多种作物及林木生产,适合于农林牧渔各业的综合发展。周口年平均气温在14.5~15.8℃之间。全市平均霜期为146 d,无霜期219 d。全市历年年降水量为750~850 mm,85%以上的降水多在农作物生长季节,基本能满足农作物生长的需要。夏季降水集中,平均降水量为430 mm,占全年降水量的53.8%,且时空分布不均,多暴雨、大雨,雨量从周口东南至西北呈递减趋势;冬季降水稀少。

1.2 资料来源

1961-2011年降水资料取自周口市国家观测站,西太平洋副热带高压资料来自国家气候中心网站(http://ncc.cma.gov.cn)74项月环流特征指数。

2 结果与分析

2.1 2010-2011年秋冬连旱与历史相似年比较

采取相似年对比分析方法,结合民政部门的灾情资料发现,统计分析1961-2011年气象资料发现,近50年周口地区共发生10次秋冬连旱,平均每5年发生1次。从图1、表1可以看出20世纪60年代和21世纪初均发生1次,而70-90年代共发生7次,占70%,特别是80年代共发生3次,占30%,为秋冬连旱主发期。

由表1可知,秋冬连旱开始日期多发生在10月中下旬或11月中下旬,最早的是2010-2011年的秋冬连旱,开始日期为9月27日;最晚的是1987-1988年的秋冬连旱,开始日期为11月29日。结束时间一般都是第2年的1-2月份,最晚的是1976-1977年的秋冬连旱,直到3月中旬才解除旱情。

秋冬连旱持续时间都比较长,最短的一次是1963-1964年,历时60 d;最长的一次为1998-1999年,历时142 d。持续日数在100 d以上的有6次,占70%,说明秋冬连旱一旦发生,持续时间较长。尤其是近15年,旱情延长趋势更加明显。

旱期总降水量除1998-1999年外均不到10 mm,1983-1984年69 d仅有0.1 mm的降水,由此可见,旱情一旦发生,影响十分严重。

2.2 西太平洋副热带高压的年代际变化

西太平洋副热带高压是指500h Pa月平均图上,西太平洋地区588dagpm等值线所包围的反气旋环流,一般包含面积指数、强度指数、脊线位置、北界位置和西伸脊点指数等5个指标,分析这5个指标发现秋冬连旱与面积指数、强度指数有显著相关性,而与脊线位置、北界位置和西伸脊点关系不大。

从1961-2010年副高面积、强度年平均距平图(图1)可知,副高有明显的年代际变化特征。可将其分为1961-1979年和1980-2010年2个时段,转换时间在1979-1980年前后,其强度和范围发生了一次明显的年代际尺度变化。20世纪80年代以来,副高明显偏强,范围向西南显著扩展。很显然,前一个时段副高整体明显偏弱,位置偏东,5 870 m线在台湾以东,而后一时段西太平洋副高明显偏强,面积扩大,向赤道和向西伸展尤其突出,不管是平均还是极端情况都是如此[11]。前一时段中最强年份为1962、1966、1969、1973和1979年,后一时段最强的年份是1980、1983、1987、1995、1998和2010年;80-90年代,副高强弱变化振幅较大;2002年以后,副高面积和强度持续偏强。

2.3 秋冬连旱与西太平洋副热带高压的年代际变化关系

比较表1和图1可知,秋冬连旱发生年正是西太平洋副热带高压强度和面积强盛年。20世纪60-70年代,副高强度和面积均偏弱,但旱情均发生在副高相对较强年份;20世纪80-90年代,秋冬连旱出现时,副高强度和面积均处在峰值点;2000年以后,副高持续偏强,2008-2009年的秋冬连旱发生在副高强度和面积的谷点,说明副高比较弱时,也有旱情发生,但很少。而进入2010年后,旱情发生在副高峰区。

3 结论

⑴周口地区秋冬连旱平均每5年发生1次,20世纪60年代和21世纪初各发生1次,而70-90年代共发生7次,占70%,80年代共发生3次,占30%,为秋冬连旱主发期。

⑵秋冬连旱一旦发生,降水极少且持续时间较长,并且有后延时间增加的趋势。

⑶周口地区秋冬连旱与西太平洋副热带高压年代际变化呈显著的正相关关系,副高强度和面积较强时,容易出现秋冬连旱。

知识连接

副热带高压

副热带高压简称副高,是位于副热带地区的暖性高压系统。它对中、高纬度地区和低纬度地区之间的水汽、热量、能量的输送和平衡起着重要的作用,是大气环流的一个重要系统。副热带高压的东部是强烈的下沉运动区,下沉气流因绝热压缩而变暖,所控制地区会出现持续性的晴热天气。而副热带高压的西部是低层暖湿空气辐合上升运动区,容易出现雷阵雨天气。随着季节的更迭,副热带高压带的强度、位置也会发生明显的季节变化。从1-7月,副热带高压主体呈现出向北、向西移动和强度增强的趋势;7月-第2年1月,副热带高压主体则有向南、向东移动和强度减弱的动向。这种季节性的变化,还具有明显的缓慢式变化和跳跃式变化的不同阶段。

对我国天气、气候有重要影响的是西太平洋副热带高压,特别是它西部的高压脊。它的范围在500 h Pa图上,用588线表示。它的位置和强度随季节而变化。其位置的变化:南北方向,用副高脊线所在纬度的平均值代表。6-8月脊线平均位于北纬24°。东西方向用588线西伸端点所在经度代表,平均位于东经122°。西太平洋副热带高压的强度和位置有明显的季节变化。

每年6月以前,副高脊线位于北纬20°以南,高压北缘是沿副高脊线北上的暖湿气流与中纬度南下的冷空气相交绥地区,锋面、气旋活动频繁,形成大范围阴雨天气,受其影响华南进入雨季;到6月中、下旬,副高脊线北跳,并稳定在北纬20°~25°之间,雨带随之北移,长江中下游地区进入雨季,即梅雨;7月上、中旬,副高脊线再次北跳,摆动在北纬25°~30°,这时黄河下游地区进入雨季。长江中下游地区的梅雨结束,进入盛夏。由于处于高压脊控制,出现伏旱;7月末至8月初,副高脊线跨越北纬30°,到达一年中最北位置,雨带随之北移,华北北部、东北地区进入雨季;8月底或9月初,高压脊开始南退,雨带随之南移。10月以后,高压脊退至北纬20°以南,大部分地区雨季结束。

从上述可知,西太平洋副热带高压的季节性活动特点:夏季北进时,持续时间较长,移动速度较慢,而秋季南退时,却时间短,速度快。西太平洋副热带高压活动的年际变化较大。当其活动出现异常时,常常造成我国较大范围的旱涝灾害。

摘要：利用1961-2011年气象资料,采取相似年对比分析方法,对周口地区50年来秋冬连旱特点进行分析。结果表明,近50年来,周口共发生类似灾害10次,平均5年发生一次,干旱具有发生频率高、持续时间长、影响范围广、危害程度重、后延影响大等特点。除大气环流异常是干旱形成的直接原因,气候变暖是导致干旱频繁发生的重要原因外,秋冬连旱与西太平副热带高压年代际变化也有一定的相关关系。

关键词：干旱,特征,副热带高压,关系

参考文献

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篇4：西太平洋副热带高压和台风相互作用的数值试验研究

中国夏季天气变化与太平洋副热带高压关系密切,而中低纬度热力差异可能是副热带高压的强度和位置发生变化的莺要原因,文中利用NCAR/NCEP再分析位势高度、垂商速度和海表温度场资料,在对太平洋海表温度合理分区的基础上.根据海表温度EOF分解的第一模态时间系数与副热带高压的`相关关系,定义了太平洋中、低纬度海表温差指数,并通过统计分析和数值模拟方法分析了温差的年代际变化特征及其对副热带高压的影响.结果表明:副热带高压的变化分别与中纬度太平洋的(30°-40°N,180°-140°W)和低纬度太平洋的(10°S-10°N,140°～100°W)两块区域海温关系密切,对由此两区域定义的温差指数分析发现,1976年前后温差指数出现一次显著的由弱变强的年代际突变,且温差的年代际变化特征与副热带高压异常有很好的对应关系,温差大值年,副热带高压偏强,面积增大,西伸尤其明显;温差小值年,副热带高压偏弱,面积减小,东撤明显.进一步的统计分析和NCAR/CAM3.0模式数值模拟都发现,夏季中低纬海表温差增大将引起哈得来环流加强,副热带的下沉速度加大,使副热带高压增强;夏季中低纬海表温差减小将引起哈得来环流减弱,副热带的下沉速度减小,使副热带高压减弱.冈此夏季中低纬海表温差的变化是导致副热带高压强度和位置异常的重要原因之一.

作 者：潘敖大 孙照渤 周丽贤 PAN Aoda SUN Zhaobo ZHOU Lixian 作者单位：潘敖大,PAN Aoda(南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京,210044;江苏省气象局,南京,210008)

孙照渤,周丽贤,SUN Zhaobo,ZHOU Lixian(南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京,210044)