60年代北半球夏季气候跃变——Ⅰ.降水和温度变化

本文引用气候跃变概念,结合主相关型和EOF(经验正交函数)的分析,揭示了北半球夏季气候状况在60年代发生的大规模交化的主要时空分布特征。第Ⅰ部分介绍1951-1980年全球夏季降水、气温和海表水温的变化特征。降水变化在空间上呈带状分布型,自北非到日本一带在60年代出现突发性降水减少,而其南北两侧则各有一条降水增多的地带。北半球温度的主要变化为60年代前期中高纬温度普遍突降,较低纬则有部分增温区,从而形成南北温差的突增。不同地区和不同要素的气候跃变在时间上可能有不同,其间的动力学联系值得进一步研究。     

夏季青藏高原气象学若干问题的研究

本文使用经过1979年5—8月青藏高原气象科学实验观测资料订正过的欧洲中心FGGE—Ⅲb资料、GMS1地球同步卫星云图资料及其它一些资料,详细分析了夏季青藏高原的水汽状况、热力层结状况和月平均环流场的主要特征;计算了主要经圈环流圈的位置分布和从高原上上升气流的轨迹;通过逐月、逐日的涡度方程诊断分析,讨论了夏季高原高、低空稳定环流场的维持机制,发现高原上存在的强盛频繁的积云对流活动对高原大型环流场的维持是非常重要的;最后提出了一个高、低层多层次的对流活动振荡过程造成的热量水汽接力式上传输送的物理模型,认为它可能是夏季青藏高原高空大气高温、高湿状况维持的主要物理过程。     

INFLUENCE OF SOIL MOISTURE AND VEGETATION ON CLIMATE (Ⅰ)——THEORETICAL ANALYSIS TO PERSISTENCE OF SHORT-TERM CLIMATE ANOMALIES

Influence of soil moisture and vegetation on persistence of short-term climate anomalies isanalyzed theoretically through a heat and water balance model in coupled air-land system.It is shown that the soil hydrologic condition, rather than the soil thermal situation, is adominant factor in maintenance of climatic anomalies. The persistence of climate anomaliesis dependent largely on the capacity of water and heat exchange on the land surface. The cli-mate anomalies would persist longer for less soil moisture or vegetation cover. Furthermore,compared with humid areas, the climate anomalies persist longer in an arid climate envi-ronment.     

NORTHERN HEMISPHERIC SUMMER CLIMATIC JUMP IN THE 1960s (Ⅱ)——SEA LEVEL PRESSURE AND 500 hPa HEIGHT

The paper is to depict the major structures of the Northern Hemispheric summer sealevel pressure (SLP), 500 hPa height (H 500) and 500 hPa ridge-and-trough (RAT) field during1951-1980. The 1960s' jump was found in the major signal of each field as well as inthe series of many circulation parameters. The major part of the H 500 change was the heightlowering over the most of the Hemisphere during the 1960s, corresponding well to the sur-face temperature change. The SLP and RAT changed in a way similar to that of the rainfallchange, with regard to the southwest-to-northeast zonal structure in the geographical distri-butions of the major signals of all the three fields. The relationship between the changes ofsome circulation parameters and the regional rainfall is discussed.     

青藏高压移动的模拟试验及其在夏季形势预报中的应用

本文是资料[1]的继续,模拟了青藏高压的移动。它的活动方式有二:一是没有外界影响下,它自身的摆动,这种摆动振幅不大。二是在与外界相互作用下,它的活动振幅才比较大。其原因有以下几种: (1)西风带加强,可以使青藏高压南移和东伸;东风带加强,可以使它北移和西伸。 (2)下游加热可以使它东伸,上游加热可以使它西伸。 (3)青藏高压的主要活动都伴随着大型环流的演变。它的大规模东移是由于70°E以东高原上空冷槽的爆发。 试验结果得到了实际天气的检证。     

青藏高原加热作用对夏季东亚大气环流影响的初步模拟实验

青藏高原夏季的加热作用对东亚大气环流有很大影响,过去从天气学角度对这问题有过不少研究,本文主要用流体力学模拟试验的方法进行了初步研究。 从模拟三种不同基本流场的试验中初步看出:青藏高压的形成主要在于耸立在对流层中部的高原加热作用,这种加热作用使中、下层产生巨大的辐合,高空产生巨大的辐散,高原上空西风带的北撤、高原南面东风带的建立、高原上空高压和高原上热低压的建立以及季风经圈环流的形成等现象,都有内在的联系,其关键在于高原的加热作用。西南季风的形成和活动也与高原加热有密切联系,随着高原加热量的增强,在实验中还可以看到高原东侧的切变线北移,因此青藏高原的加热作用对我国夏季雨带北移也有一定的影响。高原表面上的热量主要通过中、小尺度的对流性系统输送给大气,并维持高原大型环流的运转。     

土壤湿度和植被对气候的影响——Ⅱ.短期气候异常持续性的数值试验

通过一个垂直一维大气-土壤-植被耦合模式进行了土壤湿度和植被状况影响短期气候异常持续性的数值试验。结果证实了本文第一部分理论分析的结论,即土壤水状况及与之有关的地、气水分和热量交换在陆地区域短期气候异常持续的过程中起着主导作用。文中还对土壤水状况影响气候异常的物理过程做了进一步的探讨。     

60年代北半球夏季气候跃变——Ⅱ.海平面气压和500hPa高度变化

本文分析了1951—1980年北半球夏季海平面气压(SLP)、500hPa高度(H_(500))和500hPa槽脊(TR_(500))场的主要时空结构。各场主信号和许多环流参数都在60年代期间出现跃变。H_(500)变化表现出与近表面层温度变化相应的半球范围较一致的降高;SLP和TR_(500)的变化分布呈现与降水变化类似的西南-东北倾斜式带状结构;各种环流形势变化也在宏观上与降水或温度变化有一定程度的对应,反映了60年代北半球夏季气候系统跃变的整体性。但各要素场变化具体行为间的动力学联系尚待进一步研究。     

旋转大气中运动的适应过程

在地球和行星上的流体大尺度运动中,压力梯度力与科氏力经常处于准平衡状态(“地转平衡”);当有局部地不平衡扰动时,将进行“地转适应过程”,迅速重新达到平衡状态.此外,全球规模的大气运动常常有恢复到轴对称环流的趋势;而且在长时间内进行平均,也是扰动能量转移到轴对称环流能量中去,即适应于地球(行星)的旋转状态,称之为“旋转适应过程”.这是两种基本的动力学过程.本文简介我们关于这方面的一些主要理论研究结果,证明这两种过程的存在性,并给出与此有关的许多重要的旋转流体运动的性质.     

Influence of Soil Moisture and Vegetation on Climate (Ⅱ)——Numerical Experiments on Persistence of Short-term Climatic Anomalies

Numerical experiments on the influence of soil moisture and vegetation on the persistence of short-term climatic anomalies are performed with a vertical one-dimensional climate model in the atmosphere-soil-vegetation system.The experimental results indicate that, as shown by theoretical analysis in Part Ⅰ of this paper,soil hydrology is crucially important for maintenance of short-term climatic anomalies over land areas. Possible physical process concerned with impact of soil moisture and vegetation on the persistence is further discussed.