2018年 第34卷 第5期
2018, 34(5): 577-586.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.001
摘要:
利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF) ERA Interim全球再分析资料(1.5 °×1.5 °)分析了1013号超强台风“鲇鱼”存在期间其东侧东风波的演变、结构以及对台风“鲇鱼”北翘路径的影响。结果显示：在“鲇鱼”存在期间，副热带高压南部、台风“鲇鱼”以东存在明显的中高空东风波。在“鲇鱼”以东和180 °以西存在明显的两脊一槽结构。从250 hPa的位势高度场中心位置来看，其路径经历了西南偏西向西北偏西方向的转变，并最终同“鲇鱼”的高空环流合并。由于东风波槽西移，位于“鲇鱼”南侧的低压环流上空东风迅速增强，垂直切变加大，从而使得此低压环流减弱、消失。低压环流的消失使得“鲇鱼”南侧南风迅速加强。东风波槽的减弱、北抬，其两侧的高压脊区加强、合并。在“鲇鱼”西北侧西风槽发展南落的共同影响下，台风“鲇鱼”路径发生北翘。
利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF) ERA Interim全球再分析资料(1.5 °×1.5 °)分析了1013号超强台风“鲇鱼”存在期间其东侧东风波的演变、结构以及对台风“鲇鱼”北翘路径的影响。结果显示：在“鲇鱼”存在期间，副热带高压南部、台风“鲇鱼”以东存在明显的中高空东风波。在“鲇鱼”以东和180 °以西存在明显的两脊一槽结构。从250 hPa的位势高度场中心位置来看，其路径经历了西南偏西向西北偏西方向的转变，并最终同“鲇鱼”的高空环流合并。由于东风波槽西移，位于“鲇鱼”南侧的低压环流上空东风迅速增强，垂直切变加大，从而使得此低压环流减弱、消失。低压环流的消失使得“鲇鱼”南侧南风迅速加强。东风波槽的减弱、北抬，其两侧的高压脊区加强、合并。在“鲇鱼”西北侧西风槽发展南落的共同影响下，台风“鲇鱼”路径发生北翘。
2018, 34(5): 587-597.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.002
摘要:
夏季风爆发伴随着风场和大气温湿度的急剧变化，我国风云气象卫星反演的云导风(AMV)和黑体亮温(TBB)产品可从大气动力和热力两个方面对夏季风活动进行实时监测。根据气象卫星AMV和TBB资料综合分析，选择南海夏季风监测区域为110~120 °E，10~20 °N。夏季风爆发期间，对流层高层(150~300 hPa高度层范围)云导风由偏西风转为偏东风，风云气象卫星区域日平均TBB下降至280 K以下，综合利用AMV和TBB双指标可更好描述南海夏季风的爆发特征。定义气象卫星监测南海夏季风爆发判别方法为：4月15日以后，AMV和TBB指标同时稳定大于临界值，其中，AMV指标稳定是指持续10天且中断不超过5天，TBB指标稳定是指维持5天。该判别方法可为南海夏季风业务服务和研究提供参考。
夏季风爆发伴随着风场和大气温湿度的急剧变化，我国风云气象卫星反演的云导风(AMV)和黑体亮温(TBB)产品可从大气动力和热力两个方面对夏季风活动进行实时监测。根据气象卫星AMV和TBB资料综合分析，选择南海夏季风监测区域为110~120 °E，10~20 °N。夏季风爆发期间，对流层高层(150~300 hPa高度层范围)云导风由偏西风转为偏东风，风云气象卫星区域日平均TBB下降至280 K以下，综合利用AMV和TBB双指标可更好描述南海夏季风的爆发特征。定义气象卫星监测南海夏季风爆发判别方法为：4月15日以后，AMV和TBB指标同时稳定大于临界值，其中，AMV指标稳定是指持续10天且中断不超过5天，TBB指标稳定是指维持5天。该判别方法可为南海夏季风业务服务和研究提供参考。
2018, 34(5): 598-609.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.003
摘要:
提出了一种采用预报涡旋的初始化方案，用预报涡旋代替bogus模型参与构建模式初始场，采用权重形式合成预报涡旋和分析涡旋获取台风初始涡旋。针对2015年“莲花”和“灿鸿”台风，基于该初始化方案设计了一系列对比试验进行数值模拟，并对结果进行分析。结果表明：(1)该方案得到的台风初始涡旋结构比bogus模型合理；(2)预报涡旋权重不宜取太大；(3)从长时效预报效果看，采用24 h内预报涡旋比采用长时效预报涡旋台风的路径和强度误差减小；(4)采用同一权重方案对“莲花”、“灿鸿”预报的改进效果不同，其原因与预报涡旋和分析涡旋的协调程度有关。多台风情形下可在初步评估的基础上采用不同时效的预报涡旋和不同权重方案。
提出了一种采用预报涡旋的初始化方案，用预报涡旋代替bogus模型参与构建模式初始场，采用权重形式合成预报涡旋和分析涡旋获取台风初始涡旋。针对2015年“莲花”和“灿鸿”台风，基于该初始化方案设计了一系列对比试验进行数值模拟，并对结果进行分析。结果表明：(1)该方案得到的台风初始涡旋结构比bogus模型合理；(2)预报涡旋权重不宜取太大；(3)从长时效预报效果看，采用24 h内预报涡旋比采用长时效预报涡旋台风的路径和强度误差减小；(4)采用同一权重方案对“莲花”、“灿鸿”预报的改进效果不同，其原因与预报涡旋和分析涡旋的协调程度有关。多台风情形下可在初步评估的基础上采用不同时效的预报涡旋和不同权重方案。
2018, 34(5): 610-625.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.004
摘要:
在西太平洋副热带高压控制的天气背景下，2016年8月19日下午上海地区发生一次局地短时强降水过程，此次过程历时3 h、水平范围20~40 km，呈现出生命史短、局地性强的特点。基于上海地区地面自动气象站2分钟平均资料，采用仅需一层资料计算的非地转 Q 矢量分析方法，研究分析了此次局地短时强降水发生发展演变成因，结果如下：(1)地面温度场和风场叠加分析表明，上海“城市热岛”特征与长江沿岸及邻近水域的热力不均匀分布引发了江风，江风将江岸邻近水域的湿、冷空气向城市陆地输送，并与陆地上干、热空气交汇，激发产生局地短时强降水，而降水的发生，导致地面温度下降、“城市热岛”特征减弱，从而减小水陆温度差，进而减弱江风，这直接减弱了有助于降水发生发展的动、热力强迫条件，促使降水趋于衰亡结束。(2)地面 Q 矢量散度辐合场和温度露点差叠加分析表明：在降水发生发展阶段， Q 矢量散度辐合强迫产生垂直上升运动较强，而空气湿度条件相对较弱；在降水强盛阶段， Q 矢量散度辐合强度和空气湿度的强度不仅增至最强，且上升运动区与高湿区重合；在降水衰亡阶段，地面空气一直维持高湿条件而 Q 矢量散度辐合强度明显减弱。这从地面大气中垂直上升运动条件和水汽条件揭示出致使降水强度发展演变的内在因素，且二者重叠区对降水落区有较好指示意义。最后，对地面 Q 矢量散度辐合场在局地短时强降水短临预报工作中的潜在应用前景进行了有意义的讨论。
在西太平洋副热带高压控制的天气背景下，2016年8月19日下午上海地区发生一次局地短时强降水过程，此次过程历时3 h、水平范围20~40 km，呈现出生命史短、局地性强的特点。基于上海地区地面自动气象站2分钟平均资料，采用仅需一层资料计算的非地转 Q 矢量分析方法，研究分析了此次局地短时强降水发生发展演变成因，结果如下：(1)地面温度场和风场叠加分析表明，上海“城市热岛”特征与长江沿岸及邻近水域的热力不均匀分布引发了江风，江风将江岸邻近水域的湿、冷空气向城市陆地输送，并与陆地上干、热空气交汇，激发产生局地短时强降水，而降水的发生，导致地面温度下降、“城市热岛”特征减弱，从而减小水陆温度差，进而减弱江风，这直接减弱了有助于降水发生发展的动、热力强迫条件，促使降水趋于衰亡结束。(2)地面 Q 矢量散度辐合场和温度露点差叠加分析表明：在降水发生发展阶段， Q 矢量散度辐合强迫产生垂直上升运动较强，而空气湿度条件相对较弱；在降水强盛阶段， Q 矢量散度辐合强度和空气湿度的强度不仅增至最强，且上升运动区与高湿区重合；在降水衰亡阶段，地面空气一直维持高湿条件而 Q 矢量散度辐合强度明显减弱。这从地面大气中垂直上升运动条件和水汽条件揭示出致使降水强度发展演变的内在因素，且二者重叠区对降水落区有较好指示意义。最后，对地面 Q 矢量散度辐合场在局地短时强降水短临预报工作中的潜在应用前景进行了有意义的讨论。
2018, 34(5): 626-636.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.005
摘要:
采用三维雷暴云动力-电耦合数值模式，模拟了2015年7月17日广东清远一次系统性强雷暴过程，探究此次雷暴的宏微观及电活动特征，从微物理角度出发，分析电荷结构的复杂成因。结果表明，由于水汽充足，上升气流速度大，云体高度高，小粒子随着强上升气流快速上升，迅速增长为雨滴等大粒子，降水出现早，强度大，较高的气温，使得很难产生固态降水。本次过程中，电荷结构由三极性结构逐渐演变成偶极性结构，这是由于霰的自动转化作用较强，中层霰粒在雷暴云成熟期转化为雹下落，上升气流由于强降水的发生不能维持，冰晶和霰粒子分布区域重合面积减少，非感应起电减弱，使得下部电荷结构消散。较高的电荷区高度使得云闪数目远远多于地闪数目。
采用三维雷暴云动力-电耦合数值模式，模拟了2015年7月17日广东清远一次系统性强雷暴过程，探究此次雷暴的宏微观及电活动特征，从微物理角度出发，分析电荷结构的复杂成因。结果表明，由于水汽充足，上升气流速度大，云体高度高，小粒子随着强上升气流快速上升，迅速增长为雨滴等大粒子，降水出现早，强度大，较高的气温，使得很难产生固态降水。本次过程中，电荷结构由三极性结构逐渐演变成偶极性结构，这是由于霰的自动转化作用较强，中层霰粒在雷暴云成熟期转化为雹下落，上升气流由于强降水的发生不能维持，冰晶和霰粒子分布区域重合面积减少，非感应起电减弱，使得下部电荷结构消散。较高的电荷区高度使得云闪数目远远多于地闪数目。
2018, 34(5): 637-644.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.006
摘要:
通过对1614号超强台风“莫兰蒂”在浙江沿海降水预报偏小的原因进行回顾，同时基于美国NOAA HYSPLIT4模式，对“莫兰蒂”水汽来源进行轨迹聚类，针对不同路径来源的水汽在“莫兰蒂”浙江沿海降水中的贡献差异进行定量分析，结果表明：数值模式对“莫兰蒂”路径预报偏西、降水预报偏小，直接影响了主观预报服务中降水强度和落区的判断，而数值产品对中纬度环流作用和浙江沿海台风倒槽的预报出现偏差，同时对1616号台风“马勒卡”路径预报偏东，导致主观预报忽略了“莫兰蒂”与其他天气系统的相互作用，影响了对降水动力和水汽因子的判断，也是降水预报偏小的原因之一。“莫兰蒂”水汽输送有3支气流，分别来自东北、东南和偏南洋(海)面，后2支气流为主要水汽来源，浙北沿海以东南向水汽输送最重要，对水汽和降水贡献高达70%以上，表现出1616号台风“马勒卡”对“莫兰蒂”在浙北沿海降水的重要作用，而浙南沿海台风本体的偏南气流与“马勒卡”的东南气流的水汽输送作用相当。可见台风降水预报中，需要密切关注台风环流与其它天气系统以及双台风间的相互作用。
通过对1614号超强台风“莫兰蒂”在浙江沿海降水预报偏小的原因进行回顾，同时基于美国NOAA HYSPLIT4模式，对“莫兰蒂”水汽来源进行轨迹聚类，针对不同路径来源的水汽在“莫兰蒂”浙江沿海降水中的贡献差异进行定量分析，结果表明：数值模式对“莫兰蒂”路径预报偏西、降水预报偏小，直接影响了主观预报服务中降水强度和落区的判断，而数值产品对中纬度环流作用和浙江沿海台风倒槽的预报出现偏差，同时对1616号台风“马勒卡”路径预报偏东，导致主观预报忽略了“莫兰蒂”与其他天气系统的相互作用，影响了对降水动力和水汽因子的判断，也是降水预报偏小的原因之一。“莫兰蒂”水汽输送有3支气流，分别来自东北、东南和偏南洋(海)面，后2支气流为主要水汽来源，浙北沿海以东南向水汽输送最重要，对水汽和降水贡献高达70%以上，表现出1616号台风“马勒卡”对“莫兰蒂”在浙北沿海降水的重要作用，而浙南沿海台风本体的偏南气流与“马勒卡”的东南气流的水汽输送作用相当。可见台风降水预报中，需要密切关注台风环流与其它天气系统以及双台风间的相互作用。
2018, 34(5): 645-656.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.007
摘要:
利用ERA-interim再分析资料、中国地面降水资料、全球海温(SST)和降水资料研究了冬季西太平洋和海洋性大陆大气热源变化特征及其对区域气候的影响。结果表明：冬季西太平洋和海洋性大陆热源具有显著的年际变化，海洋性大陆热源同时存在明显的年代际变化。冬季西太平洋热源强年相较弱年，东亚副热带急流轴线偏北3~4 °，东亚冬季风显著加强；热源强度与中国东部大部分地区冬春季降水呈显著负相关。由于西太平洋热源与ENSO事件密切相关，去除ENSO影响后，西太平洋热源对急流和冬季风的影响明显减弱，且与华东南部和华南地区降水无显著相关，但仍与华东中北部和华北地区呈显著负相关，相关关系仍可从同期冬季持续到后期春季。海洋性大陆热源在1993年左右发生显著突变，突变后海洋性大陆附近SST显著升高，海平面气压显著降低。进一步分析表明，海洋性大陆地区大气热源与Walker环流在年代际尺度上存在很好的对应关系，海洋性大陆岛屿整体增暖趋势快于周围海洋，导致海陆热力差异增大，这可能是触发局地热源和Walker环流长期变化的主要原因，进而影响太平洋SST分布和全球增暖的进程。
利用ERA-interim再分析资料、中国地面降水资料、全球海温(SST)和降水资料研究了冬季西太平洋和海洋性大陆大气热源变化特征及其对区域气候的影响。结果表明：冬季西太平洋和海洋性大陆热源具有显著的年际变化，海洋性大陆热源同时存在明显的年代际变化。冬季西太平洋热源强年相较弱年，东亚副热带急流轴线偏北3~4 °，东亚冬季风显著加强；热源强度与中国东部大部分地区冬春季降水呈显著负相关。由于西太平洋热源与ENSO事件密切相关，去除ENSO影响后，西太平洋热源对急流和冬季风的影响明显减弱，且与华东南部和华南地区降水无显著相关，但仍与华东中北部和华北地区呈显著负相关，相关关系仍可从同期冬季持续到后期春季。海洋性大陆热源在1993年左右发生显著突变，突变后海洋性大陆附近SST显著升高，海平面气压显著降低。进一步分析表明，海洋性大陆地区大气热源与Walker环流在年代际尺度上存在很好的对应关系，海洋性大陆岛屿整体增暖趋势快于周围海洋，导致海陆热力差异增大，这可能是触发局地热源和Walker环流长期变化的主要原因，进而影响太平洋SST分布和全球增暖的进程。
2018, 34(5): 657-673.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.008
摘要:
利用美国中尺度数值模式WRF，选取两个局地(QNSE、MYJ)闭合和两个非局地(YSU、ACM2)闭合的边界层参数化方案对台风“莎莉嘉”(2016)进行了4组模拟试验，结果表明，不同边界层方案对台风路径影响较小，但对台风强度和结构有明显的影响，就本个例研究而言，非局地闭合边界层方案明显优于局地闭合边界层方案。台风强度的差异是热力和动力共同作用的影响。局地闭合方案模拟的地表焓通量、水汽通量和动量通量更大，台风偏强；局地闭合方案模拟的边界层高度更高、边界层顶的夹卷过程更强、垂直混合更强、台风暖心结构更强，从而台风也更强。台风强度的差异和台风结构的变化密切相关。
利用美国中尺度数值模式WRF，选取两个局地(QNSE、MYJ)闭合和两个非局地(YSU、ACM2)闭合的边界层参数化方案对台风“莎莉嘉”(2016)进行了4组模拟试验，结果表明，不同边界层方案对台风路径影响较小，但对台风强度和结构有明显的影响，就本个例研究而言，非局地闭合边界层方案明显优于局地闭合边界层方案。台风强度的差异是热力和动力共同作用的影响。局地闭合方案模拟的地表焓通量、水汽通量和动量通量更大，台风偏强；局地闭合方案模拟的边界层高度更高、边界层顶的夹卷过程更强、垂直混合更强、台风暖心结构更强，从而台风也更强。台风强度的差异和台风结构的变化密切相关。
2018, 34(5): 674-684.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.009
摘要:
利用NCEP/NCAR的再分析资料和逐6 h降水实况观测资料，对2016年6月30日—7月6日江淮地区首场持续性暴雨的持续原因进行了初步分析。结果表明，此次持续性暴雨的主雨带位于西太平洋副热带高压(简称西太副高，下同)的西北侧、中低层江淮切变线的南侧，高空急流入口区的右侧，低空急流轴的左前侧；高空强辐散与低空强辐合长时间维持为暴雨的持续提供了有利的动力条件，西风槽前和西太副高外围两个水汽通道为此次暴雨过程提供了充分的水汽，其周期性辐合为暴雨的持续提供了有利的水汽条件；江淮流域上空大气上干冷、下暖湿状态的重复形成，为暴雨的持续提供了足够的能量；江淮切变线附近中尺度低涡的新生、发展和维持为暴雨的持续提供了持续的辐合抬升条件；锋生的周期性增强对降水强度的预报具有一定指示意义。
利用NCEP/NCAR的再分析资料和逐6 h降水实况观测资料，对2016年6月30日—7月6日江淮地区首场持续性暴雨的持续原因进行了初步分析。结果表明，此次持续性暴雨的主雨带位于西太平洋副热带高压(简称西太副高，下同)的西北侧、中低层江淮切变线的南侧，高空急流入口区的右侧，低空急流轴的左前侧；高空强辐散与低空强辐合长时间维持为暴雨的持续提供了有利的动力条件，西风槽前和西太副高外围两个水汽通道为此次暴雨过程提供了充分的水汽，其周期性辐合为暴雨的持续提供了有利的水汽条件；江淮流域上空大气上干冷、下暖湿状态的重复形成，为暴雨的持续提供了足够的能量；江淮切变线附近中尺度低涡的新生、发展和维持为暴雨的持续提供了持续的辐合抬升条件；锋生的周期性增强对降水强度的预报具有一定指示意义。
2018, 34(5): 685-694.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.010
摘要:
在耗散结构理论的基础上，根据热力学第二定律推导出了熵平衡方程。利用高分辨率模式输出资料通过对比Chanchu台风(0601)螺旋雨带上游、中游和下游及眼壁附近不同区域对流单体和熵流分布情况，揭示出负熵流值与台风的强对流单体有密切联系。基于负熵流与台风精细结构的配置分析，研究中尺度范围内熵流随Chanchu台风发生、发展、消亡各阶段的演变特征。分析表明，对流单体在从雨带上游至下游的演变过程中，熵流分布特征也会发生相应的变化，强对流单体与负熵流大值区相对应；当对流单体减弱，负熵流也随之减弱；当单体最后合并并汇入眼墙时，负熵流彼此合并旋入眼墙，有助于眼墙中深厚对流的维持和发展；此外，负熵流对于Chanchu台风在各发展阶段的强度变化也有一定的指示意义，揭示了负熵流对大气系统的组织化作用。
在耗散结构理论的基础上，根据热力学第二定律推导出了熵平衡方程。利用高分辨率模式输出资料通过对比Chanchu台风(0601)螺旋雨带上游、中游和下游及眼壁附近不同区域对流单体和熵流分布情况，揭示出负熵流值与台风的强对流单体有密切联系。基于负熵流与台风精细结构的配置分析，研究中尺度范围内熵流随Chanchu台风发生、发展、消亡各阶段的演变特征。分析表明，对流单体在从雨带上游至下游的演变过程中，熵流分布特征也会发生相应的变化，强对流单体与负熵流大值区相对应；当对流单体减弱，负熵流也随之减弱；当单体最后合并并汇入眼墙时，负熵流彼此合并旋入眼墙，有助于眼墙中深厚对流的维持和发展；此外，负熵流对于Chanchu台风在各发展阶段的强度变化也有一定的指示意义，揭示了负熵流对大气系统的组织化作用。
2018, 34(5): 695-704.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.011
摘要:
将造成经济损失的热带气旋定义为致灾气旋。基于气象观测站的逐日气压、风速和降水量数据确定致灾气旋阈值，结合区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)在1961—2100年的输出资料，预估致灾气旋发生频数及其风速与降水量，分析全球升温1.5 ℃与2.0 ℃情景下，中国东南沿海地区致灾气旋时空变化特征。结果表明：(1) 1986—2015年，东南沿海地区致灾气旋发生频数共计180个，整体呈上升趋势，平均风速和降水量分别为8.7 m/s和129.8 mm，对浙江东部及广东东部沿海影响最严重。(2)全球升温1.5 ℃，2020—2039年致灾气旋频数将由基准期(1986—2005年)的111个上升至138个，增加区域主要位于广东省西南地区及福建省南部地区；平均风速和降水量分别上升15%和17%，至8.4 m/s和109.9 mm，以福建省沿海地区增加最明显。(3)全球升温2.0 ℃，2040—2059年致灾气旋频数较1986—2005年增加33%，将达148个；风速上升32%，以浙江省东部、福建和广东省接壤的沿海地区及广东省南部增幅最大；降水量上升35%，以福建与广东省接壤的沿海地区及广东省西南地区增加明显。(4)相比升温1.5 ℃，全球气温额外升高0.5 ℃，东南沿海地区致灾气旋频数及其风速与降水量将分别上升9%、17%和18%。努力将温升控制在1.5 ℃，对降低致灾气旋频率和强度增加所导致的影响具有重要意义。
将造成经济损失的热带气旋定义为致灾气旋。基于气象观测站的逐日气压、风速和降水量数据确定致灾气旋阈值，结合区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)在1961—2100年的输出资料，预估致灾气旋发生频数及其风速与降水量，分析全球升温1.5 ℃与2.0 ℃情景下，中国东南沿海地区致灾气旋时空变化特征。结果表明：(1) 1986—2015年，东南沿海地区致灾气旋发生频数共计180个，整体呈上升趋势，平均风速和降水量分别为8.7 m/s和129.8 mm，对浙江东部及广东东部沿海影响最严重。(2)全球升温1.5 ℃，2020—2039年致灾气旋频数将由基准期(1986—2005年)的111个上升至138个，增加区域主要位于广东省西南地区及福建省南部地区；平均风速和降水量分别上升15%和17%，至8.4 m/s和109.9 mm，以福建省沿海地区增加最明显。(3)全球升温2.0 ℃，2040—2059年致灾气旋频数较1986—2005年增加33%，将达148个；风速上升32%，以浙江省东部、福建和广东省接壤的沿海地区及广东省南部增幅最大；降水量上升35%，以福建与广东省接壤的沿海地区及广东省西南地区增加明显。(4)相比升温1.5 ℃，全球气温额外升高0.5 ℃，东南沿海地区致灾气旋频数及其风速与降水量将分别上升9%、17%和18%。努力将温升控制在1.5 ℃，对降低致灾气旋频率和强度增加所导致的影响具有重要意义。
2018, 34(5): 705-712.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.012
摘要:
使用1979—2015年欧洲长期天气预报中心所提供的ERA-Interim再分析资料和中国气象局上海台风研究所整编的西北太平洋热带气旋（TC）最佳路径资料，分析了7—8月东亚高空纬向风的季节内振荡（ISO）信号特征及其与登陆中国大陆热带气旋（TC）的关系。结果表明：（1）200 hPa纬向风在副热带、中纬度地区季节内振荡显著，尤其是在纬向西风带中，有两个南北分布的大值中心，方差贡献均超过50%。（2）基于东亚高空纬向风的ISO和EOF典型空间模定义的西风指数(EAWI)，可以用来描述东亚高空纬向西风在ISO尺度上的经向移动。（3）在西风指数的ISO负位相期间，登陆中国东南沿岸22 °N以北的TC增多；反之减少。在西风急流出口南侧的副热带区域，200 hPa ISO纬向风向北移动，使纬向西风位置偏北，出现东风异常，从而使西风减弱；TC引导气流为向西的异常，有利于TC登陆中国大陆偏北沿岸；同时有异常的ISO纬向异常东风切变，有利于TC登陆过程的维持。（4）在西风指数的ISO负位相期间，在对流层高层西风急流出口区向南输送的天气尺度的E矢量，在TC登陆地区，出现异常扰动涡度通量的辐合，引起了该区域的西风减弱。
使用1979—2015年欧洲长期天气预报中心所提供的ERA-Interim再分析资料和中国气象局上海台风研究所整编的西北太平洋热带气旋（TC）最佳路径资料，分析了7—8月东亚高空纬向风的季节内振荡（ISO）信号特征及其与登陆中国大陆热带气旋（TC）的关系。结果表明：（1）200 hPa纬向风在副热带、中纬度地区季节内振荡显著，尤其是在纬向西风带中，有两个南北分布的大值中心，方差贡献均超过50%。（2）基于东亚高空纬向风的ISO和EOF典型空间模定义的西风指数(EAWI)，可以用来描述东亚高空纬向西风在ISO尺度上的经向移动。（3）在西风指数的ISO负位相期间，登陆中国东南沿岸22 °N以北的TC增多；反之减少。在西风急流出口南侧的副热带区域，200 hPa ISO纬向风向北移动，使纬向西风位置偏北，出现东风异常，从而使西风减弱；TC引导气流为向西的异常，有利于TC登陆中国大陆偏北沿岸；同时有异常的ISO纬向异常东风切变，有利于TC登陆过程的维持。（4）在西风指数的ISO负位相期间，在对流层高层西风急流出口区向南输送的天气尺度的E矢量，在TC登陆地区，出现异常扰动涡度通量的辐合，引起了该区域的西风减弱。
2018, 34(5): 713-720.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.05.013
摘要:
夹卷是大气边界层与自由大气进行能量和物质交换的重要途径，对边界层动力结构及边界层内温度、水汽和各种污染物浓度有重要影响。利用化学-地表-大气-土壤(CLASS)模式定量评估了夹卷过程对远郊地区大气边界层内臭氧（O3）浓度的影响并与大气化学反应贡献进行了对比，结合地面O3、NOx及边界层高度、位温和比湿等观测资料和再分析资料对CLASS模拟结果进行了定量评估。结果表明：CLASS模式能较为真实地模拟夹卷和大气光化学反应对远郊地区大气边界层臭氧浓度的影响，且当自由大气层内臭氧浓度达到一定值时，两者对边界层内臭氧峰值影响相当。数值试验结果进一步揭示，夹卷对控制氮氧化物（NOX）和可挥发性有机物(VOCS)排放源控制效果有重要影响，且当夹卷区内O3跳跃值增大到一定时，可完全抵消源排放减排控制的效果。本研究旨在表明，为有效控制近地层臭氧浓度，在制定人为污染源减排措施时必须考虑自由大气层臭氧的夹卷贡献。
夹卷是大气边界层与自由大气进行能量和物质交换的重要途径，对边界层动力结构及边界层内温度、水汽和各种污染物浓度有重要影响。利用化学-地表-大气-土壤(CLASS)模式定量评估了夹卷过程对远郊地区大气边界层内臭氧（O3）浓度的影响并与大气化学反应贡献进行了对比，结合地面O3、NOx及边界层高度、位温和比湿等观测资料和再分析资料对CLASS模拟结果进行了定量评估。结果表明：CLASS模式能较为真实地模拟夹卷和大气光化学反应对远郊地区大气边界层臭氧浓度的影响，且当自由大气层内臭氧浓度达到一定值时，两者对边界层内臭氧峰值影响相当。数值试验结果进一步揭示，夹卷对控制氮氧化物（NOX）和可挥发性有机物(VOCS)排放源控制效果有重要影响，且当夹卷区内O3跳跃值增大到一定时，可完全抵消源排放减排控制的效果。本研究旨在表明，为有效控制近地层臭氧浓度，在制定人为污染源减排措施时必须考虑自由大气层臭氧的夹卷贡献。
粤公网安备 4401069904700003号