西太平洋副熱帶高壓研究的新進展及其應用

前言

　　西太平洋副熱帶高壓是影響中國天氣和氣候的關鍵環(huán)流和天氣系統(tǒng)之一，也是東亞季風系統(tǒng)的一個主要成員。長期以來，中國氣象學家對副熱帶高壓進行了大量的研究，獲得了具有重要的理論和實用價值的研究成果，大大推進了中國天氣和氣候預測業(yè)務的發(fā)展。陶詩言和黃士松先生是我國最早比較系統(tǒng)研究副熱帶高壓天氣動力學和氣候?qū)W的前輩氣象學家，他們的成果為后來的研究和業(yè)務預報發(fā)展奠定了堅實的基礎，還有一大批富有實踐經(jīng)驗和理論水平的專家也為副熱帶高壓的研究作出了重要貢獻。長期以來，副熱帶高壓活動規(guī)律和變化是我國廣大預報員在預報東亞季風的季節(jié)演變、雨帶分布和旱澇事件的發(fā)生與持續(xù)所依據(jù)的一個最重要的指標。另一方面，不少天氣氣候事件預報失敗的個例在很大程度上也是由于對副熱帶高壓活動認識不足?；诖?，國家自然科學基金會曾多次立項支持副熱帶高壓的研究，在吳國雄院士和丑紀范院士的主持下，取得了多方面重要的成果，尤其在副熱帶高壓動力學方面。這些成果使我國副熱帶高壓的研究大大深入了一步。

內(nèi)容概要

　　《西太平洋副熱帶高壓研究的新進展及其應用》利用最新資料和模式試驗，揭示了亞洲季風爆發(fā)階段副熱帶高壓（副高）演變特征，特別是在孟加拉灣東部至中南半島西部（BOB）季風爆發(fā)后的副高演變及東撤機理；定義了西太平洋副高東西向偏移指數(shù)，闡述其年際和季節(jié)內(nèi)變化規(guī)律；提出了副熱帶高壓雙脊線的新概念，揭示了副高雙脊線的動力學和熱力學特征及其形成過程和影響因子，討論了雙脊線過程對天氣氣候的影響及其可能機制；最后針對副高數(shù)值預報誤差修正和副高動力一統(tǒng)計優(yōu)化問題，提出了支持向量機、卡爾曼濾波和遺傳算法交叉互補的副高預報方法和技術途徑，以及從觀測資料時間序列中反演副高動力預報模型的新思路。　　《西太平洋副熱帶高壓研究的新進展及其應用》以副高研究成果的應用為目標，著眼于副高與季風的聯(lián)系及其對天氣氣候的影響，可供氣象業(yè)務工作者、高等院校師生和大氣科學研究工作者參考。

書籍目錄

序言前言第1章 緒論1.1 西太平洋副熱帶高壓的形成與變動影響因子1.2 西太平洋副熱帶高壓的結構1.3 西太平洋副熱帶高壓的季節(jié)性北跳機制和進退分析1.4 西太平洋副熱帶高壓與我國天氣的關系1.5 西太平洋副熱帶高壓雙脊線現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)第2章 季風爆發(fā)期間西太平洋副熱帶高壓演變2.1 資料和模式介紹2.2 南海季風爆發(fā)前后的診斷研究2.3 亞洲季風爆發(fā)的數(shù)值模擬2.4 敏感性數(shù)值試驗2.5 結論和討論第3章 西太平洋副熱帶高壓的年際和季節(jié)內(nèi)變化3.1 引言3.2 西太平洋副熱帶高壓東一西向偏移指數(shù)的定義3.3 全球變暖引起的西太平洋副熱帶高壓虛假變化趨勢3.4 西太平洋副熱帶高壓東一西向偏移的年際變化3.5 西太平洋副熱帶高壓的季節(jié)內(nèi)變化3.6 需要進一步研究的內(nèi)容第4章 西太平洋副熱帶高壓雙脊線的概念及其天氣氣候?qū)W意義4.1 副熱帶高壓雙脊線的概念4.2 雙脊線現(xiàn)象的普遍性4.3 雙脊線的天氣氣候?qū)W意義第5章 氣候平均場中的西太平洋副熱帶高壓雙脊線過程與季風槽準10天振蕩5.1 引言5.2 資料與方法5.3 氣候平均場中的雙脊線過程5.4 季風槽的準10天振蕩5.5 季風槽準10天振蕩機制討論5.6 結果和討論第6章 西太平洋副熱帶高壓雙脊線結構特征及其建立過程6.1 引言6.2 西太平洋副熱帶高壓雙脊線過程的氣候統(tǒng)計特征6.3 歷年西太平洋副熱帶高壓雙脊線建立過程歸類6.4 東亞季風與西太平洋副熱帶高壓雙脊線形成6.5 結果和討論第7章 南海夏季風低頻振蕩的年際變化特征及其對西太平洋副高雙脊線形成的影響7.1 引言7.2 資料和方法7.3 3／6模態(tài)南海夏季風低頻振蕩特征及其對西太平洋副高雙脊線過程形成的影響7.4 1／2模態(tài)南海夏季風低頻振蕩特征及其對西太平洋副高雙脊線過程形成的影響7.5 雙模態(tài)南海夏季風低頻振蕩特征及其對西太平洋副高雙脊線過程形成的影響7.6 結果和討論第8章 一類西太平洋副熱帶高壓雙脊線過程的可能機制8.1 引言8.2 資料與方法8.3 “南生南存型”西太平洋副高雙脊線過程環(huán)流演變特征8.4 東風波與西太平洋副高的相互作用8.5 結果和討論第9章 副熱帶高壓的數(shù)值預報誤差修正與預報優(yōu)化9.1 引言9.2 基于最小二乘支持向量機的副高數(shù)值預報誤差修正9.3 支持向量機與卡爾曼濾波集合的副高數(shù)值預報優(yōu)化9.4 EOF分解與卡爾曼濾波結合的副高數(shù)值預報誤差修正9.5 基于遺傳優(yōu)化與動力模型反演的副高中長期預報參考文獻

章節(jié)摘錄

　　20世紀90年代以后，隨著觀測資料和再分析資料的出現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)情況下，亞洲季風爆發(fā)經(jīng)歷三個連續(xù)的階段：首先在孟加拉灣，然后在南海，最后是印度半島。季風爆發(fā)期間環(huán)流的一個明顯變化是副熱帶高壓的形態(tài)。季風爆發(fā)前，副高脊面隨高度向南傾，爆發(fā)后北傾。孟加拉灣季風和南海季風的爆發(fā)都伴隨著低層低壓的發(fā)展和副高的東撤。本章基于對1998年個例的分析，認識季風爆發(fā)過程的物理機理，特別利用模式考查了孟加拉灣季風氣旋的深對流與南海季風爆發(fā)之間的物理聯(lián)系?！　〗Y果表明，孟加拉灣季風爆發(fā)后不久，該地區(qū)的副高脊面向北傾斜，但在南海上空仍是南傾。因此在低層氣旋控制了孟加拉灣地區(qū)，而反氣旋控制著南海；深對流在孟加拉灣和中南半島上發(fā)展起來。與之有關的凝結加熱對大氣環(huán)流有著重要的影響：　?。?）使低層局地的南風變得更為強烈，導致其西邊的氣旋和東邊的反氣旋增強。這一增強的南風和西南風平流輸送更多的水汽到增強的反氣旋的北部，并使中國南部沿海西風和濕度增加?！　。?）孟加拉灣地區(qū)的深對流產(chǎn)生了非對稱的羅斯貝波，該波列以東部上升西部下沉為特征。沿中國南部沿海，這一上升運動與增濕了的空氣一起有助于對流有效位能（convective available potential energy，CAPE）的釋放?！　。?）孟加拉灣地區(qū)的深對流還產(chǎn)生了非對稱的羅斯貝波波列，其反氣旋相位位于中南半島北部和中國西南部，其第2個氣旋位于中國東部。該氣旋西風因而加強了南海上空反氣旋的西風。另一方面，這一強迫出的反氣旋東部的北風和西北風將中緯度的冷空氣帶到增濕了的中國南部沿海，因而也對CAPE的釋放起作用。

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