西太平洋副熱帶高壓研究的新進(jìn)展及其應(yīng)用

前言

　　西太平洋副熱帶高壓是影響中國(guó)天氣和氣候的關(guān)鍵環(huán)流和天氣系統(tǒng)之一，也是東亞季風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)主要成員。長(zhǎng)期以來，中國(guó)氣象學(xué)家對(duì)副熱帶高壓進(jìn)行了大量的研究，獲得了具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值的研究成果，大大推進(jìn)了中國(guó)天氣和氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)的發(fā)展。陶詩(shī)言和黃士松先生是我國(guó)最早比較系統(tǒng)研究副熱帶高壓天氣動(dòng)力學(xué)和氣候?qū)W的前輩氣象學(xué)家，他們的成果為后來的研究和業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，還有一大批富有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(xiàn)。長(zhǎng)期以來，副熱帶高壓活動(dòng)規(guī)律和變化是我國(guó)廣大預(yù)報(bào)員在預(yù)報(bào)東亞季風(fēng)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(gè)最重要的指標(biāo)。另一方面，不少天氣氣候事件預(yù)報(bào)失敗的個(gè)例在很大程度上也是由于對(duì)副熱帶高壓活動(dòng)認(rèn)識(shí)不足?；诖?，國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)曾多次立項(xiàng)支持副熱帶高壓的研究，在吳國(guó)雄院士和丑紀(jì)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(dòng)力學(xué)方面。這些成果使我國(guó)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(jìn)展及其應(yīng)用》利用最新資料和模式試驗(yàn)，揭示了亞洲季風(fēng)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(fēng)爆發(fā)后的副高演變及東撤機(jī)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(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特征及其形成過程和影響因子，討論了雙脊線過程對(duì)天氣氣候的影響及其可能機(jī)制；最后針對(duì)副高數(shù)值預(yù)報(bào)誤差修正和副高動(dòng)力一統(tǒng)計(jì)優(yōu)化問題，提出了支持向量機(jī)、卡爾曼濾波和遺傳算法交叉互補(bǔ)的副高預(yù)報(bào)方法和技術(shù)途徑，以及從觀測(cè)資料時(shí)間序列中反演副高動(dòng)力預(yù)報(bào)模型的新思路。　　《西太平洋副熱帶高壓研究的新進(jìn)展及其應(yīng)用》以副高研究成果的應(yīng)用為目標(biāo)，著眼于副高與季風(fēng)的聯(lián)系及其對(duì)天氣氣候的影響，可供氣象業(yè)務(wù)工作者、高等院校師生和大氣科學(xué)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(dòng)影響因子1.2 西太平洋副熱帶高壓的結(jié)構(gòu)1.3 西太平洋副熱帶高壓的季節(jié)性北跳機(jī)制和進(jìn)退分析1.4 西太平洋副熱帶高壓與我國(guó)天氣的關(guān)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(fēng)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(fēng)爆發(fā)前后的診斷研究2.3 亞洲季風(fēng)爆發(fā)的數(shù)值模擬2.4 敏感性數(shù)值試驗(yàn)2.5 結(jié)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(shì)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(jìn)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(chǎng)中的西太平洋副熱帶高壓雙脊線過程與季風(fēng)槽準(zhǔn)10天振蕩5.1 引言5.2 資料與方法5.3 氣候平均場(chǎng)中的雙脊線過程5.4 季風(fēng)槽的準(zhǔn)10天振蕩5.5 季風(fēng)槽準(zhǔn)10天振蕩機(jī)制討論5.6 結(jié)果和討論第6章 西太平洋副熱帶高壓雙脊線結(jié)構(gòu)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(jì)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(fēng)與西太平洋副熱帶高壓雙脊線形成6.5 結(jié)果和討論第7章 南海夏季風(fēng)低頻振蕩的年際變化特征及其對(duì)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(fēng)低頻振蕩特征及其對(duì)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(fēng)低頻振蕩特征及其對(duì)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(fēng)低頻振蕩特征及其對(duì)西太平洋副高雙脊線過程形成的影響7.6 結(jié)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(jī)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(fēng)波與西太平洋副高的相互作用8.5 結(jié)果和討論第9章 副熱帶高壓的數(shù)值預(yù)報(bào)誤差修正與預(yù)報(bào)優(yōu)化9.1 引言9.2 基于最小二乘支持向量機(jī)的副高數(shù)值預(yù)報(bào)誤差修正9.3 支持向量機(jī)與卡爾曼濾波集合的副高數(shù)值預(yù)報(bào)優(yōu)化9.4 EOF分解與卡爾曼濾波結(jié)合的副高數(shù)值預(yù)報(bào)誤差修正9.5 基于遺傳優(yōu)化與動(dòng)力模型反演的副高中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　20世紀(jì)90年代以后，隨著觀測(cè)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(fēng)爆發(fā)經(jīng)歷三個(gè)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(fēng)爆發(fā)期間環(huán)流的一個(gè)明顯變化是副熱帶高壓的形態(tài)。季風(fēng)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(fēng)和南海季風(fēng)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(duì)1998年個(gè)例的分析，認(rèn)識(shí)季風(fēng)爆發(fā)過程的物理機(jī)理，特別利用模式考查了孟加拉灣季風(fēng)氣旋的深對(duì)流與南海季風(fēng)爆發(fā)之間的物理聯(lián)系?！　〗Y(jié)果表明，孟加拉灣季風(fēng)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(duì)流在孟加拉灣和中南半島上發(fā)展起來。與之有關(guān)的凝結(jié)加熱對(duì)大氣環(huán)流有著重要的影響：　?。?）使低層局地的南風(fēng)變得更為強(qiáng)烈，導(dǎo)致其西邊的氣旋和東邊的反氣旋增強(qiáng)。這一增強(qiáng)的南風(fēng)和西南風(fēng)平流輸送更多的水汽到增強(qiáng)的反氣旋的北部，并使中國(guó)南部沿海西風(fēng)和濕度增加?！　。?）孟加拉灣地區(qū)的深對(duì)流產(chǎn)生了非對(duì)稱的羅斯貝波，該波列以東部上升西部下沉為特征。沿中國(guó)南部沿海，這一上升運(yùn)動(dòng)與增濕了的空氣一起有助于對(duì)流有效位能（convective available potential energy，CAPE）的釋放。　?。?）孟加拉灣地區(qū)的深對(duì)流還產(chǎn)生了非對(duì)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(guó)西南部，其第2個(gè)氣旋位于中國(guó)東部。該氣旋西風(fēng)因而加強(qiáng)了南海上空反氣旋的西風(fēng)。另一方面，這一強(qiáng)迫出的反氣旋東部的北風(fēng)和西北風(fēng)將中緯度的冷空氣帶到增濕了的中國(guó)南部沿海，因而也對(duì)CAPE的釋放起作用。

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