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。長期以來，中國氣象學(xué)家對副熱帶高壓進(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)了中國天氣和氣候預(yù)測業(yè)務(wù)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(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)。長期以來，副熱帶高壓活動(dòng)規(guī)律和變化是我國廣大預(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副熱帶高壓活動(dòng)認(rèn)識不足?；诖耍瑖易匀豢茖W(xué)基金會曾多次立項(xiàng)支持副熱帶高壓的研究，在吳國雄院士和丑紀(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天氣氣候的影響及其可能機(jī)制；最后針對副高數(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?！　　段魈窖蟾睙釒Ц邏貉芯康男逻M(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1998年個(gè)例的分析，認(rèn)識季風(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，并使中國南部沿海西風(fēng)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(yùn)動(dòng)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(gè)氣旋位于中國東部。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南部沿海，因而也對CAPE的釋放起作用。

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