赵南
- 作品数：21 被引量：403H指数：6
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- 一个观察北极涛动与北大西洋涛动关系的典型个例被引量：5
- 2010年
- 北极涛动与大西洋涛动是否属同一气候变率模态一直是北极涛动动力学研究方面的一个颇具争议的话题。文中通过对"0801南方雪灾"期间及其前后北极涛动与北大西洋涛动异常及产生原因进行个例分析,对两者之间的关系进行了讨论。首先使用交叉子波变换与子波相关方法分析了两者的相位关系。发现在30—60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动相位相差90°或-90°。而在10 20天这一尺度上北极涛动与北大西洋涛动具有大致相同的相位。对北极涛动及北大西洋涛动形成的动力过程及其在拉尼娜背景下各自特点的分析表明,这种不同尺度上位相关系的差异来自于波-流相互作用动力学的局域性。众所周知,北极涛动的3个活动中心的形成与分别位于北大西洋、北太平洋和北极平流层的3个波流相互作用中心有关。而北大西洋涛动则主要与位于北大西洋的波-流相互作用中心有关。拉尼娜事件的出现通过影响太平洋急流及行星尺度的准定常波从而进一步强化了30-60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动的这种差异。这主要是因为太平洋急流或准定常行星波在对流层中直接影响了位于该区域的北极涛动的活动中心。同时准定常行星波冬季向上传播至平流层并与平流层极涡相互作用从而也影响了北极涛动在北极的活动中心。而在10—20天时间尺度上的北极涛动与北大西洋涛动同步关系则说明它们都是北极涛动的另一活动中心即大西洋上同一波-流相互作用现象——天气波破碎的反映。基于上述分析.文中倾向于认同将北极涛动和北大西洋涛动区别考虑的观点。
- 赵南王启祎
- 关键词：北极涛动北大西洋涛动拉尼娜
- 2007-2008年和2009-2010年冬季北极涛动指数异常原因初探
- 北极涛动(Arctic Oscillation,AO)是北半球中高纬度行星尺度大气环流变率的第一模态,其对北半球天气和气候都有重要影响,AO在对流层的变化主要是纬向流与天气尺度波相互作用的结果,北大西洋地区纬向流与天气尺...
- 梁苏洁赵南
- 关键词：北极涛动北大西洋涛动风暴轴
- 1998年南海季风爆发时期中尺度对流系统的研究:I中尺度对流系统发生发展的大尺度条件被引量：35
- 2005年
- 南海季风试验（SCSMEX）的观测表明，1998年南海北部夏季风爆发（5月16～20日）的主要特征是中尺度对流活动的突然爆发和降水迅速增加。文章通过讨论大尺度背景下中尺度对流活动及降水形成的物理条件，揭示了该时段中尺度对流系统与中尺度雨带形成的可能机制：（1）在季风爆发初期华南及南海北部地区对流层低层较高的假相当位温与对流不稳定性、低层西南风辐合和高层的辐散为该地区的中尺度对流系统的发展提供了有利的大尺度热力与动力条件；来自孟加拉湾与副热带高压西侧的西南气流为南海北部强降水区提供了大量水汽，形成了该区深厚的湿层和强水汽辐合；（2）来自东亚中高纬地区几次冷空气活动是对流活动发生的重要触发机制，其作用是使对流不稳定能量迅速释放和对流活动在大范围地区突然爆发；（3）通过对南海季风试验期间安装在东沙岛和实验3号科学考察船上的双多普勒雷达资料反演的降水量分析表明，活跃的对流在季风槽和相应的风场切变线作用下，不断地组织并形成一些中尺度对流雨带（MCSs）。1998年5月15～19日季风爆发时段内，可观测到约12次中尺度降水过程，它们的生命期为6～10h或更长；（4）南海季风槽与低层切变线的建立以及其中中尺度低涡的产生和发展是中尺度对流系统形成与维持的必要条件。
- 柳艳菊丁一汇赵南
- 关键词：南海季风爆发中尺度对流系统降水度条件中尺度雨带
- 与北极涛动或北半球环状模相关的纬向对称的正规模态被引量：8
- 2005年
- 作为一个全球气候变率的重要模态,北极涛动或北半球环状模态(AO/NAM)一般由北半球海平面气压变率的EOF1来表示。但是通常认为EOF1仅有统计学意义而并不能够表明它是否是一种实际的物理模态。另一方面,现有的波-流相互作用理论也仅能给出纬向风的纬向平均状况,而不能够保证沿着某一纬圈的变化,所以它并不意味着一个具有半球尺度的纬向对称的相干结构能够组织起来。因此AO/NAM的形成机制仍然是一个具有争议的问题。文章提出纬向对称的或环状的正规模态与基本气候态附近的线性(进而非线性)动力学之间有着最直接的联系,因而可能在AO/NAM动力学的理解中扮演重要角色。为了深入探讨AO/NAM的动力学本质,使用p-坐标球面原始方程计算了冬季北半球及全球气候基本态附近的线性动力系统纬向对称的正规模态,发现在半球尺度上的纬向对称正规模态具有AO/NAM的经向偶极子及垂直方向近似正压的空间结构特征。而这些纬向对称正规模的时间变化尺度取决于与其他非纬向对称正规模间的相互作用。从而说明了AO/NAM可能是半球尺度上纬向对称正规模态的动力学行为的反映。
- 赵南Masaaki Takahashi
- 关键词：北极涛动气候变率
- β中尺度暴雨系统发生发展的一种可能物理机制 I.涡旋Rossby波的相速度被引量：24
- 2005年
- 使用纬向基流下横波型扰动的Boussinesq近似方程组,分析了这种沿着基本气流方向传播的中尺度扰动发生不稳定时,大尺度背景流场在垂直方向上的各种分布特征。在大气层结比较稳定的情况下,如果基本气流在低层和高层较大(有可能存在低空急流和高空急流),此时产生的β中尺度不稳定扰动相对于基流向东传播,甚至于快速向东传播。基本气流在垂直方向上的风速切变对于中尺度横波型的扰动起着不稳定的作用。如果考虑基流的二次切变,可以得到涡旋Rossby波的相速度表达式,涡旋Rossby波相对于基本气流是单向传播的。涡旋Rossby波产生的物理根源是基本流场的风速二次切变,亦即基本流场y方向的平均涡度在空间z方向上的不均匀所致。涡旋Rossby波的相速度与纬向波数也有关,它的能量是频散的,其在纬向x方向也存在群速度。在基本流场的风速存在二次切变时,横波型不稳定可能是混合的涡旋Rossby重力波的不稳定;而在基本流场的风速仅仅存在线性切变,不存在二次切变时,横波型扰动的不稳定则是重力惯性波的不稳定。
- 沈新勇倪允琪张铭赵南彭丽霞
- 关键词：涡旋ROSSBY波
- 1980-2010年冬季北极涛动季节内振荡的成因分析被引量：2
- 2016年
- 采用NCEP/NCAR日平均再分析资料,对冬季热带外低频振荡（大气角动量收支及地形力矩）与AO（Arctic Oscillation）指数进行计算,通过功率谱和统计分析发现,它们都存在30~60 d的周期,大气角动量收支与山脉力矩的变化为正相关,且显著响应AO变化。通过动力学诊断分析初步认为,北半球两大地形的山脉力矩作用于纬向大气角动量,副热带纬向西风发生变化,改变南北西风偶极子结构,使得AO产生变化,而且在两大地形中以喜马拉雅山脉地形作用为主。通过对喜马拉雅山脉地区的动力学诊断发现,在高（低）AO指数阶段,喜马拉雅山脉地区激发准定常行星波并作用于副热带西风,导致副热带西风偏弱（偏强）,高纬西风偏强（偏弱）,因而AO偏强（偏弱）,平流层极涡偏强（偏弱）,极涡强（弱）中心偏向东北亚。
- 沈新勇王涛王涛赵南黄伟王乙舒
- 关键词：低频振荡AO大气角动量
- 涡旋流自发辐射惯性重力波的初步解析研究被引量：3
- 2010年
- 平衡流(或粗略地说涡旋流)调整目前被认为是惯性重力波产生的一种新的机制并被称为自发辐射问题。基于f平面上正压模式,该文对涡旋流自发辐射惯性重力波这一问题进行了初步解析研究。首先,通过该模式讨论了慢流形和平衡流的概念并强调了平衡流的涡旋运动特征。假定Froude数F《1且Rossby数ε=O(1)(即近似为平衡流的涡旋流包括了梯度风和其他非地转成分),于是基本方程可以写为有关惯性重力波的非齐次波动方程,其非齐次项与涡旋流的非平衡性质有关,而对于严格平衡的涡旋流,非齐次项消失,故涡旋流的非平衡性实际上提供了惯性重力波的强迫源,通过找出该方程的格林函数给出了反映自发辐射的非齐次解。在远离波源的区域,该非齐次解可以展开为远场形式,包括单极、偶极和四极辐射,另一方面,在波源区域以内及其附近,解的近场形式可以看作是慢流形的近似表达式。结果表明:与涡旋流相伴随的辐合/辐散运动主要由两部分组成,即由它自发辐射出的惯性重力波以及从属于平衡流的缓慢变化的辐合/辐散运动。与Ford的匹配渐近展开方法相比较,尽管不能给出更高阶近似,但格林函数法得到的非齐次解形式,在描写自发辐射方面更具物理直观性。
- 赵南甘璐沈新勇
- 关键词：惯性重力波
- 2008年1月中国南方低温雨雪冰冻天气特征及其天气动力学成因的初步分析被引量：229
- 2008年
- 在欧亚大陆中高纬度长期维持阻塞形势的背景下,2008年1月11日至2月2日中国南方连续经历了4次低温雨雪冰冻天气过程(简称"0801南方雪灾")。这次强天气事件过程范围广、强度大、持续时间长且灾害极为严重。其天气学特征表现为中高纬阻塞形势稳定少变,低纬系统活跃确保水汽输送,以及南方部分地区满足冰雪风暴形成的有利天气条件等。研究表明,导致大气环流异常从而促使这次低温雨雪冰冻强天气事件出现的主要因素包括:(1)北极涛动(AO)的异常活跃,有利于行星尺度波动的稳定维持;(2)阻塞上游50°N区域有极强的负涡度平流持续输送到阻塞区,使濒临崩溃的阻塞形势得以重新加强,从而使阻塞形势长时间稳定维持;(3)青藏高原以南低纬地区南支气流活跃,确保中国南方充沛的水汽来源;以及(4)长期存在有利于冰雪风暴生成发展的天气-动力-物理学条件等。"0801南方雪灾"事件一个突出的特征就是冰冻现象极为严重。文中借助新型卫星CloudSat的星载云廓线雷达(CPR)资料对这次事件中典型云系进行天气-动力-物理学分析,揭示出西南暖湿气流沿锋面爬升,形成界限分明上下交替的两个冷暖气团,冷气团较浅薄;在2—4km高度存在一个融化层,冰水不仅存在融化层之上,在近地面层亦含有丰富的冰粒子。结合常规观测资料分析发现,在此期间中国南方大部地区中层(大约在850—700hPa)存在温度大约在0—4℃的逆温层,地面气温大致维持在-4—0℃且相对湿度在90%以上,分析表明,此次大范围冰冻灾害天气是由于冻结、凝华和冰雾粒子的附着增长等物理过程共同作用的结果。"0801南方雪灾"事件持续时间较长,事件本身作为一个整体其成因可追溯到行星尺度系统。研究极涡异常及其随时间变化的结果表明,平流层极涡变化比对流层的超前,尤其是该事件前期平流层极涡进入12月后�
- 王东海柳崇健刘英魏凤英赵南姜智娜李英陈菊英王亚非施晓晖徐祥德
- 关键词：灾害性天气低温雨雪冰冻
- 切变基流对赤道大气波动稳定性的作用被引量：6
- 2006年
- 在赤道β平面近似条件下,使用纬向切变基流下线性化Boussinesq方程组,分析了在纬向切变基流下几种赤道大气波动的稳定性特征。研究结果表明,基本气流的水平切变对赤道大气波动起到不稳定的作用,但是对赤道大气Kelvin波的频率、稳定性以及传播的相速度并不起作用。基本气流的水平切变使得相对于基本气流向东传播的重力惯性内波相速度减慢,而使得相对于基本气流向西传播的重力惯性内波的相速度加快,却造成相对于基本气流向西传播的Rossby波相速度减慢。基本气流的水平切变对于对赤道混合Rossby-重力惯性内波的影响主要取决于纬向波数k值的范围大小。当纬向波数k值较小时,基流的水平切变使得相对于基本气流向西传播的混合Rossby-重力惯性内波相速度加快;而当纬向波数k值较大时,则使得相对于基本气流向西传播的混合Rossby-重力惯性内波相速度减慢。在半地转近似下,风速水平切变的存在,会使得波长较大(纬向波数k→0)的赤道Rossby波相对于基本气流向西传播的相速度减慢;而风速垂直切变的存在,必然会引起这种波长较大(k→0)的Rossby波出现不稳定增长,同样也会造成赤道Rossby波相对于基本气流向西传播的相速度减慢。最后通过扰动发展能量方程,说明了基本气流的水平切变和垂直切变可以为扰动的发展提供能量来源。
- 沈新勇赵南何金海宇婧婧
- 关键词：稳定性
- 2007～2008年和2009～2010年冬季北极涛动指数异常原因初探
- 北极涛动（Arctic Oscillation,AO）是北半球中高纬度行星尺度大气环流变率的第一模态,其对北半球天气和气候都有重要影响,AO在对流层的变化主要是纬向流与天气尺度波相互作用的结果,北大西洋地区纬向流与天气尺...
- 梁苏洁赵南
- 关键词：北极涛动北大西洋涛动风暴轴
- 文献传递
