1958-2001年东亚地区温带气旋的气候外文翻译资料

 2022-11-16 15:16:04

英语原文共 17 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

1958-2001年东亚地区温带气旋的气候

张颖娴，丁一汇，李巧萍

中国气象科学研究院，北京 100081

南京信息工程大学大气科学学院，江苏 南京 210044

国家气候中心，北京 100081

摘要：通过改进的目标检测与跟踪算法，将来自欧洲的4次日常海平面气压场分析中心中程天气预报（ECMWF）再分析资料进行分析。研究了东亚温带气旋(20-75°N，60-160°E)的气候特征。（ECs）东亚1958至2001年期间共有12914次温带气旋过程的标识，与温带气旋数据库集成和使用目的重新分析算法统的活动。结果表明，有三大气旋区域：西西伯利亚平原，蒙古（贝加尔湖以南），和中国东部沿海区域;而显著气旋减弱区域在中国东北西伯利亚60°N北部，鄂霍次克海和西北太平洋。研究发现，温带气旋的生命期主要是1-7天，而冬季有最短的寿命，一年四季中，夏季最弱。强大的温带气旋经常出现在西西伯利亚，中国东北和鄂霍次克海，西北太平洋。基于k均值统计分析集群已确定在55°N以南和80°E以东东部地区有6条主轨道，其中4条轨道对中国的天气/气候产生重要影响。春（夏）发生的温带气旋倾向于旅行最长（短）。他们移动速度最快的在冬季，最慢在夏季。在冬季，气旋在中国东北地区移动很快，长江，淮河流域地区的一些地区和日本的南部，速度大于15米每秒。发展成熟的气旋被发现频频发生在东亚沿岸、日本和西北太平洋，却很少发生在内陆地区，倾向于在冬，春，秋季爆发。在1990年和1992年，温带气旋在东亚（EA）地区每年的数量和强度比其在北美地区的小而弱。

关键词：温带气旋；目标检测与跟踪算法；气旋生成；气旋减弱；气旋路径；发展成熟的气旋

A Climatology of Extratropical Cyclones over East Asia During 1958–2001

ZHANG Yingxian，DING Yihui and LI Qiaoping

Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081

College of Atmospheric Science, Nanjing University of Information Science amp; Technology, Nanjing 210044 3 National Climate Center, Beijing 100081

Abstract：A climatology of extratropical cyclones (ECs) over East Asia (20–75°N, 60–160°E) is analyzed by applying an improved objective detection and tracking algorithm to the 4-time daily sea level pressure fields from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) reanalysis data. A total of 12914 EC processes for the period of 1958–2001 are identified, with an EC database integrated and EC activities reanalyzed using the objective algorithm. The results reveal that there are three major cyclogenesis regions: West Siberian Plain, Mongolia (to the south of Lake Baikal), and the coastal region of East China;whereas significant cyclolysis regions are observed in Siberia north of 60◦N, Northeast China, and Okhotsk Sea–Northwest Pacific. It is found that the EC lifetime is largely 1–7 days while winter ECs have the shortest lifespan. The ECs are the weakest in summer among the four seasons. Strong ECs often appear in West Siberia, Northeast China, and Okhotsk Sea–Northwest Pacific. Statistical analysis based on k-means clustering has identified 6 dominating trajectories in the area south of 55◦N and east of 80◦E, among which 4 tracks have important impacts on weather/climate in China. ECs occurring in spring (summer) tend to travel the longest (shortest). They move the fastest in winter, and the slowest in summer. In winter, cyclones move fast in Northeast China, some areas of the Yangtze-Huaihe River region, and the south of Japan, with speed greater than 15 m sminus;1.Explosively-deepening cyclones are found to occur frequently along the east coast of China, Japan, and Northwest Pacific, but very few storms occur over the inland area. Bombs prefer to occur in winter, spring, and autumn. Their annual number and intensity in 1990 and 1992 in East Asia (EA) are smaller and weaker than their counterparts in North America.

Key words: extratropical cyclones, objective detection and tracking algorithm, cyclogenesis, cyclolysis, cyclone tracks, explosively-deepening cyclones

  1. 引言

温带气旋是两个半球中中高纬度上的斜压性低压涡旋。 它们在大气环流中起着重要作用。热带和极地地区之间的热量，水分和动能传递在很大程度上取决于温带气旋的移动和发展。此外，温带气旋作为重要天气系统，可以在显著的强天气过程中影响气候的变化（Ding，2005）。温带气旋常在强斜压区和天气尺度扰动增强区出现。涡度和热对流往往导致温带气旋的初步发展。随着降雨量的增加，凝结加热的作用越来越重要，最后导致气旋爆发性发展（Ding and Zhu，1994）。另一方面，温带气旋的爆发性发展有利于中国北方沙尘暴的产生（Liu et al., 2003; Zhao and Zhao, 2004a, b; Tu et al., 2007），另外，它也与中高纬度地区大风雪的关系密切。通过斜压不稳定的驱动，伴随锋系的温带气旋在中国东北的冬天和春天可能产生和爆炸性地加深气旋（Cai et al., 2009）。

在早期，检测和追踪温带气旋依赖于耗时的手动天气分析（Reitan, 1974; Zishka and Smith, 1980; Zhang, 1984; Zhu et al., 2000）。如今，气旋检测已被自动化，这消除了在手动分析中的人工随机误差。上世纪80年代中期以来，基于海平面气压，高度，或涡度场的客观算法已开发并应用于检测和追踪温带气旋（Lambert, 1988; Alpert et al., 1990; Murray and Simmonds, 1991a, b; Kouml;nig et al., 1993; Hodges, 1994; Serreze, 1995; Haak and Ulbrich, 1996; Blender et al., 1997; Sinclair, 1997; Lionello et al., 2002; Pinto et al., 2005; Mendes et al., 2010）。在大多数情况下，定义气旋中心是局部海平面气压极小值或1000hPa位势高度的局部极小值（Lambert, 1988）。另外，定义气旋是低处的局部涡度极大值（Koeuml;nig et al., 1993）。后一种方法往往可以确定具有强正涡度的更小规模的系统，这些系统在生命周期的早期或晚期阶段主要出现在快速移动的气旋过程中（Murray and Simmonds, 1991a, b）。然而，这些小尺度气旋往往没有压力极小值。 追踪温带气旋通常是通过在一个特定的日期和其随后的日期里分配一个单独的系统，最有可能成功的分配在某一确定的地区包括一个搜索（Pinto et al., 2005）。Albert et al. (1990), Kouml;nig et al. (1993),和 Blender (1997)等人研究发现围绕原气旋的位置选定一圆形区域的范围可能是其继任者的位置。Geng 和Sugi (2001) 在一定半径内选择了最近的确定系统作为其继任者的位置。另外，Murray 和 Simmonds (1991a, b)与Pinto等人(2005)使用本地引导气流来搜索可能的继任者。规定若没有找到可能的继任者，则飓风减弱。温带气旋最常活动在北半球的几个海洋。依据气旋海平面气压趋势、最大加深率和气旋和飓风减弱频率，Serreze (1995) 统计分析了1973-1992年间北极气旋的气候层面Serreze等人（1997）也指出北极气旋活动和北大西洋振荡（NAO）之间的有某些联系。至于大西洋气旋，基于高分辨率的1000 hPa位势高度数据，Blender等人(1997)使用拉格朗日方法分析了1990-1994年间大西洋/欧洲的气旋路径。聚类分析得出三种温带气旋，它们具有平稳、区域移动、向东北方向移动的气旋移动特征。北太平洋是气旋活动频繁的另一个主要地区。在过去的50年里，温带气旋在北太平洋的频率和强度显着增加，这与25◦和 40◦N 之间的极端地面的上升趋势有联系（Graham 和Diaz, 2001）。 Favre 和 Gershunov （2006）也发现，自19世纪79十年代中期，北太平洋的温带气旋随着它们的轨迹更向南而增强。与其他低压系统相比，地中海温带气旋是亚天气尺度系统（Trigo 等, 1999; Maheras 等, 2001），它具有更小的空间尺度和更短的寿命（即平均2-2.5天）。

基于再分析资料并检查了其特别的年际和年代际变化，Bartholy等人（2009）分析了很长一段时间（1958–2002）西地中海气旋的气候特征。东亚地区温带气旋的客观分析直到2000年才开始。Yao 等(2003) and Wang 等(2007) 使用客观方法调查了东亚北部春季气旋的频率特性，这与中国天气/气候有关。Wang等人（2009）表明温带气旋变化有一个偶极结构，这个变化在1958–2001年间在东亚北部的北部地区常增加，在南部地区常降低。这一特点与约在110°E的斜压锋区向北移动有关基于对东亚地区的温带气旋的以往研究，本研究采用改进算法来检测和追踪温带气旋（见第2节）。以压力的拉普拉斯项作为温带气旋强度的阈值，这个阈值有往往出现在温带气旋形成或消亡阶段的较低的强正涡度。常使用低压系统的引导气流和和外推来追踪温带气旋，并规定一些约束条件来消除热低压和热带气旋。此外，我们分析温带气旋的季节性特征（即气旋生产，气旋减弱，系统强度、移动和爆发性的加深）来对进一步研究东亚地区温带气旋的年际和年代际变化形成基础。

  1. 数据和方法

在本文中使用了欧洲中期天气预报中心（ECMWF）再分析资料（ERA40）,2.5°times;2.5°水平分辨率和时间间隔为6小时。用于检测和跟踪系统是基于默里和西蒙兹方法客观算法（1991a，b），Simmonds等人（1999）、和平托Pinto等人（2005）根据东亚温带气旋的特点做了修改。

在下面的过程中气旋客观地被识别。首先，6小时的时间间隔的海平面气压网格数据被扫描局部极小，以获得可能的气旋核心。其中的压力比八个网格中的任何一个都要低。第二，拉普拉斯压力平均(nabla;2p(xi,yi)=pxx pyy) 以围绕着4个纬度为半径的气旋中心来计算，气旋中nabla;2P小于0.4 hPa（deg）minus;2被省略。注意，以拉普拉斯压力阈值强度储备更多的气旋与环发生强正涡度和飓风减弱阶段比以压力强度阈值。第三，当一个气旋系统足够强大，一系列的气旋很可能发生在相关的锋区。

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[30373]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章