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北极涛动/北半球环状模指数异常事件成因的个例分析

作　者: 梁苏洁
导　师: 赵南
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 气象学
关键词: 北半球环状模/北极涛动北大西洋涛动北极极涡太平洋北美型遥相关波流相互作用
分类号: P434
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode,NAM)是冬季北半球热带外地区行星尺度大气环流变率的首要模态,它及三个活动中心的形成可以利用波流相互作用原理得到很好的解释:对流层内的NAM变化是由于天气尺度波与纬向流相互作用产生的,时间尺度为10~20天,活动中心主要位于北大西洋和北太平洋;而平流层内的NAM变化是由于准定常行星波和纬向流相互作用产生的,时间尺度为30~60天,活动中心为平流层极涡。因而可以将NAM指数异常原因归结为NAM的三个活动中心处的波流相互作用动力学过程,它们分别对应于对流层中北大西洋上的天气尺度波破碎(或北大西洋涛动)、北太平洋急流活动(或太平洋北美型遥相关)以及上传准定常行星波与平流层极涡相互作用(E-P通量)中的异常情况。三个中心上各自的波流相互作用共同导致NAM指数出现异常。根据前人的研究结果,本论文针对我国南方发生雪灾的2007~2008年冬季和我国北方地区发生雪灾的2009~2010年冬季这两个冬季期间NAM指数的异常变化进行诊断分析,得到以下结论:(1)2007~2008年冬季,上游北太平洋地区不断有波动快速东传,在北大西洋地区既有气旋式天气尺度波破碎,又有反气旋式波破碎,这使得NAM指数在10~20天尺度上剧烈起伏;在平流层极涡,30~60天带通滤波后的NAM指数和北极平流层极涡指数的变化趋势基本一致,上传进入平流层的准定常行星波较弱,极涡自2007年12月增强并稳定维持。在冬季平均尺度上,2007~2008年冬季赤道太平洋地区出现La Nina事件,北太平洋东北部、北美地区到北大西洋西部呈现弱的PNA负位相分布,北太平洋急流北移,这使得上传的准定常行星波发生变化,冬季平均的极涡偏强,因而NAM指数的冬季平均值为正值。(2)2009~2010年冬季,在北大西洋只有气旋式波破碎,它与局地北大西洋波动紧密联系,原地生消,10~20天带通滤波的NAM指数的一个周期大致对应有一次气旋式天气尺度波破碎过程;在平流层极涡,30~60天带通滤波后的NAM指数和北极平流层极涡指数的变化趋势基本一致,带通滤波的E-P通量散度与纬向风的时间导数也具有大致相同的变化,上传的准定常行星波较强,极涡自2010年1月增强后在2月迅速减弱。在冬季平均尺度上,2009~2010年冬季赤道太平洋地区出现El Ni?o事件,北太平洋东北部、北美地区到大西洋西部为一种强的PNA正位相分布,北太平洋急流南移,这使得上传的准定常行星波发生变化,冬季平均的极涡很弱,因而NAM指数的冬季平均值为负值,且绝对值较大。

北极涛动/北半球环状模指数异常事件成因的个例分析

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