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南极绕极波的行波与驻波共存系统分析

极地研究 2007年第1期19卷 38-48页

作者：李宜振赵进平中国海洋大学海洋环境学院青岛266003

南极绕极波(ACW)是近10年来海洋和大气科学领域研究的重要内容之一,其特征表现为一种海气耦合的年际信号在南大洋的明显东向传播。文中依据波动的基本原理,利用非线性拟合方法得到了绕极波行波的平均波速、波数和角频率和印度洋驻波的... 详细信息

南极绕极波(ACW)是近10年来海洋和大气科学领域研究的重要内容之一,其特征表现为一种海气耦合的年际信号在南大洋的明显东向传播。文中依据波动的基本原理,利用非线性拟合方法得到了绕极波行波的平均波速、波数和角频率和印度洋驻波的表达形式,得出行波和驻波具有相同的角频率。针对绕极波纬圈传播的不连续现象,提出了南极绕极波是行波和驻波共存系统的新见解。行波与驻波共存系统由三部分组成:在南大洋的太平洋西侧发生SLP振动,与发生在太平洋中低纬度的过程有关;在太平洋和大西洋存在传播的行波,行波在太平洋最强,到大西洋明显减弱;在印度洋SLP系统表现为局地变化,体现明显的驻波特征。三部分有共同的周期,表明三部分是统一的动力学系统,证实了行波与驻波共存系统可以很好地表达南极绕极波的时空特性和传播特征。

关键词：南极绕极波海面气压波动系统行波驻波传播

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南极绕极波的传播系统研究

南极绕极波的传播系统研究

作者：李宜振中国海洋大学

学位级别：硕士

本文主要使用欧洲中尺度气象预报中心ECMWF的海表气压(SLP)资料,对南极绕极波的波动形态和传播过程进行分析,得到南极绕极波的基本波动参数,对南极绕极波的波动进行拟合,得到模拟的南极绕极波波解,并对南极绕极波的传播过程和与其相关... 详细信息

本文主要使用欧洲中尺度气象预报中心ECMWF的海表气压(SLP)资料,对南极绕极波的波动形态和传播过程进行分析,得到南极绕极波的基本波动参数,对南极绕极波的波动进行拟合,得到模拟的南极绕极波波解,并对南极绕极波的传播过程和与其相关的过程进行探讨和分析。研究时段集中在1985年到2002年,研究范围为整个南大洋乃至整个南半球的海表气压体系。本文主要包括以下几部分:第一,利用1958-2002的SLP资料得到南极绕极流海域年际变化的主要信息,并分析各个时段的传播情况。这里使用的5阶的Butterworth滤波器对SLP资料进行3-7年的带通滤波,并使用功率谱分析证实了这种滤波器的可行性。分析结果表明:南极绕极波只在1985～1994年间存在明显的东向行波传播,这一段时间的传播形态与White的南极绕极波的空间形态是一致的;而在其他时段则不存在明显的传播,而是本地维持的年际信号自我振荡占据主要地位。对年代际变化的分析结果表明,90年代以前,海表气压的年代际变化要整体早于Nino3指数的年代际变化信号,南大洋海表气压的年代际变化的整体信号存在气候跃变。而滑动t检验的结果则表明,南大洋气候跃变的发生时间(1974年前后)也要早于Nino3指数的跃变时间(1978年前后);第二,确定南极绕极波明显传播时段存在一个行波和驻波的传播系统。在理想波解的情况下,利用最小的误差估计,采用非线性拟合的方法对1985～1992年间南极绕极波的行波和驻波进行了叠加,在能够收敛的前提下,得到绕极波的基本行波波速和波数,以及驻波明显的印度洋区的驻波波数和振动周期。结果表明:在误差为200+7的情况下,首次得到南极绕极波的理论波解,这个模拟的波形和实际的波形有很好的相似性,可以基本代表南极绕极波的理想波解;南极绕极波的行波和驻波是共存的一个体系,两者具有非常相近的角速度和频率,是南极绕极波的共同组成部分;第三,对南极绕极波的空间传播过程进行了分析。分析表明,南极绕极波和中低纬度的ENSO尺度的传播存在明显的联系,这种扰动是南极绕极波传播的扰动端;SLP在太平洋海域存在比较明显的行波传播,在大西洋海域传播则明显减弱;而在印度洋区域则存在着比较明显的驻波体系,是明显的局地变化;三者具有共同的周期也体现了三者共属于同一个动力学体系,行波和驻波共存系统可以很好的表达南极绕极波的时空特性和传播特性;第四,利用空间分段EOF方法分解SLP时空序列,研究波动的传播特性。结果表明,分段的EOF方法可以完全可以体现波动的传播特性,并从该方法的结论中进一步证实了,绕极波是印度洋驻波和太平洋以及大西洋行波的共存系统的结论,并对波动在海域之间的传播速度进行了分析。

关键词：南极绕极波海表气压行波和驻波共存系统经验正交分解

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近百年来的南极绕极波变化特征

气候与环境研究 2015年第1期20卷 21-29页

作者：林祥卞林根中国气象科学研究院北京100081

采用2011年发布的20世纪全球大气环流再分析资料,结合长期观测序列,分析了百余年来大气中南极绕极波的强弱变化和传播过程.结果显示,南极绕极波有显著的年代际变化,在1940～1960年和1980～2000年附近出现和活跃,而在其他年代消失.东南... 详细信息

采用2011年发布的20世纪全球大气环流再分析资料,结合长期观测序列,分析了百余年来大气中南极绕极波的强弱变化和传播过程.结果显示,南极绕极波有显著的年代际变化,在1940～1960年和1980～2000年附近出现和活跃,而在其他年代消失.东南太平洋南极绕极波振幅最强,该区域的海气耦合过程可能是绕极波信号增强的关键之一.初步揭示了百年来南极绕极波和南极涛动的对应关系,偏强的南极涛动有利于南极绕极波的出现,但并非决定绕极波产生的唯一因素.

关键词：南极绕极波年代际变化南极气候南极涛动

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南极涛动和南极绕极波的年代际变化

大气科学 2009年第2期33卷 251-260页

作者：卞林根林学椿中国气象科学研究院北京100081 国家气候中心北京100081

用1951年1月～2002年12月共624个月的海平面气压、温度和850hPa西风的NCEP再分析资料,分析定义了南极涛动指数(简称AAOI)和850hPa的南极涛动西风指数(简称Uaaoi),并讨论了它们的长期变化趋势和年代际跃变及其对南极绕极波的影响。结果表... 详细信息

用1951年1月～2002年12月共624个月的海平面气压、温度和850hPa西风的NCEP再分析资料,分析定义了南极涛动指数(简称AAOI)和850hPa的南极涛动西风指数(简称Uaaoi),并讨论了它们的长期变化趋势和年代际跃变及其对南极绕极波的影响。结果表明,AAOI和Uaaoi的变化非常相似,两者的同期相关系数高达0.218(624个月),超过了99.9%信度检验。当AAOI为高指数时,Uaaoi也为高指数,即西风增加;当AAOI为低指数时,Uaaoi也为低指数,即西风减弱。AAOI和Uaaoi都有明显的长期趋势,倾向率分别为0.01915/10a和0.009249/10a。1972年是跃变点,跃变前AAOI的年平均值为-3.9691hPa;跃变后为2.9107hPa。而在60°S附近,跃变前年平均西风为-1.09m/s,跃变后为0.93m/s,二者差达2.02m/s。它们的主要振荡周期为3～5年。对50°S～60°S平均纬圈的海平面气压(sealevel pressure,简称SLP)和温度(624月)作3～5年滤波,它的经度时间剖面图表明:近50多年来南极绕极波均为自西向东的行波,绕南极一周跃变前约4.4年,跃变后约3.6年。南半球的SLP和温度经3～5年滤波后,它的EOF展开第一特征向量的空间型表明:跃变前以3波振动为主,跃变后以2波振动为主。

关键词：南极涛动南极绕极波跃变

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近百年来的南极绕极波现象

近百年来的南极绕极波现象

前期南半球大气环流异常对云南5月降水的影响

第28届中国气象学会年会

作者：林祥卞林根中国气象科学研究院

南极及南半球高纬度气候的主要模态对于全球气候具有重要的意义。近年来一些观测研究已经揭示多年际尺度上环南极地区大气和海洋中同时出现的异常信号向东传播的现象,即所谓的南极绕极波（Antarctic Circumpolar Wave,ACW）,研究还显示... 详细信息

南极及南半球高纬度气候的主要模态对于全球气候具有重要的意义。近年来一些观测研究已经揭示多年际尺度上环南极地区大气和海洋中同时出现的异常信号向东传播的现象,即所谓的南极绕极波（Antarctic Circumpolar Wave,ACW）,研究还显示南极绕极波在近几十年存在有明显的年代际变化。本文主要利用NOAA最新发布的第二代20世纪再分析资料（20th Century Reanalysis Version2）,同时结合Hadley中心发布的近百年全球海温（HadISST）和近百年全球海平面气压资料（Hadslp2）等,将南极绕极波（ACW）的研究时段从近几十年延长到过去一百余年,对ACW的多尺度变率,尤其是年代际变率进行了分析。结果显示,1980年代到2000年左右是最近一百年来ACW现象最显著的时期,但并非唯一的时期,1950-1960年代附近,以及1870年代中期到1890年代之间都有明显的南极绕极波现象出现,这种绕极波现象在海温和近地面气温上表现得更明显,而海平面气压更多的表现为驻波特征,只有绕极波较强时海平面气压才表现出明显的绕极东向传播特征。本文还进一步讨论了南极绕极波与ENSO、绕极西风等气候现象之间的多尺度联系,以及1980-2000年间南极绕极波强信号与全球变化和南极气候变化的可能联系,这些内容具有重要意义,值得在未来进一步深入研究。

关键词：南极绕极波 ACW 南极 20世纪再分析年代际

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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干旱气象 2011年第4期29卷 407-415页

作者：张瑾文严华生廖留峰姚愚杨竹云云南大学大气科学系云南昆明650091 云南昆明市气象局云南昆明650034

利用1961～2006年NCEP/NCAR全球月平均再分析资料以及云南省124站5月降水资料,研究前期1～4月南半球大气环流对云南5月降水的影响。结果表明:前期1～2月影响的关键区主要位于南半球中纬西风带,当南半球中纬西风带位势高度偏高(低)时,5... 详细信息

利用1961～2006年NCEP/NCAR全球月平均再分析资料以及云南省124站5月降水资料,研究前期1～4月南半球大气环流对云南5月降水的影响。结果表明:前期1～2月影响的关键区主要位于南半球中纬西风带,当南半球中纬西风带位势高度偏高(低)时,5月降水易偏多(少),前期1月,南极绕极波北线与5月降水显著正相关。前期3月,南极地区影响显著,到前期4月时,南半球中高纬环流的影响减弱,热带太平洋的影响加强,当南方涛动处于正(负)位相时,5月降水易偏多(少)。前期1～4月,太平洋上空出现经向分布的波列结构,该波列结构在对流层低层到高层都存在且随时间不断变化,太平洋地区有可能是影响5月降水旱涝异常的另一个的关键区。

关键词：南半球大气环流云南5月降水南方涛动(SO) 南极绕极波显著关键区