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地球物理学报 2005年第3期48卷 487-492页

作者：王文兰王元伍荣生南京大学大气科学系中尺度灾害性天气教育部重点实验室南京210093

由于ferrel环流与中高纬度存在强盛的西风带这一现代大气观测手段所证实的事实相悖,对其是否存在,及其环流形态一直存在着很大的争议.本文利用1998～2 0 0 3年的NCEP NCAR (NationalCenterforEnvironmentalPrediction NationalCenterfor... 详细信息

由于ferrel环流与中高纬度存在强盛的西风带这一现代大气观测手段所证实的事实相悖,对其是否存在,及其环流形态一直存在着很大的争议.本文利用1998～2 0 0 3年的NCEP NCAR (NationalCenterforEnvironmentalPrediction NationalCenterforAtmosphericResearch ,美国国家环境预报中心美国国家大气研究中心)再分析资料(1 0°×1 0°,经纬度网格) ,根据北半球夏季(6～8月)太平洋地区(0°～6 0°N ;16 0°E～12 0°W)的三维风场的基本特征,分析了北半球夏季太平洋地区平均经圈环流,特别是ferrel环流的特征,发现ferrel环流具有与已往研究不同的性质,并在此基础上提出了ferrel环流新的概念模型,与过去的经典的环流概念模型相比能较好地描述高低空环流的基本特征,同时在考虑地球自转效应下,能够完满地解释中高纬度西风带的维持.

关键词： ferrel环流 NCEP/NCAR再分析资料概念模型

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北半球冬季ferrel环流变率特征

北半球冬季Ferrel环流变率特征

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作者：魏秋钰南京大学

学位级别：硕士

本文利用1948-2013年NCEP/NCAR月平均再分析资料、NOAA气候预测中心(CPC)提供的气候指数以及NOAA的ERSST海温资料等,使用EOF分解及滤波方法,重点讨论北半球冬季ferrel环流变率特征,具体内容包括ferrel环流气候态及其季节演变、北半球冬... 详细信息

本文利用1948-2013年NCEP/NCAR月平均再分析资料、NOAA气候预测中心(CPC)提供的气候指数以及NOAA的ERSST海温资料等,使用EOF分解及滤波方法,重点讨论北半球冬季ferrel环流变率特征,具体内容包括ferrel环流气候态及其季节演变、北半球冬季ferrel环流变化的主要模态以及各模态的年际／年代际变率特征等。针对ferrel环流的强度／位置变化模态,分别讨论与其变化相关的高低空急流变化、大气环流异常特征、海温背景、降水背景等,从年际尺度和年代际尺度上揭示了与ferrel环流强度和位置变化相关的可能气候因子。主要研究结论如下：ferrel环流逐年变化主要呈现为强度变化模态(51.34%)和南-北位置变化模态(22.08%),两模态对应的时间序列均展现出显著的年际变化信号和年代际变化信号。ferrel环流强度年际变化表现为5.5-8年的振荡周期,而环流位置年际变化呈现出4年和8.5年的振荡周期,两者均在近年呈现出振荡幅度增大的趋势。ferrel环流强度年代际变化在1960-1993年间维持增长趋势,1995年后呈现缓慢减弱趋势;ferrel环流位置年代际变化振荡周期～30年,环流位置在1955-1974年、1989-2003年间有持续的向低纬移动趋势,1974-1988年、2003-2013年间呈现持续的向高纬移动趋势,其中1965-1995年期间振幅相对较大。北半球冬季ferrel环流强度变化伴随着中纬度高低空急流、气压场、海温场、全球降水量分布与大尺度气候信号的显著差异。年际尺度上,环流增强(减弱)伴随着北太平洋、北大西洋上空高低空西风急流位置的向高(低)纬偏移;海平面气压场中,环流增强时太平洋副高、亚速尔高压、冰岛低压增强且范围向北扩张,环流减弱时则情况相反;ferrel环流强度与海温之间的关系呈现了显著的正负位相间的不对称性,环流强度增强伴随着北太平洋中部(-30°N)海温暖异常及赤道中太平洋海温冷异常,环流增强可能与La Nina事件有关,然而ferrel环流减弱时,热带太平洋海温无显著异常;与此海温场异常特征相对应的是,ferrel环流增强时,赤道中太平洋降水减弱,低纬地区北太平洋西部(-20-30-N)降水增强,而ferrel环流减弱时赤道中太平洋的降水异常不显著。此外通过比较分析发现,年代际尺度上,北半球冬季ferrel环流强度变化伴随着与年际尺度相似的气压场异常特征,且环流强度增强与AO正位相事件有关;环流年代际增强与西太平洋暖池增暖现象、全球变暖事件相关,ferrel环流增强可能是对全球变暖现象的大气响应。北半球冬季ferrel环流的位置南-北变化同样伴随着中纬度高低空西风急流、高低空气压场、海温场、全球降水量分布与大尺度气候信号的显著差异。年际尺度上,北半球冬季ferrel环流的向高(低)纬偏移伴随着低纬地区北大西洋高空的副热带急流增强(减弱),中高纬地区的高低空西风急流在北太平洋、北大西洋上空向高(低)纬偏移且急流中心略有减弱(增强);海平面气压场上,环流向高纬偏移伴随着亚速尔高压向北扩张,亚留申低压减弱,极地地区低压增强,环流向低纬偏移时则情况相反;环流位置南-北移动与北太平洋及其下游美国西岸中纬度地区的海温异常显著相关,环流位置向高(低)纬偏移时,北太平洋中部(-40°N)出现海温正(负)异常,而美国西海岸存在海温负(正)异常,这可能与PDO负(正)位相事件有关;ferrel环流位置移动与热带地区的海温场异常的关系呈现出正负位相间的不对称性,环流向低纬偏移伴随着赤道中-东太平洋海温正异常,可能与El Nino事件有关,但环流向极偏移时此海域海温并无显著异常;与海温场异常相对应的是,ferrel环流位置向低纬偏移伴随着北太平洋中部地区(-400N)降水减弱与赤道中-东太平洋地区降水增强,而环流位置向高纬偏移时,赤道中-东太平洋地区降水无显著异常。通过比较分析发现,年代际尺度上,北半球冬季ferrel环流位置变化伴随着与年际尺度相似的气压场异常特征,环流位置的向高纬偏移事件与AO正位相事件、NP正位相事件显著相关。

关键词：北半球冬季 ferrel环流 EOF分析年际变率年代际变率海气背景

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2001年1月滇黔准静止锋在演变过程中的结构及大气环流特征分析

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热带气象学报 2007年第3期23卷 284-292页

作者：杜正静丁治英张书余南京信息工程大学大气科学系江苏南京210044 贵州省气象局贵州贵阳550002

利用地面常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析2001年1月的滇黔准静止锋在演变过程中的温湿结构和大气环流特征。结果表明:滇黔准静止锋表现为湿度锋,其大气环流特征与高原关系密切。青藏高原的抬升作用与Hadley环流偏南导致ferrel... 详细信息

利用地面常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析2001年1月的滇黔准静止锋在演变过程中的温湿结构和大气环流特征。结果表明:滇黔准静止锋表现为湿度锋,其大气环流特征与高原关系密切。青藏高原的抬升作用与Hadley环流偏南导致ferrel环流的生成、加强对云贵高原的天气有重大的影响。对于I、Ⅱ型静止锋,Hadley环流圈南北跨距小,环流圈下沉支偏南,易与高原南部的上升支一起形成反环流,该反环流可产生较强的雨雪、凝冻的灾害性天气;Ⅲ、IV型静止锋,Hadley环流圈北推,环流圈南北跨距大,此时在青藏高原的南部无反环流存在,云贵地区上升运动较弱,产生的降水与天气也较弱。由于受副高增强的间接影响,Hadley环流在Ⅱ、Ⅲ、IV型静止锋存在明显的双层结构。

关键词：滇黔准静止锋青藏高原 Hadley环流 ferrel环流双层结构

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热带太平洋海温对南半球环状模的影响

热带太平洋海温对南半球环状模的影响

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作者：屠菊青南京信息工程大学

学位级别：硕士

利用哈德来海温资料、NECP/NCAR月平均风场等再分析资料及气候预报中心(CPC) Nino3.4海温指数,分析了全球海表温度(Sea Surface Temperature,SST)和南半球环状模(Southern Annular Mode, SAM)的关系,发现11-2月热带太平洋中部海温和同期... 详细信息

利用哈德来海温资料、NECP/NCAR月平均风场等再分析资料及气候预报中心(CPC) Nino3.4海温指数,分析了全球海表温度(Sea Surface Temperature,SST)和南半球环状模(Southern Annular Mode, SAM)的关系,发现11-2月热带太平洋中部海温和同期SAM有显著的负相关关系,即海温偏暖(冷)时,更易出现SAM负(正)位相。以11月为代表分析SAM的正、负位相环流异常以及热带太平洋关键区海温影响SAM的可能途径。研究发现SAM正、负位相在风场上表现为中纬度西风急流的经向摆动,正位相时中高纬对流层至平流层表现为上下一致的纬向平均西风正异常,副热带对流层纬向平均西风负异常,负位相时情况相反。热带太平洋中部海温偏暖时,600S上前期低层的纬向平均西风负异常会逐渐上传,到11月时已贯穿对流层和平流层且达到最大值,即出现SAM负位相,海温偏冷时,60°S上高层西风正异常随时间逐渐下传,11-12月西风正异常占据主体地位,表现为SAM正位相。从反映波-流相互作用的E-P通量分析中发现热带太平洋中部海温偏暖时,中高纬出现异常上传的行星波活动矢量,E-P通量辐合,根据E-P通量散度场与基本流的关系,中高纬纬向平均西风减弱,即易出现SAM负位相,海温偏冷时情况相反。此外天气尺度波对副热带对流层纬向平均西风的增、减速也有影响。与热带太平洋中部海温异常密切相关的澳大利亚-南太平洋-南美遥相关在热带海温异常信号向南半球中高纬大气传播的过程有非常重要的作用,200hPa上该遥相关波列可以直接影响500S急流轴的南北位置,从而影响SAM位相。ferrel环流的调整也可以影响SAM位相的变化,热带太平洋中部海温异常直接影响Hadley环流,进而改变ferrel环流的强弱以影响SAM的位相。11-2月SAM还受前期热带太平洋关键区海温的影响,对11-2月SAM有影响的热带太平洋中部海温最早可以追溯到6月,海温的高连续性特点发挥了重要作用。

关键词：南半球环状模热带太平洋海温 E-P通量 Rossby波 ferrel环流

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