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本文利用欧洲中期天气预报中心提供的ERA-40逐日再分析资料,识别并统计了1960年1月1日-2001年12月31日期间东北冷涡出现的时间、位置及强度,建立了综合东北冷涡指数,进而分析了东北冷涡的时空分布特征及其对我国天气气候的影响,探讨了夏季东北冷涡与前期冬季东亚沿岸温度场偶极型的关系,得到以下主要结论:
⑴在空间分布上,东北冷涡的主要活动区域为(40-60°N,110-155°E)。冬季冷涡活动集中于125°E以东地区,春夏秋季冷涡活动大值带向西伸展,均存在以135°E为界的东、西两个活跃中心。因此,我们定义东涡(35—60°N,135-145°E)与西涡(35-60°N,110-135°E),并对此分别进行深入研究。在时间尺度上,东北冷涡活动具有显著的季节及年际变化特征。年际变化以冬季与夏季准2a及5a振荡周期最显著;季节变化上,东北冷涡总数为冬夏季偏多,春秋季偏少,东涡为冬季偏多、夏季偏少,西涡则为夏季偏多、冬季偏少。研究还表明,东北冷涡的持续性是其最为重要的特性,存在明显的季节及年际变化特征,其中夏季东北冷涡平均持续时间最长。
⑵东北冷涡频发区域偏东(西)与我国东北地区降水偏少(多)存在显著相关。冬季,东涡活动频繁时,东亚大槽加深,东北地区偏北风加强,气温偏低,不利于产生降水;西涡活动偏多时,东亚大槽位置向南压,东北地区为偏东风异常,有利于产生降水。
⑶夏季东西涡分布型对我国东部地区同期降水的影响有显著不同。当西涡活动偏多,即冷涡活动偏于135°E以西时,南亚高压东移加强,西太平洋副高西伸加强,高空西风急流轴连续,西涡的频繁活动带领冷空气南下,与来自低纬的暖湿气流在长江流域交汇,形成长江流域多雨的形势。同时鄂霍次克海阻高发展,底层盛行偏东风异常,带来水汽辐合,形成东北地区多雨的形势。而.当东涡活动偏多,即冷涡活动偏于135°E以东时,南亚高压减弱,西太平洋副高减弱东撤,高空西风急流轴断裂,形成长江流域少雨、山东半岛多雨的形势。同时东涡频繁活动及其后部蒙古小高压的异常发展,底层盛行偏北风异常,形成东北地区少雨的形势。
⑷冬季东亚沿岸对流层中上层纬偏温度场稳定存在一个西北-东南走向的偶极型(WEAD),且WEAD的偏强(弱)与夏季东涡活动偏多(少)、西涡偏少(多)存在显著相关。研究发现,当WEAD偏弱时,赤道东太平洋及北印度洋海温在其后期持续偏高(E1 Nino海温分布型),这种海温异常造成夏季西太平洋地区上升运动减弱,Walker环流减弱,从而影响东亚副热带江淮流域存在异常上升区,降水增多。同时,中高纬地区大陆低压偏强,西涡活动偏多,东涡活动偏少,东北地区上空的对流运动加强,形成有利降雨的形势。