冬季北太平洋风暴轴与东亚冬季风的关系

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本文利用最新的美国环境预报中心/美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,重点讨论了冬季北太平洋风暴轴与东亚冬季风的关系,主要从东亚冬季风环流系统对风暴轴的可能影响和天气尺度瞬变强迫对大尺度环流的可能反馈作用两方面进行了探究。为了给以上的研究提供可信的气候背景,首先我们利用更新至2011年冬季的再分析资料,重新对冬季北太平洋风暴轴的时空演变特征做了分析,将所得结果与以往的研究成果相比较,并得出了近十多年来冬季北太平洋风暴轴的演变趋势。主要结论概括如下:(1)与上世纪80年代后期冬季北太平洋风暴轴活动显著增强相比,从2000年开始近十多年来风暴轴活动强度进入较气候平均水平偏弱的阶段。风暴轴强度强时,其主体面积也大。在年际变率上,风暴轴的经向和纬向变化具有准协同一致性,风暴轴以西北—东南向为轴线进行东北、西南两侧的振荡。冬季北太平洋风暴轴活动强弱与东亚冬季风活动强弱呈显著负相关关系。(2)当东亚冬季风异常强时,东亚温度经向梯度减小,高纬大气斜压性减弱,中低纬大气斜压性增强,北太平洋风暴轴活动减弱且南移。能量诊断分析结果表明,无论是正压能量转换项,还是斜压能量转换项,都是在东亚冬季风弱年强于东亚冬季风强年,即扰动动能在冬季风弱年生成的多,同时也耗散的多。但是从具体的数值上来看,扰动动能多生成的比多耗散的要多得多,因此在东亚冬季风活动弱年,扰动动能强于冬季风强年,风暴轴活动偏强。(3)天气尺度大气瞬变动力强迫在对流层高、中、低层强迫形态各不相同,并且在对流层高层最强。对流层高层300hPa瞬变动力强迫较强时,西风急流处的E矢量散度辐合带使得西风急流减弱。同时,在该E矢量散度辐合带的北侧,存在一条E矢量散度辐散带,使得温带西风急流增强。500hPa上,风暴轴强年东亚20。-40。N纬带上的瞬变动力强迫有助于东亚大槽槽区位势高度升高而变浅;1000hPa上风暴轴强年阿留申地区的瞬变动力强迫有助于阿留申低压的变弱。(4)大气瞬变热力强迫在对流层高、中、低层强迫形态大致相同,并且在对流层低层最强。850hPa上40。N以北的正热力强迫在风暴轴强年对850hPa东亚温度偏高有一定的贡献,40。N以南海洋上的热力强迫负距平,有助于海洋的降温,使得东西向的海陆热力差异减小,从而使得冬季风环流减弱。
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