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欧亚大陆冬季雪深的时空演变特征及其成因分析

许蓓  
【摘要】:本文利用1948~1995年的NCEP/NCAR再分析资料、Historical Soviet Daily Snow Depth Version 2 (HSDSD)前苏联的逐日积雪深度资料,以及逐月的NOAA Extended Reconstructed SST V3b资料,定义了雪深增量概念,该指数可以较为直观地反映冬季降雪的情况,通过这一纽带,分析了欧亚大陆冬季雪深与大气环流、海温场异常之间的相互联系。然后在诊断分析的基础上,使用NCAR CAM3.0大气环流模式进行模拟验证。主要结论如下: (1)从欧亚大陆冬季雪增量、冬季雪深的时空特征发现,两者的EOF第 特征向量的空间分布均表现为沿50°N的南北反相分布,两者时间系数的关高达到0.75;而在EOF第二特征向量的空间分布均表现出欧亚大陆中部与东、西部雪深反相分布的特点,二者的时间系数序列相关为0.66。研究表明,秋末雪深的前期作用与冬季雪增量、冬季雪深无明显关系,冬季雪深增量是影响冬季雪深的主要因素。 (2)高度场与雪深增量的SVD结果可知,高度场环流的异常分布会影响雪深增量的分布,进而影响到冬季雪深的分布特征。当欧亚大陆环流呈现纬向发展时,欧洲槽与阻塞高压均减弱,欧亚大部北部处于高压脊环流下,对应欧亚大陆北部温度偏低,同时地面降水偏少,不利于冬季降雪的形成,因此冬季欧亚大陆北部雪深一致性的偏少,反之雪深增加;当出现类似EUP型环流时,相应的温度场、降水场均出现类似分布,冬季雪深场的空间分布表现出欧亚大陆中部与东、西部雪深反相分布的特点。 (3)冬季海温与雪深增量的SVD分析表明,海温的分布特征与雪深增量的异常分布之间存在显著联系。而海温通过环流与冬季雪深相联系,从冬季500hPa高度场与同期海温场的统计分析可知,海温场在北大西洋、太平洋的异常分布形态会影响到欧亚大陆中高纬环流的分布,同时南半球的大西洋、中印度洋海温也可能会对北半球环流造成影响。特别是北大西洋与太平洋的分布与环流场密切相关。 (4)数值模拟验证了海温对冬季雪深的影响,主要通过环流对海温的响应来连接两者的联系。结果表明北半球环流对南半球海温也存在敏感响应,北大西洋、太平洋、南半球大西洋海温的共同作用会影响欧亚大陆高度场异常分布,并且强迫出PNA遥相关信号。而当北大西洋海温场三核型分布、太平洋地区在北美沿岸、赤道东太平洋海温与北太平洋反相变化时,北半球高度场有EUP遥相关信号,该环流分布会导致雪深的“-+-”的分布形态。


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