全域和局域哈德莱环流气候及异常特征再揭示及应用初探

【摘要】： 本文用子午面上的质量流函数ψ定量地表示哈德莱环流(H.C.),论证了H.C.是全(局)域气候子午面环流的主要构成部分,比较了ERA-40、NCEP/NCAR两种再分析资料(E、N)对H.C.研究的适用性,分析了全(局)域H.C.的气候及异常特征,初步探讨了它们的成因,初步分析了东亚季风区H.C.与我国气候异常的关系。得到以下主要结论: 1)通过比较全(局)域气候H.C.质量流函数(?)((?)_1)给出的质量垂直输送强度(?)((?)_(ψ1))与由子午面实际垂直风分量ω决定的实际质量垂直输送强度(?)((?)_1),定量论证了气候全(局)域H.C.是热带子午面气候环流的主要构成部分。 2)通过气候射出长波辐射(OLR)极小值所在纬度与ERA-40、NCEP/NCAR资料气候H.C.公共上升支中心所在纬度的比较,论证了ERA-40资料较NCEP/NCAR资料在H.C.的分析中更为合理。 3)全域H.C.公共上升支强度演变曲线ψ_c与质量流函数异常场ψ′EOF分析第一特征向量X_1时间系数曲线T_1强正相关。它们的年际变化分量与ENSO显著正相关;各季中月的X_1表明,在El Ni(?)o事件中出现一个中心位于赤道附近的异常经圈环流,它使1、7月冬半球H.C.中心及公共上升支加强并向赤道靠近。该异常经圈坏流由El Ni(?)o事件时纬向平均SST′(φ)在赤道附近出现的显著正异常强迫产生。 4)东亚季风区(EA)、东太平洋区(EP)气候H.C.存在明显差异,且不同于全域气候H.C.。EA区H.C.的控制范围较宽,基本在40°S～40°N之间,7月甚至能到60°N以北,4、7月H.C.公共上升支宽而强。EP区H.C.的活动范围较窄,基本在20°S～30°N之间。EA区H.C.季节变化较EP区明显。上述H.C.的区域差异,既与所在经度区域热带洋面的强烈冷暖对比有关,也与海陆分布及地形的巨大差异有关。 5)东亚季风区(EA)和东太平洋区(EP)H.C.异常有明显的相关关系。ElNi(?)o事件时,EA区H.C.减弱(7月除外),EP区H.C.增强。这种相关关系与ENSO事件及赤道异常西(东)风密不可分。7月EA区H.C.的异常及其与EP区H.C.异常和ENSO事件的关系与1、4、10月存在明显差异。 6)4、7月东亚季风区H.C.存在热带支和副热带支两个上升中心,分别与热带辐合带(季风槽)和副热带辐合带(梅雨锋)对应;因此其异常与南海季风及副热带季风异常关系密切。春季H.C.热带支北移时间偏早,10～20°N上升流出现异常偏强,南海季风爆发较早。夏季,强的副热带支上升流与江淮流域涝年对应;反之亦然。