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《中国科学院研究生院(大气物理研究所)》 2007年
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东亚夏季高空西风急流变异及其机理

林中达  
【摘要】: 东亚夏季高空西风急流是东亚夏季风和气候系统的重要组成部分,对于东亚天气和气候变化具有重要的影响。在本文中,我们利用再分析资料,研究了东亚夏季高空西风急流年际和季节内变化的主要特征,以及对应的环流、海温异常及其可能的物理机理。 我们对再分析资料进行EOF分解,指出东亚夏季高空西风急流年际变化的主要特征表现为急流中心的经向移动和中心西风强度的变化,这两个主要模态分别解释了约一半和四分之一的方差变化。对应夏季东亚高空西风急流偏南(北),西北太平洋夏季风偏弱(强),这种经向联系随着东亚副热带异常降水强度的增强而增强。而对应7、8月东亚高空西风急流偏南(北),南亚高压南(北)移;对应6、8月东亚高空西风急流偏南(北),西北太平洋副热带高压中心向南(北)移动。 计算逐月的急流经向偏移与海温的超前滞后相关,结果表明中东太平洋海温异常显著地影响到次季节时间尺度急流的变化。前冬中东太平洋海温异常可能通过以下物理过程影响到6月东亚高空西风急流的经向偏移:前冬中东太平洋暖(冷)海温异常通过影响6月阿拉伯海上空对流层低层(反)气旋异常,导致印度6月夏季风减弱(增强),而异常减弱(增强)的印度夏季风通过激发扰动沿着亚洲高空西风急流东传,导致东亚高空西风急流位置偏南(北)。而对应春末夏初东太平洋暖(冷)海温异常,7、8月东亚高空西风急流偏南(北)。 在季内时间尺度上,夏季风建立以后,东亚高空西风急流存在一次显著的向北突跳,其北跳时间位相锁定在7月底,并且和上游地区扰动的下传密切相关。利用1958-2002年的45年逐年再分析资料,我们发现在北跳事件中约有一半发生在7月底;平均的北跳时间为第42候(7月25-29日),标准偏差为2.4候。该次北跳在空间上对应着对流层高层东亚-西北太平洋地区纬向风异常的经向三极结构。对再分析资料和简单涡度正压方程模式结果的动力诊断结果表明,急流的该次北跳和对流层高层沿着欧亚大陆北部地区下传的波活动通密切相关。最后,我们采用两个IPCC AR4耦合气候模式模拟的20世纪气候资料,对模式模拟急流变化的能力进行评估。当前的耦合气候模式能够模拟出急流的该次北跳过程,以及对应纬向风异常的经向三极结构,但无法模拟出急流北跳发生时间位相锁定的特征,暗示目前对于东亚高空西风急流变化特征及其机理还需要进一步深入研究。
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