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《中国气象科学研究院》 2017年
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黑潮延伸体海区海洋锋与北太平洋风暴轴的关系及其气候效应

苑俐  
【摘要】:黑潮延伸体海区存在着明显的海表温度锋,已有研究证明海洋锋对大气边界层乃至对流层高层都有一定影响。在此基础上,本文首先利用英国Hadley中心海温资料分析了黑潮延伸体海区海温经向梯度的分布特征和季节变化,同时将黑潮延伸体海区海温经向梯度大值区域的平均值定义为黑潮延伸体海区海洋锋强度指数(KEFI),并研究了KEFI的年际和年代际变化。北太平洋中纬度对流层中高层主要表现为瞬变扰动,与黑潮延伸体海区海洋锋变化存在着一定的耦合关系。通过研究发现冬季北太平洋瞬时扰动与KEFI存在显著正相关,显著区域位于北太平洋风暴轴主体位置,即当冬季黑潮延伸体海区海洋锋强度增强时,北太平洋风暴轴也偏强,并且这种相关性在KEFI超前风暴轴一个月时就有所显现。之后分析了这种影响的可能机制,发现在冬季KEFI高值年,由于海洋锋两侧的热量输送差异更加明显,导致海洋锋附近的近表面气温经向梯度增强,维持了近表面的斜压性,促进涡动热量向极输送和海洋锋南侧的涡动热量向上输送,有利于瞬时涡旋的发展。同时海洋锋变化与大尺度背景环流场也有一定关系,具体表现为在冬季海洋锋偏强时,阿留申低压加深,副热带高压略有加强,对应的对流层中层位势高度场在40oN以北有负变高,以南有正变高,同时高空极锋急流加强,副热带西风急流减弱加宽北抬,海洋锋偏弱年的变化相反。黑潮延伸体海区海洋锋强度的变化对北美气温变化存在一定影响。当秋季海洋锋增强(减弱)时,北美西部气温升高(降低),东部气温降低(升高);当冬季海洋锋增强(减弱)时,北美大部分地区气温升高(降低),南部低纬度小范围地区气温降低(升高)。通过分析发现,这种影响主要是通过大气环流对海洋锋变化的响应所产生。另外,海洋锋强度在冬春季节对东亚气温也有影响,并且这种影响可以持续到下一个季节。当冬季海洋锋偏强时,同期冬季东亚东部及南部沿海地区气温升高,春季我国华北及东北地区气温升高,分析发现这是由于当海洋锋偏强时对应北部高空急流增强,不利于冷空气向南爆发;春季的海洋锋增强同样使东亚东南部气温升高,并且使我国夏季的西北及华北地区气温升高,产生这种影响的主要原因是东亚气温对上游黑潮的同期异常变化产生的邻域响应,并且这种影响可以持续至夏季。
【关键词】:黑潮延伸体海区 海表温度锋 北太平洋风暴轴 气温
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P731.2;P732
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 第一章 绪论8-14
  • 1.1 引言8-9
  • 1.2 国内外研究背景及进展9-12
  • 1.2.1 海洋锋影响大气的机制讨论9-10
  • 1.2.2 黑潮延伸体海区海洋锋研究进展10-12
  • 1.2.3 北太平洋风暴轴研究进展12
  • 1.3 主要研究内容及章节安排12-14
  • 第二章 资料和方法介绍14-22
  • 2.1 所用数据介绍14-15
  • 2.2 统计检验方法15-19
  • 2.3 数据处理19-22
  • 第三章 黑潮延伸体海区海洋锋的基本特征22-30
  • 3.1 黑潮延伸体海区海洋锋强度指数的定义22-24
  • 3.2 黑潮延伸体海区海洋锋强度的季节变化特征24-25
  • 3.3 冬季黑潮延伸体海区海洋锋强度的年际和年代际变化特征25-29
  • 3.4 本章小结29-30
  • 第四章 黑潮延伸体海区海洋锋与北太平洋风暴轴的关系30-42
  • 4.1 冬季北太平洋风暴轴的基本变化特征30-31
  • 4.2 冬季黑潮延伸体海区海洋锋强度对北太平洋风暴轴的可能影响31-39
  • 4.2.1 冬季北太平洋风暴轴与海洋锋的关系32-34
  • 4.2.2 冬季近表面海气交换对海洋锋的响应34-35
  • 4.2.3 冬季涡动热量输送对海洋锋的响应35-37
  • 4.2.4 冬季大尺度大气环流与海洋锋的关系37-39
  • 4.3 冬季北太平洋风暴轴对黑潮延伸体海区海温的反馈39-40
  • 4.4 本章小结40-42
  • 第五章 黑潮延伸体海区海洋锋的气候效应42-52
  • 5.1 黑潮延伸体海区海洋锋对北美气温的影响及可能机制42-46
  • 5.2 黑潮延伸体海区海洋锋对东亚气温的影响及可能机制46-49
  • 5.3 本章小结49-52
  • 第六章 全文总结与讨论52-54
  • 6.1 主要结论52-53
  • 6.2 讨论53-54
  • 参考文献54-62
  • 致谢62-64
  • 个人简介64

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