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低纬气候风场的谐波分析

吴幸毓  
【摘要】: 本文给出一个月平均风场的复傅立叶分析方案,将其用于850hPa、200hPa低纬(30°S~30°N)和亚洲区域气候风场(?)谱结构的分析,结合向外长波辐射场(OLR)的谐波分析结果,得到如下有意义的结果:(1)气候场(?)的模方集中在少数个(3~5个)低波数谐波分量上,因而(?)具有低维、低阶特征。(2)(?)的0波分量(?)_0最重要,它给出了纬向平均风[(?)]的结构特征。850hPa上,全年以信风带为主,其次为西风带边缘;北、南半球极大信风带与热赤道随季节准同步北进南撤,它们分别与两半球Hadley环流中心及公共上升支位置基本对应。200hPa上,全年以东、西风带为主,但热带东风带明显较西风带弱;其季节性北进南撤存在明显的北、南半球差异。(3)定常波(?)~*模方的80%以上集中在低波数上(850hPa|m|=(?)和200hPa|m|=(?)),用这些波分量可以给出(?)~*的主要环流系统。其中,|m|=1波分量的模方拟合率(?)_(|1|)~*远高于其它波分量,它们给出了赤道附近的Walker环流,并显示出热带辐合带(ITCZ)随季节的北进南撤。|m|=3与|m|=2波分量分别为1、7月的次重要分量。气候OLR场具有相同的谱结构,其分析结果验证了风场谐波分析的准确性。(4)最重要两对波分量(1月的±1、±3波,7月的±1、±2波)即可给出亚洲季风区定常波的主要特征。冬季,冷空气沿青藏高原东侧南下,东亚低空为偏北气流,高空一致为西南风,该地区存在着很强的Hadley环流。南亚、东亚夏季风分别受偏西及西南气流的控制。OLR场相应分量的分析结果支持上述结论。


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