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澳洲北部越赤道气流强弱变化的成因研究

刘向文  
【摘要】: 本研究利用1980—2004年的NCEP/NCAR再分析资料,首先对澳洲北部越赤道气流的显著增强和减弱过程进行取样,从中总结样本所对应的南、北半球环流型态,探讨越赤道气流强弱变化的天气成因;挑选5—8各月越赤道气流的极强和极弱年作为典型样本,分析其对应的南、北半球及赤道环流系统的配置特征,探讨强、弱越赤道气流的气候成因;定义强迫因子指标,结合诊断分析和数值试验探讨强迫因子对环流因子及越赤道气流的影响。论文主要得到如下结论: 1.越赤道气流的显著增强过程通常对应着通道南侧或北侧从热带到副热带地区的环流调整,这种调整在南半球多表现为澳洲冷空气活动,在北半球多表现为辐合带的变化。根据冷空气槽和澳高的配置情况,南半球环流特征可分为4种型;根据辐合带与西太平洋副高的相对位置,北半球环流特征可分为3种型。 2.越赤道气流的显著减弱过程通常对应着通道附近赤道脊或赤道反气旋活动的发生,而后者对应的环流背景往往是北半球热带东、西风的相互抗衡过程(或称为西太副高和北半球辐合带的相互抗衡过程)。 3.强越赤道气流在月内主要表现出“高标准维持”的特征,其多由北半球辐合带维持较强,或南半球澳高维持较强,亦或澳洲冷空气活动频繁发生所致,而且其多对应着西太副高偏东或偏北的环流形势。 4.弱越赤道气流在月内会主要表现出“低标准维持”或“大振幅振荡”的特征,前者多对应着西太副高偏西或偏南的环流形势,其通道北部的辐合带活动通常较弱;后者多由热带东、西风抗衡过程的多次发生所致,其通道北部的辐合带活动通常偏强。 5.冷澳洲大陆通常对应强澳高或频繁冷空气活动,其有利于强越赤道气流的形成;通道南部下垫面偏冷通常对应弱Walker环流,其有利于强越赤道气流的形成;偏暖中南半岛下垫面—偏冷南海下垫面、菲律宾附近强热源多对应北半球较强辐合带,它们都有利于强越赤道气流的形成;弱越赤道气流对应的强迫因子及环流因子的特征则与上述相反。 本论文的主要创新点: (1)总结了105°E和125°E越赤道气流显著增强和减弱过程所对应的南、北半球环流型态。越赤道气流增强过程对应的南半球环流型可分为4种,北半球环流型可分为3种;越赤道气流的减弱过程通常对应着通道北部的热带东、西风抗衡过程。 (2)从环流配置的角度探讨了强、弱越赤道气流的气候成因。强越赤道气流通常由北半球辐合带维持较强,或南半球澳高维持较强,亦或澳洲冷空气活动频繁发生所致,而且其多对应西太副高偏东或偏北的环流形势;弱越赤道气流通常由西太副高偏西或偏南的环流形势导致,亦或由热带东、西风抗衡过程的多次发生所致。 (3)结合诊断分析和数值试验探讨了部分强迫因子对局部环流及越赤道气流的影响情况。冷澳洲大陆有利于强澳高或频繁冷空气活动的形成,通道南部弱下垫面加热有利于弱Walker环流的形成,南海—中南半岛较强海陆热力差异或菲律宾强对流加热有利于通道北部强辐合带的形成,它们都可对应澳洲北部强越赤道气流的形成。


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