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太平洋北美型遥相关(PNA)事件的变化研究

杨丹宁  
【摘要】:本文基于NCEP\NCAR再分析资料、CPC提供的PNA指数以及Nino3.4指数研究了PNA正负位相事件的发生频率,分布,强度,流场结构等的变化特征,并对一部分现象进行了初步的解释。 发现PNA指数在70年代末存在突变点,突变后PNA指数呈上升趋势,80年代后上升趋势更为显著,定义PNA指数突变前为P1阶段(1950-1976年),突变后为P2阶段(1977-2009年)。我们分别统计PNA指数突变前后的PNA事件(本文之后用PNA+表示PNA正位相,PNA-表示PNA负位相),发现在P1阶段,PNA-事件发生相对较多,PNA+事件相对较少,而在P2阶段时情况相反。P1、P2阶段的PNA事件合成结果显示, P1阶段的PNA+和PNA-事件的强度均大于P2阶段的PNA事件强度,其中P1、P2阶段的PNA+事件的强度差异明显,而对于PNA-事件,两者差别较小。另外,不论P1和P2阶段,北太平洋上空的反向距平中心在PNA+事件成熟时期呈南北向偶极子结构,并可维持2天以上,而在PNA-事件过程中呈东北西南向倾斜波列结构。通过计算P1和P2阶段PNA+和PNA-事件发生前期300hPa纬向风场的平均值,我们发现对应PNA+事件的副热带急流位置向东北方向伸展,而对应PNA-事件的副热带急流位置向西回缩并且偏南,并发现P1阶段北太平洋中部副热带急流平均位置相对偏北,P2阶段的相对偏南。偏北的急流是产生PNA+事件的先决条件,急流偏南时易产生PNA-事件,这可以解释P1阶段PNA-事件发生频率高,而P2阶段PNA+事件发生频率高的原因。 本文为了进一步解释PNA事件的变化趋势,统计了1950年至2009年期间的ENSO发生情况以及ENSO的冷、暖位相年份冬季和中性年份冬季PNA事件的发生频率,发现ENSO循环暖位相年份的PNA+事件个数是PNA-事件个数的4.125倍,而冷位相年份的PNA-事件个数是PNA+事件个数的2.727倍。之后合成结果显示,ENSO暖(冷)位相年份的PNA+(PNA-)事件强度较弱,PNA-(PNA+)事件强度较强。同时,聚类分析也发现,ENSO暖(冷)位相年份的PNA+(PNA-)型的比例大于PNA-(PNA+)型。通过计算北太平洋的纬向风,我们发现ENSO循环暖位相年份的300hPa太平洋中部急流位置要比ENSO循环冷位相年份的偏北。同理应用前面关于北太平洋副热带急流南北位置差异,可以解释PNA事件在ENSO循环不同位相年份发生频率的差异。另外,由于中性年份也存在PNA事件,因此可以推测ENSO循环对PNA事件的发生频率与强度有调制作用,且PNA事件受到多种因素的影响。


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