太阳11年周期对北半球冬季平流层环流的影响机制

发布时间：2020-06-14 03:57

【摘要】：基于太阳信号可在平流层—对流层间耦合传递,本文利用ECMWF ERA-interim月平均再分析资料和SIM逐日太阳光谱资料,采用北京气候中心大气辐射模式(BCC-RAD),借助多元线性回归、谐波分析、相关分析和合成分析的方法,分析了太阳11年周期对北半球冬季平流层环流的影响机制。通过波作用通量的诊断,探讨了平流层环流异常对太阳活动的响应机制。(1)源于低纬度上平流层的太阳短波辐射异常(" top-down")和源于中纬度对流层上传的行星波(‘'bottom-up")相互作用,改变了平流层的动力、热力结构。在太阳活动偏强年,12月,低纬度上平流层温度暖异常是由臭氧紫外加热异常引起的。该加热率异常,使得中纬度的经向温度梯度加强,西风急流相应增强,有利于行星波1波上传,但不利于行星波2波的上传。2波负异常强于1波正异常,因此,热带外上平流层总的波活动为负异常。偏弱的波耗散会驱动更弱的Brewer-Dobson环流(BDC)。BDC上升支减弱,通过绝热冷却的负异常,加热了低纬度下平流层；而BDC下沉支减弱,冷却了中纬度上平流层。(2)太阳活动偏强年,低纬度上平流层的太阳短波异常加热区在2月加速北移,平流层环流异常发生突变,弱平流层爆发性增温(SSW)事件显著增加。对应着行星波1波上传减弱而2波显著增强,且2波增强主导了总波作用量的增强,波在极区上平流层异常耗散导致了极区上平流层增温,纬向西风减弱。(3)平流层环流对太阳活动的区域响应主要表现在亚太地区：在太阳活动偏强年,10 hPa以上,温度异常的冷中心位于亚太地区,行星波1波向上传播减弱。10 hPa以下,温度异常表现为2波型,冷中心位于大西洋和亚洲东部。该异常导致了总的(1-2波)波作用通量在亚太地区的上传显著减弱。在低平流层(如100 hPa、50 hPa),太阳活动偏强年,在亚太地区有显著的波作用通量向赤道传播,抑制了极地波导的能量上传,主要也是由2波异常贡献的。 【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P461.1

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本文编号：2712238