冬季北半球风暴轴的协同变化特征及其可能机制
发布时间：2021-09-27 21:36
基于1971-2016年NCEP/NCAR（美国环境预报中心和国家大气研究中心）的逐日再分析资料及NCPC（美国国家海洋和大气管理局气候预报中心）的海温、大气环流及海洋指数等资料,通过计算风暴轴指数、经验正交函数分解（EOF）、多尺度能量分析（MS-EVA）等方法,把冬季北半球风暴轴看做一整体,分析了不同时间尺度上北半球风暴轴的气候平均特征及其协同变化特征,并利用回归分析探究了风暴轴协同变化异常的可能机制。主要结论概括如下:（1）多年气候平均状态下,北半球中纬度风暴轴的动能来源主要表现为:在风暴轴的中上游先由低频尺度向天气尺度输送有效位能,随后在天气尺度风暴轴主体区将获得的天气尺度有效位能进一步转换为天气尺度动能,但不同的是在两大洋风暴轴西端可直接由低频尺度向天气尺度输送动能。而风暴轴的动能耗散主要表现在中下游天气尺度向低频尺度的转换,主要通过非地转位势通量向下游频散及下游效应造成的,从而使风暴轴得以维持在较常定的区域。（2）冬季北半球风暴轴的协同变化特征在定义指数方面:从单个风暴轴来看,西伯利亚风暴轴（北大西洋风暴轴）的经度指数与强度（纬度）指数之间在年际、年代际尺度上均存在显著的正...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１西伯利亚风暴轴（图ａ）、北太平洋风暴轴（图ｂ）以及北大西洋风暴轴（图ｃ）多年气候平??均态（单位：ｍ２＿ｓ＿２，等值线间隔为：１０?ｍ２？ｓ－２）??３．２风暴轴在各尺度间的能量分布特征??
天气尺度瞬变波动的有效位能序列项Ｚ０７，然后对其逐月，逐年进行时间平均最后得到??北半球中纬度５００ｈｐａ高度上风暴轴４５年（１９７１－２０１５）冬季气候平均状态下低频尺度波??动的有效位能项，及天气尺度瞬变波动的有效位能项４?（图３．３），分析图ａ可以发现：??在低频尺度上北半球中纬度地区有效位能分布在３０°Ｎ至４５°Ｎ之间呈现出极小值，在北??侧区域出现极大值，这种分布结构与常见的能量分布结构不同，这是由于该模式在准地??转前提下，有效位能定义可以很有效的解释中尺度涡与斜压不稳定的问题［４８＿？，即中尺??度涡通过斜压不稳定释放重力位能的物理现象，并不适用于低频尺度环流系统，但这种??情况并不会影响到有效位能的变率（图３．４），在本文中不考虑此现象。在图ｂ有效位??能在天气尺度瞬变波动中的分布中，有效位能正异常遍布整个北半球中炜度地区，大值??区主要在北太平洋风暴轴及北大西洋风暴轴的主体区位置，且有效位能分布中的影响范??１５??
平均态（单位：ｍ２?■?ｓ＾２）??３．３风暴轴在各尺度间的能量传输特征??图３．４是根据能量方程（２．７）式计算的５００ｈｐａ高度上４５年冬季年平均下低频尺度??向天气尺度输送的动能项（ｒ＆?的水平分布。结合北半球中炜度风暴轴的多年气候??平均态来看：低频尺度波动对天气尺度瞬变扰动的动能输送分布中，正值中心主要集中??在北太平洋风暴轴及北大西洋风暴轴的西端位置，负值中心主要集中在西伯利亚风暴轴??的主体区、北太平洋风暴轴及北大西洋风暴轴的中东端地区，表明两大洋风暴轴西端可??０?６０Ｅ?１２０Ｅ?１８０?１２０Ｗ?６０Ｗ??一?「?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?｜??－２４?－１６?－８?０?８?１６?２４??图３．４北半球中纬度区域内低频尺度上向天气尺度输送的动能项的多年气候平均态（阴影区），??单位：ｌ（ＴｓＷｎＴ３，等值线为北半球风暴轴的气候平均场，单位：ｍ２＿ｓ＿２．??由低频尺度波动向天气尺度直接输送动能，而两大洋风暴轴的中东端及西伯利亚风暴轴??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]西伯利亚风暴轴的气候特征及其可能维持机制[J]. 马阳,朱伟军,李天宇,王森,李欣. 气象科学. 2017(05)
[2]冬季北太平洋风暴轴和北大西洋风暴轴的协同变化及其与同期海气系统的空间耦合关系[J]. 李天宇,朱伟军,马阳,王森,李欣. 大气科学. 2017(05)
[3]东亚高空急流协同变化对冬季欧亚遥相关型气候效应的影响[J]. 汪宁,许遐祯,王莹,张耀存,吴伟. 大气科学. 2017(03)
[4]冬季北太平洋风暴轴纬向变化特征及其与我国极端低温频次的可能联系[J]. 王超,孙照渤. 气象科学. 2016(03)
[5]冬季北太平洋风暴轴垂直结构的变化特征及其与我国极端低温事件的关系[J]. 王超,孙照渤,王娜. 大气科学. 2016(02)
[6]冬季北大西洋风暴轴的东西变化及其能量诊断[J]. 曾鼎文,朱伟军,李耀辉,苟尚,张文波. 气象科学. 2015(06)
[7]冬季北大西洋风暴轴异常对我国寒潮活动的可能影响[J]. 周星妍,朱伟军,顾聪. 大气科学. 2015(05)
[8]冬季北大西洋风暴轴的变化及其对西伯利亚高压的影响[J]. 曾鼎文,朱伟军,马小娇,顾沛澍,刘鸣彦,高洁. 大气科学学报. 2015(02)
[9]北太平洋东部风暴轴的变化特征及其与大气环流和SST异常的关系[J]. 袁凯,朱伟军,陈懿妮. 大气科学学报. 2015(01)
[10]冬季东北冷涡对北太平洋风暴轴的可能影响[J]. 高洁,朱伟军. 大气科学学报. 2014(02)
硕士论文
[1]夏季北太平洋风暴轴的年代际变化特征及其与同期中国降水和气温年代际变化的可能联系[D]. 徐珍.南京信息工程大学 2006
本文编号：3410653
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１西伯利亚风暴轴（图ａ）、北太平洋风暴轴（图ｂ）以及北大西洋风暴轴（图ｃ）多年气候平??均态（单位：ｍ２＿ｓ＿２，等值线间隔为：１０?ｍ２？ｓ－２）??３．２风暴轴在各尺度间的能量分布特征??
天气尺度瞬变波动的有效位能序列项Ｚ０７，然后对其逐月，逐年进行时间平均最后得到??北半球中纬度５００ｈｐａ高度上风暴轴４５年（１９７１－２０１５）冬季气候平均状态下低频尺度波??动的有效位能项，及天气尺度瞬变波动的有效位能项４?（图３．３），分析图ａ可以发现：??在低频尺度上北半球中纬度地区有效位能分布在３０°Ｎ至４５°Ｎ之间呈现出极小值，在北??侧区域出现极大值，这种分布结构与常见的能量分布结构不同，这是由于该模式在准地??转前提下，有效位能定义可以很有效的解释中尺度涡与斜压不稳定的问题［４８＿？，即中尺??度涡通过斜压不稳定释放重力位能的物理现象，并不适用于低频尺度环流系统，但这种??情况并不会影响到有效位能的变率（图３．４），在本文中不考虑此现象。在图ｂ有效位??能在天气尺度瞬变波动中的分布中，有效位能正异常遍布整个北半球中炜度地区，大值??区主要在北太平洋风暴轴及北大西洋风暴轴的主体区位置，且有效位能分布中的影响范??１５??
平均态（单位：ｍ２?■?ｓ＾２）??３．３风暴轴在各尺度间的能量传输特征??图３．４是根据能量方程（２．７）式计算的５００ｈｐａ高度上４５年冬季年平均下低频尺度??向天气尺度输送的动能项（ｒ＆?的水平分布。结合北半球中炜度风暴轴的多年气候??平均态来看：低频尺度波动对天气尺度瞬变扰动的动能输送分布中，正值中心主要集中??在北太平洋风暴轴及北大西洋风暴轴的西端位置，负值中心主要集中在西伯利亚风暴轴??的主体区、北太平洋风暴轴及北大西洋风暴轴的中东端地区，表明两大洋风暴轴西端可??０?６０Ｅ?１２０Ｅ?１８０?１２０Ｗ?６０Ｗ??一?「?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?｜??－２４?－１６?－８?０?８?１６?２４??图３．４北半球中纬度区域内低频尺度上向天气尺度输送的动能项的多年气候平均态（阴影区），??单位：ｌ（ＴｓＷｎＴ３，等值线为北半球风暴轴的气候平均场，单位：ｍ２＿ｓ＿２．??由低频尺度波动向天气尺度直接输送动能，而两大洋风暴轴的中东端及西伯利亚风暴轴??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]西伯利亚风暴轴的气候特征及其可能维持机制[J]. 马阳,朱伟军,李天宇,王森,李欣. 气象科学. 2017(05)
[2]冬季北太平洋风暴轴和北大西洋风暴轴的协同变化及其与同期海气系统的空间耦合关系[J]. 李天宇,朱伟军,马阳,王森,李欣. 大气科学. 2017(05)
[3]东亚高空急流协同变化对冬季欧亚遥相关型气候效应的影响[J]. 汪宁,许遐祯,王莹,张耀存,吴伟. 大气科学. 2017(03)
[4]冬季北太平洋风暴轴纬向变化特征及其与我国极端低温频次的可能联系[J]. 王超,孙照渤. 气象科学. 2016(03)
[5]冬季北太平洋风暴轴垂直结构的变化特征及其与我国极端低温事件的关系[J]. 王超,孙照渤,王娜. 大气科学. 2016(02)
[6]冬季北大西洋风暴轴的东西变化及其能量诊断[J]. 曾鼎文,朱伟军,李耀辉,苟尚,张文波. 气象科学. 2015(06)
[7]冬季北大西洋风暴轴异常对我国寒潮活动的可能影响[J]. 周星妍,朱伟军,顾聪. 大气科学. 2015(05)
[8]冬季北大西洋风暴轴的变化及其对西伯利亚高压的影响[J]. 曾鼎文,朱伟军,马小娇,顾沛澍,刘鸣彦,高洁. 大气科学学报. 2015(02)
[9]北太平洋东部风暴轴的变化特征及其与大气环流和SST异常的关系[J]. 袁凯,朱伟军,陈懿妮. 大气科学学报. 2015(01)
[10]冬季东北冷涡对北太平洋风暴轴的可能影响[J]. 高洁,朱伟军. 大气科学学报. 2014(02)
硕士论文
[1]夏季北太平洋风暴轴的年代际变化特征及其与同期中国降水和气温年代际变化的可能联系[D]. 徐珍.南京信息工程大学 2006
本文编号：3410653
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3410653.html
