夏季东亚高空急流协同变化的热力影响机制研究

发布时间：2020-01-20 10:22

【摘要】：东亚高空急流是东亚季风系统的重要组成部分,根据急流所处的纬度位置可将其分为南北两支,分别为东亚副热带急流和东亚温带急流,两支急流的协同变化与东亚天气气候异常具有密切联系。本文利用ERA-Interim和NCEP-DOE两种再分析资料,分析了夏季东亚高空急流变化的主要模态,揭示出两支急流协同变化对应的环流场差异以及与之相伴随的热力强迫异常。在此基础上,使用CAM5.3模式设计了青藏高原热力异常对急流协同变化影响的数值试验,探讨了高原热力异常对急流协同变化影响的动力学过程,分析了夏季东亚急流协同变化过程中的热力影响机制。主要结论如下:通过对夏季东亚高空纬向风进行EOF分析,发现夏季纬向风变化的主要模态表现为副热带急流与温带急流在强度上的反位相变化以及位置上的靠近和远离。与急流两个变化模态相对应,东亚上空的大气环流场差异显著。伴随着两支急流强度的反位相变化,东亚地区不同高度上从高纬到低纬表现为"正-负-正"的环流异常型,异常中心分别位于西伯利亚、蒙古、青藏高原上空,环流场异常在300hPa以下整层大气具有一致性。进一步分析夏季急流协同变化过程中地表热力场异常发现,地表的热力强迫异常与急流协同变化过程中温度场异常存在对应关系,因而青藏高原地表热力异常可能是急流协同变化的影响机制之一。在观测事实分析的基础上,利用CAM5.3模式研究了急流协同变化热力影响机制,分析高原加热异常的敏感性试验结果发现,在青藏高原热力异常作用下,可以产生副热带急流与温带急流在强度上的反位相变化。对数值试验结果进行动力学诊断分析发现,高原热力异常改变经向温度梯度分布,从而改变急流关键区的纬向风分布。瞬变扰动的异常分布表明,斜压扰动增长率的改变导致瞬变涡旋活动的异常,而瞬变扰动的异常又可以通过大气内部过程改变平均西风气流。具体表现为涡动动量输送导致温带急流区西风分量的变化,而由于涡动动量输送在垂直方向上的不均匀性,所导致的西风异常又会改变纬向风的垂直切变,进而引起斜压扰动增长率的变化,进一步影响急流强度变化。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P442

【相似文献】