延伸期天气可预报性的时空特征分析

发布时间：2017-04-20 13:21

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【摘要】：本文利用NCEP/NCAR200hPa. 500hPa和850hPa位势高度场和海表温度场的36年资料,分析了全球不同季节11～25天和29～59天两个频段扰动量方差贡献百分比的空间分布特征,利用EOF方法分别分析了两个频段扰动多年平均的时空变化,探讨在欧亚大陆和北美大陆上空大气低频扰动各个季节与北半球SST的相关性,发现：两个频段扰动能量对总方差的贡献率具有明显的时空变化,不同季节扰动对应前期或同期不同海区的SST异常。研究表明,延伸期时间尺度天气的变化与不同季节特定海区热力异常强迫存在密切联系。本文的研究结果有助于深入理解延伸期天气预报变化的物理机制,可为实际预报提供有价值的分析思路和预报参考关键海区。主要研究结果如下：1、相同高度层位势高度11～25天时间尺度扰动的方差贡献大于29～59天时间尺度扰动的方差贡献。相同季节中层和高层方差贡献的空间分布形式类似,具有近正压结构,高纬度方差贡献大于中低纬度地区,赤道南北的热带副热带区域方差比重最小；低层大气与中、高层主要差异表现在赤道附近,低层大气中赤道两侧的部分地区方差贡献较大。相同气象要素场中不同频段扰动在中高纬地区方差贡献一般大于低纬地区。方差贡献分布与强迫天气系统有密切的关系,阿拉斯加强迫脊区的方差贡献比较明显。2、北半球海表温度异常与大气低频扰动之间存在着明显相关,不同季节影响不同区域大气低频振荡的海区位置不同。11～25天频段低频波动与前一季节海温相关性好于半年前期海温,29～59天低频扰动与半年前期海温相关性较好。秋季海洋因子与北美洲两个频段的低频扰动的关系明显强于其他季节,冬春季海洋热力异常与亚欧大陆低频扰动的关系比较密切。3、两个频段多年平均扰动的分析表明,扰动振幅在季节的不同阶段强度不同。表明扰动的活跃程度可能与季节变化也存在密切关系。通过分析大气低频波的时空变化特征,分析北半球不同季节不同陆地上空低频扰动与SST的关系,得到：延伸期预报不仅应考虑中大气内部动力过程,也应当考虑海洋异常热力强迫的影响。即在延伸期预报思路中,除了充分考虑大气动力过程外,还应当考虑季节因素对低频振荡的影响、空间地理位置的特征,以及不同季节关键海区热力强迫的影响。虽然本文的工作尚未给出具体的预报指标,但通过研究大气低频信号在不同季节的时空变化,可定性估计延伸期预报效果的空间分布特征及随季节的变化。影响亚欧大陆和北美洲大陆延伸期时间尺度关键海区的分析,为深入探讨海洋影响延伸期时间尺度变化的物理机制提供有价值的研究基础。论文研究结果的应用价值在于：确定延伸期时间尺度随季节的可能预报效果,结合数值模式预报输出产品,综合分析强迫因素,提高延伸期天气预报的效果。
【关键词】：大气季节内振荡 延伸期预报 海洋与大气低频波相关性 关键海区
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P456
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 前言11-16
• 1.1 引言11-12
• 1.2 国内外延伸期预报研究进展12-14
• 1.3 论文结构安排14-16
• 2 资料和方法16-19
• 2.1 资料来源16
• 2.2 资料分析方法16-19
• 2.2.1 带通滤波16-17
• 2.2.2 EOF分析17-18
• 2.2.3 相关分析18
• 2.2.4 合成分析18-19
• 3 季节内振荡信号方差贡献百分比19-29
• 3.1 引言19
• 3.2 11～25天滤波位势高度场扰动量方差贡献百分比不同季节的空间分布型态19-24
• 3.2.1 200hPa位势高度场11～25天滤波方差贡献百分比各季节的空间分布19-21
• 3.2.2 500hPa位势高度场11～25天滤波方差贡献百分比各季节的空间分布21-22
• 3.2.3 850hPa位势高度场11～25天滤波方差贡献百分比各季节的空间分布22-24
• 3.3 29～59天滤波位势高度场扰动量方差贡献百分比不同季节的空间分布型态24-28
• 3.3.1 200hPa位势高度场29～59天滤波方差贡献百分比各季节的空间分布24-25
• 3.3.2 500hPa位势高度场29～59天滤波方差贡献百分比各季节的空间分布25-26
• 3.3.3 850hPa位势高度场29～59天滤波方差贡献百分比各季节的空间分布26-28
• 3.4 小结28-29
• 4 大气季节内振荡的时空分布特征29-44
• 4.1 引言29
• 4.2 春季11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征29-31
• 4.2.1 200hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征29-30
• 4.2.2 500hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征30
• 4.2.3 850hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征30-31
• 4.3 夏季11～25天和29-59天季节内振荡的时空分布特征31-33
• 4.3.1 200hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征31-32
• 4.3.2 500hPa位势高度场11-25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征32
• 4.3.3 850hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征32-33
• 4.4 秋季11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征33-35
• 4.4.1 200hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征33-34
• 4.4.2 500hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征34
• 4.4.3 850hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征34-35
• 4.5 冬季11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征35-44
• 4.5.1 200hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征35-36
• 4.5.2 500hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征36
• 4.5.3 850hPa位势高度场11～25天和29～59天季节内振荡的时空分布特征36-44
• 5 不同季节北半球影响亚欧大陆和北美洲延伸期可预报性的关键海区44-59
• 5.1 引言44
• 5.2 大气低频扰动与海表温度(SST)的相关性分析44-47
• 5.2.1 11～25天大气低频扰动与北半球海表温度的相关性分析44-46
• 5.2.2 29～59天大气低频扰动与北半球海表温度的相关性分析46-47
• 5.3 大气低频扰动EOF分解主模态时间系数大年海表温度异常(SSTA)的合成分析47-59
• 5.3.1 11～25天大气低频扰动时间系数大年海表温度异常(SSTA)的合成分析47-48
• 5.3.2 29～59天大气低频扰动时间系数大年海表温度异常(SSTA)的合成分析48-59
• 6 结论与前景59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 前景展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 个人简历65

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