平流層環(huán)狀模的分類(lèi)特征及其與對(duì)流層關(guān)系的研究.pdf

1、使用NCEP/NCAR逐日再分析資料，通過(guò)對(duì)北半球環(huán)狀模指數(shù)的分析，將平流層異常分為兩類(lèi)：S型和D型，研究了兩類(lèi)平流層異常過(guò)程在逐日資料中表現(xiàn)的差異、與波一流相互作用的關(guān)系及其與對(duì)流層大氣環(huán)流的關(guān)系。 結(jié)果表明，兩種類(lèi)型的異常特征在平流層類(lèi)似，而主要的差別發(fā)生在對(duì)流層。S型平流層異常期間，平流層緯向風(fēng)異常有隨時(shí)間向下傳播的趨勢(shì)，對(duì)流層表現(xiàn)為與平流層一致連續(xù)的緯向風(fēng)異常；而D型平流層異常期間，平流層緯向風(fēng)異常隨時(shí)間向下傳播的趨勢(shì)不

2、存在，另外平流層緯向風(fēng)異常僅局限在平流層范圍內(nèi)，對(duì)流層表現(xiàn)為與平流層相反的緯向風(fēng)異常。 平均緯向風(fēng)異常的高度一緯度剖面圖上，S型平流層環(huán)狀模異常期間，平均緯向風(fēng)在平流層和對(duì)流層也是連續(xù)的；臨界風(fēng)速線從平流層高層一直延伸至對(duì)流層并到達(dá)地面，且最大風(fēng)速軸隨高度向高緯度傾斜。而D型平流層環(huán)狀模異常所表現(xiàn)的特征與s型環(huán)狀模有顯著的區(qū)別：首先，無(wú)論在中高緯度還是低緯度，平流層和對(duì)流層緯向風(fēng)異常符號(hào)相反。臨界風(fēng)速線也僅局限在平流層的范圍內(nèi)，

3、不能延伸至對(duì)流層。 不同類(lèi)型的平流層環(huán)狀模異常與波一流相互作用緊密相連。S型環(huán)狀模異常期間波動(dòng)的傳播促進(jìn)了環(huán)狀模特征的傳播，使平流層和對(duì)流層的大氣環(huán)流表現(xiàn)出了連續(xù)的特征，而D型環(huán)狀模異常期間波動(dòng)對(duì)環(huán)狀模異常特征的傳播和影響起到了抑制的作用，因而大氣環(huán)流在平流層和對(duì)流層不連續(xù)，甚至是相反的變化趨勢(shì)，并且這種作用發(fā)生在整個(gè)異常事件的后期。 分析與平流層環(huán)狀模異常密切相關(guān)的平流層極地增溫的發(fā)展過(guò)程得到，波動(dòng)的強(qiáng)迫以及對(duì)流層的熱

4、量能否輸送到平流層，對(duì)平流層極地溫度異常的傳播起到了至關(guān)重要的作用。如果平流層的波動(dòng)強(qiáng)迫較強(qiáng)并且可以到達(dá)較低的高度，同時(shí)對(duì)流層的熱量能夠傳輸?shù)狡搅鲗樱敲礃O地平流層的溫度異?？梢韵蛳卵由?；相反，如果平流層的波動(dòng)強(qiáng)迫相對(duì)較弱并且垂直方向上的厚度較薄，同時(shí)對(duì)流層向上的熱量輸送被抑制，則極地平流層的溫度異常很難向下延伸。這與前面分析的兩種環(huán)狀模異常的特征類(lèi)似。通過(guò)對(duì)平流層環(huán)狀模異常及平流層極地溫度異常升高的發(fā)展過(guò)程的分析認(rèn)為，平流層環(huán)狀模異常

5、，或者是溫度的異常，能否向下延伸至對(duì)流層甚至地面，在很大的程度上取決于行星波與平流層基本氣流之間的相互作用，以下幾個(gè)因素可能對(duì)平流層異常能否向下延伸起到關(guān)鍵作用：首先，平流層的波動(dòng)強(qiáng)迫要足夠強(qiáng)，能把平流層的西風(fēng)氣流轉(zhuǎn)變?yōu)闁|風(fēng)；然后，臨界風(fēng)速線要向下到達(dá)更低的高度，因?yàn)椴▌?dòng)不能在東風(fēng)氣流中傳播，因此臨界風(fēng)速線的向下傳播會(huì)導(dǎo)致波動(dòng)所攜帶的能量在更低的高度釋放，伴隨著這個(gè)過(guò)程，平流層的異常特征也隨之向下延伸；最后，僅有波一流的相互作用僅能使平

6、流層的異常特征延伸到臨界風(fēng)速線到達(dá)的高度，若使平流層的異常能到達(dá)更低的高度，還需要從對(duì)流層向上和向極的能量的輸送。 對(duì)S型和D型環(huán)狀模異常期間溫度場(chǎng)和位勢(shì)高度距平場(chǎng)做合成分析得到，S型環(huán)狀模異常期間，位勢(shì)高度距平、溫度距平場(chǎng)在水平方向上都呈現(xiàn)了明顯的緯向?qū)ΨQ(chēng)結(jié)構(gòu)；在垂直方向上，高低層之間的相當(dāng)正壓結(jié)構(gòu)明顯。D型環(huán)狀模異常期間位勢(shì)高度距平場(chǎng)在平流層的中高層位勢(shì)高度距平表現(xiàn)出了與S型相類(lèi)似的特征，但是從平流層的低層開(kāi)始至整個(gè)對(duì)流層，