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涡动在南北半球平流层极涡崩溃过程中作用的比较 被引量:12
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作者 魏科 陈文 黄荣辉 《大气科学》 CSCD 北大核心 2008年第2期206-219,共14页
比较了南北半球春季平流层极涡的崩溃过程以及涡动在此崩溃过程中的作用。极涡的崩溃时间以平流层极夜急流核区最后一次西风转换为东风的时间来确定。结果表明南北半球平流层极涡的崩溃过程有着共同的特点,涡动和非绝热加热过程都对极... 比较了南北半球春季平流层极涡的崩溃过程以及涡动在此崩溃过程中的作用。极涡的崩溃时间以平流层极夜急流核区最后一次西风转换为东风的时间来确定。结果表明南北半球平流层极涡的崩溃过程有着共同的特点,涡动和非绝热加热过程都对极涡的崩溃起着重要的作用,在极涡崩溃前平流层行星尺度波动活动明显,极涡崩溃以后,这种波动活动便迅速减弱。其中从对流层上传的行星波决定着极涡的具体崩溃时间。两个半球的差别主要表现在南半球极涡崩溃过程一般始于平流层高层,然后逐渐下传,而北半球这种下传不是很明显。其次,北半球平流层极涡崩溃偏晚年,极涡的减弱有两次过程,第一次为快速变化过程,第二次变化比较缓慢,而南半球平流层极涡崩溃无论早晚年只有一次减弱过程。长期的变化趋势分析表明南北半球平流层极涡的崩溃时间逐渐推迟,特别是20世纪90年代中后期以来,这种推迟更加明显。进一步的研究还发现,伴随着平流层极涡的崩溃过程平流层和对流层存在强烈的动力耦合,南北半球极涡迅速减弱前,各自半球的环状模指数也由负指数增加为正指数,表明低层环流对于平流层极涡的崩溃起到重要的作用;同时极涡不同强度所对应的低层环状模指数也不同,这可能与不同强度平流层极涡对于上传的行星波的反射有关。 展开更多
关键词 平流层极涡 波流相互作用 崩溃过程 平流层对流层相互作用 南北半球比较
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热带加热异常影响冬季平流层极涡强度的数值模拟 被引量:3
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作者 饶建 任荣彩 杨扬 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期1159-1171,共13页
本文利用大气环流模式SAMIL/LASG,通过选择两种对流参数化方案,研究了热带加热异常对热带外平流层模拟的影响。结果表明,因不同对流参数化方案引起的热带对流加热状况的差异,可显著影响模式对北半球冬季平流层极涡强度的模拟偏差。与采... 本文利用大气环流模式SAMIL/LASG,通过选择两种对流参数化方案,研究了热带加热异常对热带外平流层模拟的影响。结果表明,因不同对流参数化方案引起的热带对流加热状况的差异,可显著影响模式对北半球冬季平流层极涡强度的模拟偏差。与采用Manabe对流参数化方案相比,采用Tiedtke参数化方案可以显著改善对平流层极涡强度的模拟,使平流层极涡"过强"及极区"过冷"的模拟偏差得到明显改善。研究其中的影响过程发现,由于Manabe方案最大凝结潜热加热高度过低,在对流层中低层;而Tiedtke方案的最大凝结潜热加热位置在对流层中上层,因而Tiedtke(Manabe)方案时热带大气温度在对流层中上层较为偏暖(偏冷),在平流层低层较为偏冷(偏暖)。自秋季开始,与热带对流层高层温度的暖偏差相联系,热带外对流层高层以及热带平流层低层出现伴随的温度冷偏差;与之对应,平流层中纬度从秋季开始也出现持续的温度暖偏差。另外,随着秋冬季节平流层行星波活动的出现,Tiedtke方案时热带外地区行星波1波的强度也明显强于Manabe方案,使得秋冬季节涡动引起的向极热通量在Tiedtke方案时明显偏强,从而造成了冬季平流层极区温度偏暖、极涡强度偏弱。 展开更多
关键词 SAMIL/LASG模式 对流参数化方案 热带对流加热 平流层极涡
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北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其对5月南亚降水的影响 被引量:3
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作者 沈熙 徐海明 胡景高 《气象科学》 北大核心 2017年第6期718-726,共9页
本文采用1979—2014年NCEP/NCAR月平均再分析资料、CMAP和GPCP月平均降水资料,分析了北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其与南亚降水的关系。结果表明,北半球平流层极涡崩溃时间存在明显的年际变化特征。极涡崩溃偏早(偏晚)年,自3... 本文采用1979—2014年NCEP/NCAR月平均再分析资料、CMAP和GPCP月平均降水资料,分析了北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其与南亚降水的关系。结果表明,北半球平流层极涡崩溃时间存在明显的年际变化特征。极涡崩溃偏早(偏晚)年,自3月开始异常信号从平流层向下传播,之后的4月,从平流层到对流层高层极区温度异常偏高(偏低),极涡异常偏弱(偏强),极夜急流异常偏弱(偏强)。结果还表明,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃时间的早晚存在显著相关,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃早晚年平流层异常信号的下传有关。当平流层极涡崩溃偏晚年,4月平流层极区表现为位势高度异常偏低,而中纬度则位势高度场异常偏高,并伴随位势高度异常场的向下传播,5月该位势高度异常场下传至阿拉伯海北部大陆上空对流层顶,形成有利于降水的环流场,导致南亚降水偏多。反之,则相反。 展开更多
关键词 北半球平流层极涡崩溃 南亚降水 年际变化
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2007/2008和2008/2009冬季平流层强、弱极涡事件对应的行星波活动的对比分析 被引量:6
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作者 邓淑梅 陈月娟 易明建 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期433-444,共12页
在对逐日气象资料进行纬向谐波分析的基础上,对比和讨论了2007/2008年冬季强极涡期间和2008/2009冬季弱极涡期间平流层和对流层不同波数的行星波的变化特征,特别关注强极涡或弱极涡发生之后,500 h Pa沿60°N和30°N行星波1波和... 在对逐日气象资料进行纬向谐波分析的基础上,对比和讨论了2007/2008年冬季强极涡期间和2008/2009冬季弱极涡期间平流层和对流层不同波数的行星波的变化特征,特别关注强极涡或弱极涡发生之后,500 h Pa沿60°N和30°N行星波1波和2波振幅和位相的差异,以及相应的500 h Pa位势场的差异,进而讨论为什么不同的平流层极涡异常会对东亚有不同的影响,特别讨论为什么同一种极涡异常,对我国南北方近地面气温的影响会不同。结果表明:平流层极涡发生异常时,平流层行星波活动有明显的异常。随着极涡异常的下传,对流层行星波的振幅和位相也有明显的变化,而且,对于不同的纬度带,其变化又有不同,表现为:2008年1月强极涡发生之后,500 h Pa行星波1波和2波的扰动都向南伸,而2009年1月的弱极涡(SSW)期间和之后,1波和2波的扰动都偏北;在对流层,强极涡和弱极涡发生之后不但行星波1波和2波的振幅有所差异,其位相也有明显的不同。特别是,其位相的差异还随纬度而变化。就同一年(或者说对于同是强极涡或者同是弱极涡)而言,无论是1波还是2波,在60°N和30°N附近的扰动相比,几乎反位相。这样就使得它们的500 h Pa位势场也有明显不同:在东半球,主要表现为乌拉尔高压和东亚大槽的强度和位置不同。2008年1月强极涡发生之后,乌拉尔高压和东亚大槽东移,不利于冷空气向欧亚大陆北部(包括我国北方)的输送,使这些地区的温度偏高;而2009年1月弱极涡之后,东亚大槽西退,利于冷空气向欧亚大陆北部输送,导致这些地区较冷。对于同一种极涡异常(如2008强极涡或者2009弱极涡)由于南方和北方行星波扰动的位相不同,对南方和北方冷暖空气的输送也就不一样。所以同一种极涡异常对(我国)南北地区的温度影响是不同的。 展开更多
关键词 平流层极涡 行星波 欧亚大陆 温度变化
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北半球平流层极涡崩溃过程的动力诊断分析 被引量:10
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作者 魏科 陈文 黄荣辉 《中国科学(D辑)》 CSCD 北大核心 2007年第8期1110-1119,共10页
极地气候变化研究,特别是极地在气候变化中作用的研究,现在已经成为国际重要的研究领域,是2007~2008年开展的"国际气候年"的核心研究问题.针对以前研究中北半球平流层极涡崩溃时间的分歧,首先确定了北半球平流层极涡在春季... 极地气候变化研究,特别是极地在气候变化中作用的研究,现在已经成为国际重要的研究领域,是2007~2008年开展的"国际气候年"的核心研究问题.针对以前研究中北半球平流层极涡崩溃时间的分歧,首先确定了北半球平流层极涡在春季的崩溃时间,并分析了在平流层极涡崩溃过程中的环流演变和波动活动特征.分析表明北半球平流层极涡的平均崩溃时间为4月10日左右,极涡崩溃时间的年际变化比较大,最早和最晚的崩溃时间跨度达到两个月.长期趋势表明20世纪90年代以来极涡持续时间增长.对极涡崩溃异常早年和异常晚年的合成分析显示极涡崩溃过程在早晚年有不同的特征.极涡崩溃早年,平流层极涡在3月中旬只有一次快速的衰减过程,这次过程主要与对流层上传的行星尺度波动异常有关;而极涡崩溃异常晚年一般有两次衰减过程,第一次衰减为一次快速过程,对应有异常的波动活动,和平流层的爆发性增温有关.第二次过程则是一次慢过程,此次过程不伴随异常的波动活动,主要是非绝热过程起作用.进一步对极涡崩溃异常早晚年大气低层环流异常的研究表明,极涡崩溃早晚年低层温度场和位势高度场的异常上有明显不同,这表明平流层极涡的崩溃伴随有上下层的动力耦合过程. 展开更多
关键词 平流层极涡 波流相互作用 非绝热加热 崩溃过程 平流层对流层相互作用
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平流层强、弱极涡事件的演变过程及其对我国冬季天气的影响 被引量:3
6
作者 魏麟骁 陈权亮 +1 位作者 程炳岩 刘晓冉 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第3期551-562,共12页
本文利用1979-2010年的NCEP再分析资料,通过北半球环状模NAM指数挑选出的强、弱极涡个例,分析了北半球平流层异常变化过程中行星波的演变以及与之相联系的我国天气的变化特征。结果表明,在强极涡事件前,行星波1波会被反射回对流层... 本文利用1979-2010年的NCEP再分析资料,通过北半球环状模NAM指数挑选出的强、弱极涡个例,分析了北半球平流层异常变化过程中行星波的演变以及与之相联系的我国天气的变化特征。结果表明,在强极涡事件前,行星波1波会被反射回对流层,极地波导减弱,低纬波导增强,中高纬地区的E—P通量矢量有着从平流层传播到对流层的趋势;强极涡事件后,极地波导增强,低纬波导减弱。在弱极涡事件前,中、高纬度行星波1波沿着极地波导的传播明显增强;弱极涡事件后,极地波导明显减弱。与此对应的我国天气也有明显变化,在强极涡事件前,我国大部分地区温度偏低,南方地区偏湿而新疆西北部和云南西部地区偏干;在强极涡事件后,东亚冬季风进一步增强,冷空气加强南下,南方地区可降水量减少,新疆西北部仍然偏干,而云南大部分地区可将水量增加。在弱极涡事件前,东亚冬季风显著增强,使我国气温偏冷,降水减少,而弱极涡事件后,我国气温明显回升,中、东部地区和新疆西北部地区降水明显增加。 展开更多
关键词 平流层极涡 北半球环状模 行星波 波动耦合事件
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热带印度洋增暖对南极平流层极涡的影响 被引量:2
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作者 李双林 《中国科学(D辑)》 CSCD 北大核心 2009年第6期813-822,共10页
过去几十年,在全球变暖的大背景下,全球大部分海洋,特别是热带印度洋,显著增暖.同时,南极平流层极涡呈现发展加深的趋势.以前的模拟结果显示,臭氧耗损的辐射冷却效应是南极极涡加深的主导因子,但模拟的臭氧耗损单独引起的南极极涡加深... 过去几十年,在全球变暖的大背景下,全球大部分海洋,特别是热带印度洋,显著增暖.同时,南极平流层极涡呈现发展加深的趋势.以前的模拟结果显示,臭氧耗损的辐射冷却效应是南极极涡加深的主导因子,但模拟的臭氧耗损单独引起的南极极涡加深比实际观测到的要强.这说明有其他因子参与影响了南极极涡的趋势变化,其作用是部分抵消臭氧耗损的影响.是否热带印度洋增暖是其中的因子之一,这个问题还不清楚.利用4个大气环流模式,通过给定理想的、与观测到的强度相当的热带印度洋增暖强迫,进行集合试验,研究了这一问题.结果表明:热带印度洋增暖有利于南半球春、夏季极地平流层增暖、南极极涡减弱,于是倾向于部分抵消臭氧耗损的辐射冷却效应.这一结果能部分解释以前的模拟发现—臭氧耗损单独导致的南极极涡加深比观测到的要强.鉴于平流层变暖不利于极地平流层冰晶云的形成、遂有利于臭氧恢复,现在的结果暗示:在全球变暖的大背景下,气候系统的内部动力调整过程将有利于南极臭氧洞的恢复. 展开更多
关键词 平流层极涡 臭氧耗损 印度洋变暖 大气环流模式 行星波
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北半球冬季平流层强、弱极涡事件演变过程的对比分析 被引量:2
8
作者 马骥 陈文 兰晓青 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第4期726-747,共22页
利用1958~2017年逐日的NCEP/NCAR再分析资料对北半球冬季平流层强、弱极涡事件的演变过程进行了对比分析,同时比较了有平流层爆发性增温(SSW)和无SSW发生的两类弱极涡事件的环流演变和动力学特征。结果表明,强极涡的形成存在着缓慢发展... 利用1958~2017年逐日的NCEP/NCAR再分析资料对北半球冬季平流层强、弱极涡事件的演变过程进行了对比分析,同时比较了有平流层爆发性增温(SSW)和无SSW发生的两类弱极涡事件的环流演变和动力学特征。结果表明,强极涡的形成存在着缓慢发展和快速增强的过程,而弱极涡事件的建立非常迅速;和强极涡事件相比,弱极涡事件的峰值强度更强,异常中心的位置更高。此外,强、弱极涡事件的产生与波流相互作用的正反馈过程密切相关。对于强极涡事件,发展阶段的太平洋—北美(PNA)型异常削弱了行星波一波;当平流层西风达到一定强度,上传的行星波受到强烈抑制,使得极涡迅速增强达到峰值。而对于弱极涡事件,发展阶段一波型的异常增强了行星波上传,通过对纬向流的拖曳作用使得平流层很快处于弱西风状态,更多行星波进入平流层导致极涡急剧减弱甚至崩溃。针对有、无SSW发生的两类弱极涡事件的对比分析表明,有SSW发生的弱极涡事件发展阶段,平流层出现强的向上的一波Eliassen-Palm(EP)通量异常,通过正反馈过程使得一波和二波上传同时增强而导致极涡崩溃;无SSW发生的弱极涡事件发展阶段,平流层缺乏向上的一波通量,二波活动起到重要作用,其总的行星波上传远弱于有SSW发生的弱极涡事件。对于无SSW发生的弱极涡事件,其发展和成熟阶段对流层上部出现类似欧亚(EU)型的高度异常,伴随着强的向极的EP通量异常,导致对流层有极强的负北极涛动(AO)型异常。而有SSW发生的弱极涡事件发展阶段对流层上部主要表现为北太平洋上空来自低纬的波列异常,其后期的对流层效应更加滞后也不连续,对流层AO异常的强度明显弱于无SSW发生的弱极涡事件。 展开更多
关键词 平流层极涡 平流层爆发性增温 环流演变 行星波活动
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极涡、阻塞高压和西伯利亚高压在极端低温事件中的组合性异常特征 被引量:15
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作者 李艳 王嘉禾 王式功 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期51-63,共13页
选择2008年低温雨雪冰冻灾害和2016年"霸王级"寒潮,利用NCEP/NCAR再分析资料和地面台站资料,采用西伯利亚高压指数、平流层极涡指数与二维阻塞高压指数,分析了两次极端低温过程期间西伯利亚高压、阻塞高压与平流层极涡的组合... 选择2008年低温雨雪冰冻灾害和2016年"霸王级"寒潮,利用NCEP/NCAR再分析资料和地面台站资料,采用西伯利亚高压指数、平流层极涡指数与二维阻塞高压指数,分析了两次极端低温过程期间西伯利亚高压、阻塞高压与平流层极涡的组合性异常特征.结果表明,与1970-2005年的气候平均态相比, 2008年西伯利亚高压偏强8.7 hPa,阻塞高压频率偏高50%,极涡偏强190 gpm;2016年西伯利亚高压偏强16.8 hPa,阻塞高压频率偏高约60%,极涡偏强约296 gpm,说明2016年寒潮过程中3种大尺度天气系统的异常比2008年更显著.分析两次极端低温过程中3种大尺度系统的组合性异常特征,发现与1970-2005年气候平均态相比, 2016年寒潮过程期间极涡偏强,北极高空有较强冷空气,北极地表爆发性增温与中高纬阻塞高压的发展,使大量极寒冷的空气在西伯利亚地区积聚,在高空气流的引导下向中国爆发,使中国大部分地区气温短时间内急剧下降; 2008年平流层极涡能量下传,使得阻塞高压长期维持,西伯利亚高压主体也长时间维持,小股冷空气不断东移南下,使中国南部地区维持长时间低温,并与来自南方的暖湿气流交汇,形成长时间的雨雪冰冻天气. 展开更多
关键词 低温雨雪冰冻 “霸王级”寒潮 西伯利亚高压 阻塞高压 平流层极涡
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两个大气环流模式SAMIL和BCC_AGCM对北半球冬季极涡振荡的模拟对比 被引量:5
10
作者 刘玉镇 任荣彩 何编 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第6期1191-1206,共16页
基于与NCEP再分析资料的比较,本文利用大气环流模式SAMIL和北京气候中心大气环流模式BCC_AGCM的1950~1999年的AMIP试验模拟数据,对北半球冬季环流及平流层极涡振荡的模拟性能进行了评估分析。结果表明两个模式都可以再现北半球环流基... 基于与NCEP再分析资料的比较,本文利用大气环流模式SAMIL和北京气候中心大气环流模式BCC_AGCM的1950~1999年的AMIP试验模拟数据,对北半球冬季环流及平流层极涡振荡的模拟性能进行了评估分析。结果表明两个模式都可以再现北半球环流基本型以及环流振荡的主导模态。对冬季气候平均态的模拟,两个模式模拟的热带—热带外温度梯度均偏大,极夜急流偏强,极涡偏冷偏强;100~20hPa平均位势高度场谐波分析表明两个模式模拟的行星波偏弱;气候平均的10hPa极夜急流均存在1个月的季节漂移,200hPa副热带西风急流较NCEP偏弱。两个模式模拟的环流变化的主导模态均代表极涡振荡,SAMIL极涡振荡的强度大于BCC_AGCM,BCC_AGCM极涡振荡的频率要高于SAMIL。连续功率谱分析表明,NCEP资料中极涡振荡存在4.6个月的显著周期,相应地,SAMIL中为5.5个月的显著周期,BCC_AGCM中为4.8个月。NCEP资料中的极涡振荡主要发生在12~3月,SAMIL模拟的极涡振荡主要发生在2~3月,BCC_AGCM模拟的极涡振荡主要发生在2~4月。 展开更多
关键词 SAMIL BCC_AGCM 平流层极涡振荡
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大气准定常行星波异常传播及其在平流层影响东亚冬季气候中的作用 被引量:43
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作者 陈文 魏科 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期272-285,共14页
东亚季风区同时受世界上最广阔的大洋和陆地的影响,这种行星尺度的海陆热力对比以及青藏高原大地形的作用,从而产生很强的行星尺度扰动,并且这种扰动具有准定常的性质。利用再分析资料研究了准定常行星波活动的变化对东亚地区冬季气候... 东亚季风区同时受世界上最广阔的大洋和陆地的影响,这种行星尺度的海陆热力对比以及青藏高原大地形的作用,从而产生很强的行星尺度扰动,并且这种扰动具有准定常的性质。利用再分析资料研究了准定常行星波活动的变化对东亚地区冬季气候异常的影响,主要侧重于年际和季节内时间尺度上的变化。在年际时间尺度上,冬季行星波两支波导的变化存在反相关的振荡关系,这种年际振荡一方面影响了北半球环状模的位相,另外一方面导致了东亚地区的气候异常。当有异常强的低纬波导时,一般对应有西伯利亚高压的减弱和我国东北、华北地区的增温;反之当有异常弱的低纬波导时,我国东北和华北温度则普遍偏低。研究还表明,行星波传播的年际振荡与东亚地区气候异常的关系显著地受到热带平流层准两年周期振荡(QBO)的调制,只是当QBO处于东风位相时,行星波传播的年际振荡才与东亚气候异常有显著的关系。在季节内时间尺度上,准定常行星波的变化与平流层极涡的低频变化密切相关,并且这种平流层极涡的异常通过和行星波的相互作用,可以自上而下影响到对流层的短期气候;平流层极涡异常下传对对流层大气环流有明显的影响,并且这种影响在东亚地区非常显著。由于平流层变化通常维持时间长,并且平流层极涡异常下传领先于对流层,因此这为东亚冬季短期气候异常的预报提供了一个新的预报依据。 展开更多
关键词 准定常行星波 平流层极涡 年际振荡 季节内时间尺度 东亚冬季气候异常
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BCC_GCM2.1模式对平流层环流变化特征的数值模拟及其模式评估 被引量:4
12
作者 陆春晖 丁一汇 张莉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期49-61,共13页
使用国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.1的30年模拟试验资料,对平流层纬向环流场、高空急流、极涡及爆发性增温过程进行了数值模拟研究,并使用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)和美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料对模式输出结果进... 使用国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.1的30年模拟试验资料,对平流层纬向环流场、高空急流、极涡及爆发性增温过程进行了数值模拟研究,并使用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)和美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料对模式输出结果进行了对比、分析。结果表明:(1)在观测海温、二氧化碳、气溶胶等外强迫地驱动下,BCC模式能够很好地再现出与再分析资料一致的平流层纬向平均风场、温度场的分布特征和季节变化过程;模拟得到的温度廓线和高空急流与再分析资料的主要差别出现在南、北半球冬季的中高纬度地区;模拟得到的平流层温度普遍偏低,主要的差异位于对流层顶区域和平流层高层。(2)模拟的对流层上层的副热带急流位置偏南、强度也偏弱,而平流层中的绕极极夜急流则位置偏北、强度更大。这样的急流分布特征使模拟的行星波向赤道的波导更强,向极的波导偏弱;同时由于模式中本身可以形成的行星波就比再分析资料弱,因此导致模拟结果中北半球冬季的平流层极涡更加稳定、极区温度更低。(3)BCC模式对于平流层极涡的季节变化特征模拟得较好,但对强极涡扰动过程,即北半球冬季的平流层爆发性增温(SSW)事件则模拟效果不佳,不论是增温事件出现的频率,还是增温的时间、强度,模拟结果和再分析资料都还存在一定偏差,需要在今后的工作中逐步改善。 展开更多
关键词 BCC_AGCM2 1 平流层气候 平流层极涡 行星波 平流层爆发性增温
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平流层大气环流的典型系统及变化特征综述 被引量:5
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作者 田文寿 黄金龙 +2 位作者 郄锴 王涛 徐勉 《气象科学》 北大核心 2020年第5期628-638,共11页
随着大气探测技术以及计算机性能的不断提高,近年来平流层探测数据日渐丰富,中层大气模式也得到了快速发展,平流层中一些重要的物理、化学以及动力过程得以深入研究,对平流层大气环流的认识也进一步加深。本文分析了平流层准2 a振荡(Qua... 随着大气探测技术以及计算机性能的不断提高,近年来平流层探测数据日渐丰富,中层大气模式也得到了快速发展,平流层中一些重要的物理、化学以及动力过程得以深入研究,对平流层大气环流的认识也进一步加深。本文分析了平流层准2 a振荡(Quasi-Biennial Oscillation,QBO)、平流层残余(Brewer-Dobson,BD)环流和平流层极地环流等主要的平流层大气环流系统和信号的气候态特征、形成机制、年际变率以及长期趋势等,阐述了它们的主要影响因子和过程,讨论并展望了与平流层环流有关的一些主要科学问题。 展开更多
关键词 平流层大气环流 平流层准2 a振荡 BD环流 平流层极涡
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2024年2月我国中东部两次持续性低温雨雪冰冻过程的环流异常特征分析
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作者 张博 张芳华 《暴雨灾害》 2024年第4期384-394,共11页
2024年1月31日-2月6日和2月19-25日我国中东部地区先后发生两次持续性低温雨雪冰冻过程,均表现为降水范围广持续时间长、降水量极端、降水相态复杂、气温显著偏低等特征,春运出行受到其较大影响。采用国家站气象观测资料和NCEP/NCAR再... 2024年1月31日-2月6日和2月19-25日我国中东部地区先后发生两次持续性低温雨雪冰冻过程,均表现为降水范围广持续时间长、降水量极端、降水相态复杂、气温显著偏低等特征,春运出行受到其较大影响。采用国家站气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,对这两次过程的大尺度环流异常特征进行分析,试图揭示西太平洋副热带高压(以下简称副高)北抬原因及强冷空气活动的平流层前兆信号。结果表明:(1)我国大陆上空500 hPa“西低东高”环流形势有利于中东部地区出现持续性降水。2024年1月31日-2月6日(以下简称过程I)乌拉尔山附近并无明显的阻塞系统;2月19-25日(以下简称过程Ⅱ)在贝加尔湖以北地区有阻塞高压发展维持。两次过程副高较常年同期偏北、显著偏强,与南支槽共同作用有利于暖湿气流向我国中东部地区输送,低层冷空气南下、暖湿空气沿低层冷垫爬升,为大范围雨雪天气提供重要的动力抬升和温度层结条件。(2)过程I主要的水汽来源是孟加拉湾北部的偏西风输送,过程Ⅱ来自西北太平洋的水汽输送贡献更大,且江南地区整层水汽辐合强于过程I。(3)副高偏北的原因可能是受到来自西非至北欧一带对流层中高层Rossby波能量在中纬度和副热带地区向下游传播的影响。(4)发生在2月第3候前后的平流层极涡下传可作为过程Ⅱ寒潮活动的前兆信号,平流层极涡下传超前于对流层,可为冬季我国冷空气过程提供预报依据。 展开更多
关键词 低温雨雪冰冻 西太平洋副热带高压 阻塞高压 平流层极涡 ROSSBY波
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Link between Arctic ozone and the stratospheric polar vortex
15
作者 Dingzhu Hu Simin Shi Zhe Wang 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 CSCD 2023年第1期47-52,共6页
利用1980-2020年MERRA-2资料,分析了平流层极涡(Stratospheric polar vortex,SPV)和北极臭氧(Arctic strato-spheric ozone,ASO)的关系,评估了与SPV相关的化学,动力过程在其中的相对作用,结果表明,3月份ASO与同期SPV强度反相关最大.SPV-... 利用1980-2020年MERRA-2资料,分析了平流层极涡(Stratospheric polar vortex,SPV)和北极臭氧(Arctic strato-spheric ozone,ASO)的关系,评估了与SPV相关的化学,动力过程在其中的相对作用,结果表明,3月份ASO与同期SPV强度反相关最大.SPV-ASO二者反相关与平流层剩余环流(Brewer-Dobson circulation,BDC)变化密切相关.强SPV伴随的北极平流层低温条件和行星波向上传播减弱,导致BDC减弱,减弱的BDC下沉支将低纬度平流层上层臭氧含量较低的空气输送到北极平流层低层,从而导致ASO减少.BDC垂直速度在其中起主导作用. 展开更多
关键词 臭氧 平流层极涡 剩余环流 年际变化
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Subseasonal predictability of the transition of the stratospheric polar vortex:A case study in winter 1987/88
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作者 Qi Shan Ke Fan 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 CSCD 2023年第2期28-34,共7页
平流层极涡作为冬季次季节尺度上一个重要的可预测性来源,其强度在1987/88年冬季表现为1979-2019年最显著的转折,即在前(后)冬极端偏弱(强),因此在本文中选取这一个例研究了该年冬季平流层极涡在次季节尺度上的可预测性,结果表明弱极涡... 平流层极涡作为冬季次季节尺度上一个重要的可预测性来源,其强度在1987/88年冬季表现为1979-2019年最显著的转折,即在前(后)冬极端偏弱(强),因此在本文中选取这一个例研究了该年冬季平流层极涡在次季节尺度上的可预测性,结果表明弱极涡和强极涡事件的预测与模式能否准确预测上传行星波的强度紧密相关,同时,发现前期对流层欧亚遥相关波列可能是弱极涡事件发生的关键预兆信号.此外,模式对平流层极涡强度和北大西洋涛动预测误差之间存在显著正相关关系,表明模式减少平流层极涡的预测误差可能可以提高北大西洋涛动及相关对流层气候预测. 展开更多
关键词 平流层极涡 转折 可预测性 次季节预测
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2008年1月乌拉尔阻塞高压异常活动的分析研究 被引量:51
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作者 李崇银 顾薇 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第5期865-874,共10页
不少研究已经表明,乌拉尔阻塞高压的持续活动对2008年1月中国南方雨雪冰冻灾害的发生有重要作用。本文针对2008年1月乌拉尔阻塞高压的异常,利用NCEP再分析逐日环流资料、哈德莱中心的海温资料等,从对流层北极涛动(AO)、平流层极涡(PV)... 不少研究已经表明,乌拉尔阻塞高压的持续活动对2008年1月中国南方雨雪冰冻灾害的发生有重要作用。本文针对2008年1月乌拉尔阻塞高压的异常,利用NCEP再分析逐日环流资料、哈德莱中心的海温资料等,从对流层北极涛动(AO)、平流层极涡(PV)以及海温异常等几方面,对2008年1月乌拉尔阻塞高压异常产生的原因进行了分析研究。结果显示,虽然从以往多年情况来看,前期AO及平流层极涡的异常很可能会导致其后乌拉尔阻塞高压发生异常,然而就2008年1月的情况而言,2007~2008年冬季对流层AO和平流层极涡的异常都不能成为异常乌拉尔阻塞高压产生和偏强的原因,因为它们的关系与多年存在的长期关系相反。进一步的分析研究则显示,2007年12月和2008年1月赤道太平洋的LaNin~a事件也对乌拉尔阻塞高压的活动没有明显影响;而北大西洋海温正异常,尤其是北大西洋副热带海温正异常的存在,是2008年1月乌拉尔阻塞高压持续的重要外强迫因素。 展开更多
关键词 乌拉尔阻塞高压 涛动 平流层极涡 LA Nia 北大西洋副热带海温异常
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Reversal of monthly East Asian winter air temperature in 2020/21 and its predictability 被引量:2
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作者 Hongqing Yang Ke Fan 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 CSCD 2022年第1期42-48,共7页
In this study,the reversal of monthly East Asian winter air temperature(EAWT) in 2020/21 and its predictability were investigated.The reversal of monthly EAWT in 2020/21 was characterized by colder temperatures in ear... In this study,the reversal of monthly East Asian winter air temperature(EAWT) in 2020/21 and its predictability were investigated.The reversal of monthly EAWT in 2020/21 was characterized by colder temperatures in early winter(December 2020 to mid-January 2021) and warmer temperatures in late winter(mid-January to February 2021).Results show that the reversal in the intensity of the Siberian high(SH) also occurred between early and late winter in 2020/21.In early winter,as the Barents-Laptev sea ice in the previous September(i.e., in2020) reached a minimum for the period 1981-2020,the SH was strengthaned via a reduction of the meridional gradient between the Arctic and East Asia.In late winter,as a sudden stratospheric warming occurred on 5 January 2021,the stratospheric polar vortex weakened,with the weakest center shifting to North America in January.Subsequently,the negative Arctic Oscillation-like structure shifted towards North America in the middle and lower troposphere,which weakened the SH in late winter.Furthermore,the predictability of the reversal in EAWT in 2020/21 was validated based on monthly and daily predictions from NCEP-CFSv2(National Centers for Environment Prediction-Climate Forecast System,version 2).The results showed that the model was unable to reproduce the monthly reversal of EAWT.However,it was able to forecast the reversal date(18 January 2021)of EAWT at lead times of 1-20 days on the daily scale. 展开更多
关键词 Monthly reversal East Asia Winter air temperature Barents-Laptev sea ice Stratospheric polar vortex Siberian high PREDICTABILITY
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Sub seasonal variations of weak stratospheric polar vortex in December and its impact on Eurasian air temperature 被引量:1
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作者 PENG Cheng FAN Ke DAI Haixia 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 CSCD 2019年第5期369-375,共7页
Weak stratospheric polar vortex(WPV)events during winter months were investigated.WPV events were identified as being weakest in December,accompanied by the most dramatic increase in geopotential height over the polar... Weak stratospheric polar vortex(WPV)events during winter months were investigated.WPV events were identified as being weakest in December,accompanied by the most dramatic increase in geopotential height over the polar region.After the onset of a December WPV event,the dynamic processes influencing Eurasian temperature can be split into two separate periods.Period I(lag of 0-25 days)is referred to as the stratosphere-troposphere interactions period,as it is mainly characterized by stratospheric signals propagating downwards.In Period I,a stratospheric negative Northern Annular Mode(NAM)pattern associated with the WPV propagates downwards,inducing a negative NAM in the troposphere.The anomalous low centers over the Mediterranean and North Pacific bring cold advection to northern Eurasia,resulting in a north-cold-south-warm dipole pattern over Eurasia.The zero line between negative and positive temperature anomalies moves southwards during days 5-20.Stratospheric cold anomalies at midlatitudes propagate downwards to high latitudes in the troposphere and contribute to the dipole structure.During PeriodⅡ(lag of 25-40 days),as downward signals from the stratosphere have vanished,the dynamic processes mainly take place within the troposphere.Specifically,a wave train is initiated from the North Atlantic region to northern Europe.The propagation of wave activity flux intensifies a cyclonic anomaly over northern Europe,which brings cold advection to Scandinavia and warm advection to central Asia.Therefore,a northwest-cold-southeast-warm dipole structure occupies Eurasia and migrates southeastwards during this period. 展开更多
关键词 Stratospheric polar vortex weak stratospheric polar vortex events in December subseasonal variability stratosphere-troposphere interaction winter Eurasian air temperature(0-40 days)
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Quasi-biennial oscillation signal detected in the stratospheric zonal wind at 55–65°N 被引量:1
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作者 ZHANG Yu ZHOU Li-Bo 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 CSCD 2016年第3期147-152,共6页
To investigate the impacts of the quasi-biennial oscillation (QBO) on high-latitude circulation and the Arctic vortex, stratospheric zonal wind at 55-65°N is analyzed. The seasonal cycle, solar cycle, and linea... To investigate the impacts of the quasi-biennial oscillation (QBO) on high-latitude circulation and the Arctic vortex, stratospheric zonal wind at 55-65°N is analyzed. The seasonal cycle, solar cycle, and linear trend in the zonal wind at these latitudes are analyzed and removed, and the QBO signal is retrieved from the monthly zonal wind for the period 1979-2014. The zonal wind has a strong decreasing trend in winter, with a maximum decrease (less than -0.35 m s-1 yr-1) occurring within 70-100°E. The zonal wind has an in-phase response of 1.6 m s-1 to the solar cycle, with a maximum within 100-140°E. A clear QBO signal is detected in the zonal wind during the period 1979-2014, with an amplitude of 2.5 m s-1 and a period of 30 months. The latitudinal distribution of the QBO signal is inhomogeneous, with a maximum within 120-180°E and a minimum within 25-45°E. 展开更多
关键词 Quasi-Biennial Oscillation zonal wind Arctic vortex
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