冬季北半球中纬度气旋的统计分析

论文摘要

北半球的中纬度气旋,尤其是海洋上的中纬度气旋,由于输送了大量的水汽和潜热,所以对于北半球的气候系统,有着不可忽视的作用。因此,研究中纬度气旋的统计规律,有利于提高中长期的天气预报的准确度。首先,本文在对前人的气旋示踪方法做了适当的改动,并使用了欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）的ERA-40再分析资料对整个北半球的冬季（12月-1月-2月）中纬度气旋做了统计分析,分别分析风暴路径和气旋频数分布,以及中纬度气旋生命周期中的生成期、成熟期和消亡期的活动位置。结果表明在北半球,主要存在两个中纬度气旋活动频繁的区域:北太平洋区域和北大西洋区域。而这两个区域分别对应了两条风暴路径。在北太平洋上,中纬度气旋多生成于西太平洋地区经过太平洋中部,并在这里达到成熟期,最后向东北方向移动,到达阿拉斯加湾地区,并在此消亡;而在北大西洋上,气旋多生成于北美洲东海岸和冰岛附近地区,达到成熟期时,则一般在冰岛附近海面,整个北大西洋上的中纬度气旋多消亡于冰岛附近的洋面,只有相对较少的一部分可以移动到北欧区域。之后,我们分析了北太平洋地区中纬度气旋的生成发展与太平洋年代际振荡（PDO）之间所存在的关系。研究发现PDO的正负位相年,气旋的发生频数以及平均的生命周期长度,基本上相差不大。而在中纬度气旋活动的空间分布上,在PDO的正位相年,中纬度气旋活动最频繁的区域,主要集中在0°到170°W之间,另外,阿拉斯加湾海域也是气旋活动频繁的区域之一;而PDO的负位相年,中纬度气旋的活动中心,则主要集中在180°经线以西,一直到东经160°附近。而接下来对于斜压带位置的分析,则证明在PDO的正位相年,东北太平洋更有利于中纬度气旋的在的发展;而在PDO的负位相年,则是白令海附近的区域更有利于气旋的发展。这也说明了上面我们得到的统计结论——PDO正位相年气旋活动中心偏东,而PDO负位相年气旋活动中心则偏西。最后我们分析了北大西洋中纬度气旋生成发展与北大西洋涛动（NAO）之间所存在的关系。研究发现NAO正位相年,风暴路径要明显的强于负位相年,并且风暴路径的出口区域几乎到达了北欧地区。对于中纬度气旋的分布情况分析则表明,在NAO负位相年中,几乎没有气旋能向东移动越过20°W经线;但是在NAO正位相年中,却有接近1/3的气旋是在挪威海区域消亡的（10°W-10°E之间区域）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪言
• 1.1 引言
• 1.2 国内、外研究现状
• 1.2.1 气旋发展理论研究概述
• 1.2.2 气旋发展的统计研究
• 1.3 本文拟解决的问题以及本文的结构
• 1.4 本文所用 ECMWF 资料简介
• 第二章 北半球中纬度气旋的气候特征
• 2.1 引言
• 2.2 气旋的定义以及气旋示踪方法
• 2.2.1 前人的气旋定义和示踪方法
• 2.2.2 本文采用的气旋定义和示踪方法
• 2.3 北半球中纬度气旋的空间特征
• 2.3.1 北半球气候态的风暴路径
• 2.3.2 区域的划分
• 2.3.3 中纬度气旋活动频数的长期统计
• 2.3.4 气候态的大气环流形势
• 2.4 本章小结
• 第三章 北太平洋冬季气旋活动与 PDO 的关系
• 3.1 引言
• 3.2 太平洋年代际振荡（PDO）简介
• 3.3 PDO 与北太平洋的风暴路径
• 3.4 PDO 与北太平洋气旋活动的频数
• 3.5 大尺度环流场的合成
• 3.5.1 对流层底层的大气环流
• 3.5.2 对流层中层的大气环流
• 3.6 斜压性的计算
• 3.7 本章小结
• 第四章 北大西洋冬季中纬度气旋活动与 NAO 的关系
• 4.1 引言
• 4.2 北大西洋涛动（NAO）简介
• 4.3 NAO 与北大西洋的风暴路径
• 4.4 NAO 与北大西洋气旋活动的频数
• 4.5 北大西洋的大尺度环流形势
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 主要研究成果与结论
• 5.2 未来工作的展望
• 参考文献
• 附表和附图
• 致谢