北半球平流层大气季节内振荡及其与对流层关系的研究

论文摘要

本文利用NCEP/NCAR（1970-1999年）再分析资料集,首先诊断分析了北半球冬半年平流层大气季节内振荡（ISO）的主要时空特征,传播规律,地域分布及其年际变化特征,并与对流层大气的时空特征,传播规律,地域分布和年际变化特征进行了比较。在此基础上,分析并揭示了北半球平流层大气低频变化的主要模态北极涛动（AO）及其一些主要特征,并与对流层AO分布特征作了一些对比。然后从遥相关的角度,研究北半球平流层主要低频波列（遥相关）特征,主要的遥相关型。得到的主要结论如下: 首先本文使用MORLET小波程序分析了北半球冬半年平流层位势高度场和风场,发现其主要变化周期为15-90d。在此基础上,使用了15-90d带通滤波程序得到滤波后的资料,并且加以分析,得到了一系列的结论。北半球冬半年平流层大气ISO在垂直方向上是典型的正压结构,其水平结构特征为:在高纬度地区,北半球冬半年平流层大气季节内振荡在位势高度场上主要表现为纬向1-2波型,并且以纬向1波占优势; 对于中纬度地区,北半球冬半年平流层大气季节内振荡在位势高度场上主要表现为纬向波数2-3; 而在低纬度地区,北半球冬半年平流层大气季节内振荡相对较弱,主要是表现为3-5波,并且以纬向3波占优势。并且平流层大气ISO在水平传播方向上表现出一致西传的特征。通过对大气ISO振荡动能的计算和分析,我们发现平流层大气ISO的地域性特征为:在水平方向上,北半球平流层大气普遍存在大气ISO,只是高纬度地区更显著; 在垂直方向上,北半球平流层大气ISO表现为越往平流层高层高纬度地区ISO越显著,越往平流层低层低纬度地区ISO越不可忽视。并且平流层大气ISO存在显著的年际变化。在了解了平流层大气ISO的一些主要特征后,通过与对流层ISO进行比较,我们发现在中高纬的地区平流层大气ISO与对流层ISO非常的相似,有着许多共同点。其主要的区别在于低纬度地区,并指出造成这一现象的原因可能是由于下垫面的不同和在赤道地区积云对流加热反馈对热带对流层大气ISO的激发作用

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 对流层大气季节内振荡研究概况和进展
• 1.2 平流层大气大气环流研究进展
• 1.3 本论文研究意义
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 资料和计算方法
• 第三章 北半球平流层大气ISO的主要特征
• 3.1 北半球冬半年平流层大气季节内振荡周期
• 3.2 北半球冬半年平流层大气季节内振荡特征
• 3.3 小结
• 第四章 北半球平流层大气ISO与对流层ISO的比较
• 第五章 北半球平流层大气ISO的主要低频模态
• 第六章 北半球平流层主要低频遥相关模态
• 第七章 平流层大气ISO与对流层关系的数值模拟研究
• 7.1 SAMIL模式简介及介绍
• 7.2 平流层大气ISO与对流层关系的数值模拟方案的设计
• 7.3 数值模拟结果和分析
• 第八章 结论和讨论
• 8.1 结论
• 8.2 讨论和进一步工作设想
• 参考文献
• 致谢