中纬度西北太平洋海气相互作用研究

论文摘要

平均而言,西北太平洋副热带高压（简称副高）由冬到夏存在两次北跳,冬季副高脊线一般位于15oN附近,随着季节的转换脊线慢慢北移,到6月中、下旬,脊线迅速北跳,稳定于20o～30oN[1-2]（陶诗言,1963;张庆云,1999）。但每年副高的移动速度、东西伸展程度和强度差别较大,造成我国东部雨带分布的异常。如2005年夏季,副高脊线位置从5月下旬到6月底异常偏南,稳定在12o～17oN,与此同时,在台湾以北、黑潮及其延伸海域以及日本海等中纬度海面出现异常冷海温;由于副高偏南,造成6月江南多雨;6月中旬开始陆上华北、东北南部温度较常年同期偏高,日本海和北黄海SST出现正距平,6月26日副高突然北跳至25oN以北,淮河流域出现持续暴雨,长江中下游几乎空梅。因此,弄清影响副高异常的主要因素,探讨其影响过程成为人们关注的热点。本文通过气候和2005年个例分析,研究中纬度西北太平洋海表面温度异常与副高位置异常的关系,以期对副高预测有所裨益。本文采用NOAA1982～2005年SST资料、OLR资料,NCEP2 1982～2005年再分析逐日等压面资料,2005年NCEP2再分析日平均地表感热、潜热通量、温度、相对湿度资料,国家气象中心提供的1982～2005年副高脊线数据。采用奇异值分解方法（SVD）对1982～2005年逐候SSTA场和500hPa位势高度场进行同期、大气超前海洋、大气滞后海洋的分析,确定中纬度西北太平洋海气相互作用的关键区;利用小波分析对关键区海温和副高脊线进行周期分析,深入了解研究区域海温和副高脊线的年际、年代际变化特征;通过关键区海温与500hPa位势高度距平场的相关分析,研究中纬度西北太平洋SST异常与副高位置异常的关系;针对2005年夏季关键区SST异常与副高脊线位置异常开展海气相互作用物理量分析和大气环流分析,探讨关键区SST异常对副高位置异常的可能影响过程。SVD分析发现前三个模态解释总协方差平方和的贡献达到了70%以上,基本反映了海洋和大气协同变化特征,且大气对海洋的影响主要反映在第一和第二模态,而海洋对大气的影响以第一模态为主;前三个模态SSTA场均表现出在20o～135oN,120o～165oE相关较高,因此确定该区域为中纬度西北太平洋海气相互作用的关键区。分析表明关键区SST受到当地位势高度场异常、北方的冷空气活动、大气中的槽脊波动、东亚夏季风以及西北太平洋副热带高压等天气系统的活动的影响。关键区异常冷（暖）的SST将使得局地气压降低（升高）,产生气旋（反气旋）性环流,促进（抑制）对流发展,而强烈的对流潜热释放,会使SST南侧副热带高压得以发展并静止少动,这也使得副高以北的西南暖湿气流得以维持,从而使得关键区的对流性降水继续.这样也就构成了一个简单的正反馈。本文创新:使用SVD分析确定了中纬度西北太平洋海气相互作用的关键区;通过相关分析和物理量的诊断分析,基本弄清影响关键区SST异常的因素以及关键区SST异常对当地高度场和副高的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 关于西北太平洋副热带高压研究现状
• 1.2 黑潮海域和北太平洋SST 异常与大气的相关研究
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 中纬度西北太平洋海气 SVD 分析
• 2.1 方法
• 2.2 第一模态空间、时间分布特征
• 2.2.1 同期相关分析
• 2.2.2 大气超前海洋
• 2.2.3 大气滞后海洋
• 2.3 第二模态空间、时间分布特征
• 2.3.1 同期分布
• 2.3.2 大气超前海洋
• 2.3.3 大气滞后海洋
• 2.4 第三模态空间、时间分布特征
• 2.5 小结
• 第三章 中纬度西北太平洋 SSTA 成因及其与副高的联系
• 3.1 关键区海温变化特征
• 3.1.1 关键区 SST 季节变化
• 3.1.2 关键区 SST 年际、年代际变化特征
• 3.2 关键区SSTA 与500hPa 高度场的相关分析
• 3.2.1 高度场超前关键区 SSTA
• 3.2.2 关键区SSTA 对大气影响的分析
• 3.3 副高脊线位置变化与SSTA 的关系
• 3.3.1 6 月4 候副高脊线位置异常前期的SST 特征
• 3.3.2 关键区 SST 与副热带高压脊线位置的联系
• 3.4 小结
• 第四章 中纬度西北太平洋海气相互作用浅析
• 4.1 海面感热、潜热通量分析
• 4.2 2005 年副热带高压偏南的原因分析
• 4.3 2005 年副热带高压后期突然北跳的可能原因分析
• 4.4 小结
• 第五章 总结和讨论
• 参考文献
• 致谢