不同时间尺度系统扰动动能特征分析

论文摘要

利用1958~2006年NCEP/NCAR再分析资料,研究了不同时间尺度系统扰动能量在风场和位势高度场的全球分布。利用正交经验函数(EOF)分解,研究了天气尺度和季节内尺度系统扰动能量全球分布的时空变化。在研究不同时间尺度系统扰动能量的全球分布时,使用各尺度时间扰动能量与总气候扰动能量的比值。使用百分比值进行全球扰动能量分布研究,比较了不同地区间各时间尺度系统扰动能量的差异和各时间尺度系统在气候变化所起作用的大小。不同尺度系统扰动能量在全球的分布特征各不相同,反映了大气环流的不同特点。天气尺度系统扰动能量在风场和位势高度场850hPa和200hPa的活跃于中高纬地区,热带地位地区相对较小,并且风场计算的扰动能量百分比分布与位势场扰动能量百分比分布存在一定的对应关系。分布特征显示天气尺度扰动动能的分布与高空时间平均槽脊的位置有一定的联系。季节内尺度系统扰动能量百分比在850hPa风场最大值区位于孟加拉湾地区及两半球暖热带暖水区;200hPa风场最大值区位于高纬地区和偏离赤道的低纬地区;850hPa位势高度场的大值区主要位于北半球的高纬度和南半球的中纬度海域;200hPa位势高度场上大值区主要位于北半球的高纬地区,和南半球的南美南部海域。这些分布特征既与已有的研究结论相符,也有不同。年际尺度系统扰动能量百分比在全球风场和位势高度场主要位于热带低纬地区。在850hPa风场上最大值区位于热带中太平洋地区,次大值区位于非洲东部;在200hPa风场上最大值区也位于热带中太平洋,但范围比850hPa相比要向东延伸;在850hPa位势高度场上最大值区位于印度尼西亚地区;200hPa位势场最大值区位于热带东太平洋地区,并且是全球850hPa和200hPa风场和高度场年际尺度系统能量最高的区域。年代际尺度系统扰动能量在全球风场和位势高度场也活跃于热带低纬地区。与年际时间尺度不同的是,在850hPa风场上最大值区位于非洲东部地区;在200hPa风场最大值区位于热带东太平洋地区; 850hPa位势高度场最大值区位于非洲东部地区;200hPa位势高度场最大值区位于印度尼西亚地区,次大值区位于热带大西洋地区,从热带对流加热激发球面行星波动影响气候变化的角度,热带海洋年际与年代际时间尺度对流加热对气候变化影响的空间分布具有明显的差别。对天气尺度和季节内尺度天气系统扰动能量百分比进行EOF分析发现,其空间变化大体与多年平均态基本一致,并具有年际周期,表明年际时间尺度的变化对天气尺度与季节内尺度系统的影响是明显的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 当代气候学研究
• 1.2 不同时间尺度系统的研究
• 1.3 小结
• 第二章 资料与方法
• 第三章 天气系统多年平均扰动能量的全球分布特征
• 第四章 天气尺度系统扰动能量百分比全球分布特征
• 第五章 季节内尺度系统扰动能量百分比全球分布特征
• 第六章 年际尺度系统扰动能量百分比全球分布特征
• 第七章 年代际尺度系统扰动能量百分比全球分布特征
• 第八章 不同尺度系统扰动能量百分比的时空变化特征
• 8.1 850hPa 天气系统扰动动量百分比的时空变化特征
• 8.2 200hPa 天气系统扰动能量百分比的时空变化特征
• 8.3 本章小结
• 第九章 结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历