發(fā)布時間：2020-04-10 08:11

【摘要】：本文提出了一種新的反映中緯度環(huán)流異常的指數(shù)。通過計算逐日指數(shù)場，發(fā)現(xiàn)指數(shù)從正值到負(fù)值的轉(zhuǎn)變可以描述一類偏離緯向流的環(huán)流過程。這一新的指數(shù)是對西風(fēng)指數(shù)(環(huán)狀模指數(shù))的一種發(fā)展。環(huán)狀模指數(shù)揭示的是緯向均勻的高低緯度間的一種遙相關(guān)，這種遙相關(guān)在整個半球尺度普遍的存在著，稱之為北(南)極濤動(AO)或者環(huán)狀摸(Annular mode)。在北半球這種振蕩的遙相關(guān)型還顯示出一定的局地性，NAO指數(shù)指示的就是北大西洋地區(qū)的這種振蕩。然而所有這些指數(shù)所反映的都是半球尺度的或者區(qū)域尺度的緯向均勻模態(tài)。伴隨著這種大尺度指數(shù)的變化，中高緯度60°N～70°N和30°N～40°N兩個遙相關(guān)型的兩個顯著中心之間的55°N附近地區(qū)大氣環(huán)流在不斷的調(diào)整著，通常這一緯度帶是大氣阻塞活躍的地帶。 本文所提出的指示中緯度環(huán)流異常的指數(shù)既著眼于整個緯度帶的普遍情況又能自然的反映出緯度帶上環(huán)流的局地變化特征，通過指數(shù)值的由正到負(fù)的變化體現(xiàn)環(huán)流從接近緯向均勻態(tài)(NAO／AO的高指數(shù)時期)到偏離緯向均勻態(tài)——異常態(tài)(NAO／AO的低指數(shù)時期)的轉(zhuǎn)變。負(fù)指數(shù)能敏感的反映出中緯度55°N附近地帶一類活躍的異常事件，本文稱之為“負(fù)指數(shù)過程”�；钴S在55°N附近的這種偏離緯向流的環(huán)流型在中高緯度普遍存在，它們活動頻度和強度的變化是北半球蹺蹺板型遙相關(guān)支點地帶大氣活動情況的反映。借助于這一指數(shù)本文對中緯度負(fù)指數(shù)環(huán)流及阻塞系統(tǒng)進行了定量化的研究。 本文首先將所有的負(fù)指數(shù)過程作為一個整體，研究了活躍在中緯度的經(jīng)向型環(huán)流過程(負(fù)指數(shù)流型過程)的地理分布、強度、持續(xù)時間、季節(jié)變化、年循環(huán)和長期演變特征。負(fù)指數(shù)過程包含各種時間和空間尺度，其中強度大的一類是比瞬變天氣過程變化緩慢的低頻過程。本文的研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)性負(fù)指數(shù)環(huán)流過程能很好的反映中高緯度阻塞事件，并利用這一指數(shù)定義了新的阻塞客觀指數(shù)。將這一新的阻塞指數(shù)與已有指數(shù)作了比較，指出了這一新的阻塞指數(shù)的優(yōu)越性：負(fù)指數(shù)區(qū)能反映出阻塞的局地特征和強度；通過跟蹤指數(shù)場在某區(qū)域由正到負(fù)再到正的演變過程準(zhǔn)確的指出阻塞的開始、演變過程和結(jié)束；新的阻塞指數(shù)增加了指數(shù)的自由度，能反映等壓面上的二維信息既不同于Dole(1983)的基于點的指數(shù)也不同于通過抽取幾個緯度的信息來反映阻塞的整體特征；新的指數(shù)通過跟蹤負(fù)指數(shù)區(qū)域直接的反映了阻塞空間和時間上的真實過程，而不是通過間接的途徑去反映。本文利用這個新的阻塞指數(shù)的定義對42年中所有阻塞的強度、發(fā)生頻度、季節(jié)變化和長期演變特征等作了全面的統(tǒng)計。 關(guān)于負(fù)指數(shù)過程以及負(fù)指數(shù)定義下的阻塞的統(tǒng)計研究主要得到如下的結(jié)果： (1)負(fù)指數(shù)過程是北半球西風(fēng)帶的一種普遍現(xiàn)象，其發(fā)生有一定的局地聚集性，在某些地區(qū)經(jīng)常發(fā)生而在另一些地區(qū)卻很少發(fā)生。 (2)負(fù)指數(shù)過程的聚集型存在季節(jié)差異：冬春季分布范圍廣，主要分布于東大西洋、歐洲及烏拉爾山地區(qū)和北美沿岸，夏秋季分布范圍縮小秋季最小。只有在亞洲遠(yuǎn)東地區(qū)特殊，該地區(qū)夏季的負(fù)指數(shù)過程最頻繁，其他季節(jié)很少。 (3)對平均振幅和平均持續(xù)時間分布的分析表明，負(fù)指數(shù)過程頻繁發(fā)生的區(qū)域也是長持續(xù)時間大振幅的負(fù)指數(shù)過程存在的區(qū)域。 (4)持續(xù)時間在5天以上的負(fù)指數(shù)過程的分布更加集中，主要分布在幾個活動中心地域附近。 (5)對42年soohPa高度場進行了合成，發(fā)現(xiàn)每一個負(fù)指數(shù)過程的活動中心都 對應(yīng)一個高度場上的典型阻塞流型。 (6)統(tǒng)計了每一個活動中心的負(fù)指數(shù)過程活動日數(shù)得到了每個季節(jié)最頻繁出 現(xiàn)的負(fù)指數(shù)流型場，絕大多數(shù)的負(fù)指數(shù)流型(阻塞)的活動是局地型的， 也就是說負(fù)指數(shù)過程發(fā)生在某地則僅在該地有負(fù)指數(shù)過程出現(xiàn)在北半球 的其他地域沒有同時的負(fù)指數(shù)過程發(fā)生。僅在少數(shù)的情況下，兩大洋地區(qū) 的負(fù)指數(shù)過程同時出現(xiàn)。 (7)負(fù)指數(shù)過程的振幅和活動日數(shù)存在著顯著的季節(jié)變化，振幅冬春季大夏秋 季小，活動日數(shù)的年循環(huán)在不同的區(qū)域有不同的特征。 (8)用新的阻塞指數(shù)統(tǒng)計得到的阻塞日數(shù)的地區(qū)差異和季節(jié)差異:大西洋區(qū)的 平均季節(jié)內(nèi)阻塞日最多。烏拉爾亞洲區(qū)和太平洋北美區(qū)比較，，冬、春、秋 季太平洋北美區(qū)的阻塞日比烏拉爾亞洲區(qū)的阻塞日多，而在夏季烏拉爾亞 洲地區(qū)的阻塞日數(shù)比太平洋北美區(qū)的要多。大西洋歐洲區(qū)，冬、春、夏季 阻塞活動頻繁，秋季阻塞活動最不頻繁。烏拉爾亞洲區(qū)，阻塞活動在夏季 最頻繁，其他季節(jié)都很少。太平洋北美地區(qū)阻塞活動日數(shù)冬夏兩季較多， 秋季最少。 (9)阻塞多年季節(jié)平均振幅冬春季比夏秋季大，只有在烏拉爾亞洲區(qū)夏季阻塞 的振幅較大與冬季振幅相當(dāng)。 (10)對逐年的阻塞數(shù)和平均振幅進行統(tǒng)計得出了阻塞個數(shù)和強度的年變化。發(fā) 現(xiàn)冬季兩大洋阻塞包含顯著的10年周期變化。 利用負(fù)指數(shù)對阻塞關(guān)鍵區(qū)的界定，對阻塞生命循環(huán)中的動力和熱力特征進行 個例分析。分析了阻塞生命循環(huán)中阻塞關(guān)鍵區(qū)和其周圍區(qū)域的流速、渦度的分布 和時間演變特征，還計算了阻塞關(guān)鍵區(qū)及其周圍區(qū)域的渦度和感熱通量的時間演 變。結(jié)果顯示，控制阻塞生命?
【圖文】：

負(fù)指數(shù)區(qū)域的經(jīng)向風(fēng)和緯向風(fēng)，陰影區(qū)是負(fù)指數(shù)區(qū)

0年累計負(fù)指數(shù)事件的地理分布，最外圈緯度是35N(a)一(d)分別為春、夏、秋、冬四個季節(jié)的情況
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：P731.27

【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 刁一娜;Ⅰ.新的阻塞指數(shù)及其應(yīng)用研究 Ⅱ.時間變化的氣象及流場開邊界條件強迫下黃渤東海流場演變的研究的初步工作[D];華東師范大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 柴晶品;北半球冬季阻塞活動長期變化的研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 姜治娜;非線性優(yōu)化方法在阻塞研究中的應(yīng)用[D];中國海洋大學(xué);2004年

本文編號：2621983