【摘要】：為了進(jìn)一步探討不同類型的平流層爆發(fā)性增溫(SSW)事件與北半球冬季寒潮的聯(lián)系,本文使用了歐洲中心ERA-Interim再分析資料對1980年-2018年39年間47次平流層爆發(fā)性增溫過程中的溫度場和風(fēng)場變化以及行星波垂直傳播特征進(jìn)行了分類研究,并重點以2015年冬季和2016年冬季的兩個SSW為例,探討了吸收型和反射型SSW的行星波傳播特征及其與北半球冬季不同地區(qū)寒潮的聯(lián)系。所得主要結(jié)論如下:(1)1980-2019年39年間47次平流層爆發(fā)性增溫事件中有24次吸收型SSW和23次反射型SSW。吸收型SSW事件增溫前期上平流層為非反射狀態(tài)和一致的強(qiáng)西風(fēng)帶,有利于對流層行星波持續(xù)上傳;而反射型SSW事件增溫前期上平流層為反射狀態(tài),同時中高緯度出現(xiàn)明顯的東風(fēng)帶,阻止了行星波的持續(xù)上傳并促進(jìn)其下傳。吸收型SSW事件增溫后期對流層頂行星波垂直活動已上傳為主;而反射型SSW事件增溫后期對流層頂中高緯度地區(qū)行星波垂直活動以下傳為主。SSW通常伴隨著強(qiáng)的次行星尺度擾動(阻高等)并引發(fā)地面寒潮,24次吸收型SSW事件中有8%的事件加強(qiáng)原寒潮,67%的事件轉(zhuǎn)移行星波引發(fā)新寒潮,25%的事件既加強(qiáng)原寒潮又激發(fā)新寒潮;而23次反射型SSW事件中有13%的事件加強(qiáng)原寒潮,65%的事件轉(zhuǎn)移行星波引發(fā)新寒潮,22%的事件既加強(qiáng)原寒潮又激發(fā)新寒潮。(2)2015吸收型SSW所影響的寒潮爆發(fā)在北美地區(qū),持續(xù)時間較長,強(qiáng)度強(qiáng)。原因是上傳的行星波作用通量在平流層建立了大西洋高壓并向下發(fā)展,持續(xù)上傳的行星波使得北美地區(qū)上下游均是穩(wěn)定維持的高壓,深厚(貫穿平-對流層)阻塞下上下游的北風(fēng)引導(dǎo)冷空氣入侵北美;且由于行星波作用通量的不斷上傳使得平流層積累大量波動能量,也使得強(qiáng)阻塞形勢得以長期維持,造成北美寒潮降溫期長且強(qiáng)度強(qiáng)。而2016年反射型SSW所影響的寒潮爆發(fā)在東亞地區(qū),持續(xù)時間較短,強(qiáng)度也弱。是由于反射型SSW的背景使來自對流層歐洲-大西洋地區(qū)的行星波作用通量上傳后很快從平流層下傳回對流層,所以位于平流層阿拉斯加的行星波作用通量向下并東傳至鄰近的烏拉爾山地區(qū),引起小高壓的快速發(fā)展,形成阻塞形勢,而高壓東側(cè)北風(fēng)引導(dǎo)冷空氣南下入侵東亞;且由于行星波上傳后很快下傳,波動能量累積有限,阻塞高壓從發(fā)展到消亡都很快,寒潮降溫持續(xù)時間短,強(qiáng)度也較弱。
【圖文】：

南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文的緯向?qū)ΨQ分量有槽向脊的轉(zhuǎn)變； 而在吸收型 SSW 中心日附近，平流層負(fù) NAM 指數(shù)異常下降至對流層，上平流層赤道至極區(qū)均有西風(fēng)帶減速區(qū)的出現(xiàn)， 中高緯度區(qū)域?qū)α鲗禹斝行遣u旋熱量通量在促進(jìn) SSW 啟動后緩慢變負(fù)，高緯度地區(qū)對流層高層位勢的緯向?qū)ΨQ分量無槽脊轉(zhuǎn)變。

圖 3.1 2015 年 12 月-2016 年 3 月高緯度地區(qū)（60°-90°N）10hPa 溫度異常（單位：K）。將平流層爆發(fā)性增溫分為吸收型爆發(fā)性增溫和反射型爆發(fā)性增溫，是將其與平流層對流層之間的主要動力作用相聯(lián)系，，或許能通過兩類 SSW 過程中不同的行星波傳播特征探究出它們與地面寒潮的聯(lián)系。故我們將這 39 年間的 47 次典型 SSW 事件進(jìn)行吸收型 SSW 和反射型 SSW 的分類。分類方式依據(jù) 2.2.2 節(jié)中 Kodera 所提出的方法，以行星波 1-2 波的 Eddy 波作用通量在中心日附近的特征進(jìn)行分類。同時，由于實際發(fā)生的平流層爆發(fā)性增溫多是行星波1 波主導(dǎo)的 SSW 或 2 波主導(dǎo)的 SSW，而針對兩類行星波主導(dǎo) SSW 的研究結(jié)果顯示，不同波數(shù)主導(dǎo)的 SSW 在行星波的平對流層垂直傳播中心位置上有明顯不同，所以我們在分類吸收型和反射型的同時，也區(qū)分每次 SSW 的主導(dǎo)波數(shù)。Eddy 波作用通量多描述 2 維的行星波傳播，而 Perlwitz 在 2003 年提出 ReflectiveIndex 的概念[78]，可描述上平流層背景場對行星波傳播的促進(jìn)作用。他指出用 2hPa 和
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P423;P429

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本文編號：2625847