【摘要】：歐亞關(guān)鍵區(qū)阻塞高壓(簡稱:阻高)是影響我國天氣氣候的重要天氣系統(tǒng)之一,其活動異常往往會導(dǎo)致高溫、洪澇、冰凍等極端天氣氣候事件,對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生極大的威脅。本文使用1979-2017年的再分析數(shù)據(jù),借助國際上通用的TM方法及客觀分析法檢索阻高,系統(tǒng)研究阻高的氣候統(tǒng)計(jì)特征;探究其與主要的內(nèi)部因素(超長波波動)及外強(qiáng)迫(兩類ENSO)的關(guān)系;最后對與我國冬季天氣氣候有緊密聯(lián)系的烏山阻高進(jìn)行熱、動力特征診斷。主要結(jié)論如下:(1)冬季烏拉爾山(簡稱:烏山)及鄂霍次克海(簡稱:鄂海)地區(qū)是阻高多發(fā)區(qū),貝加爾湖(簡稱:貝湖)地區(qū)阻高頻次相對較少,“雙阻型”是中緯度大氣環(huán)流的主要形勢。烏山及鄂海阻高平均持續(xù)時間偏長,約為6.6天,貝湖的只有4.9天。整體來說,無論從阻高累積天數(shù)、累積頻次,還是平均持續(xù)時間冬季烏山、貝湖、鄂海地區(qū)阻高均在1979-2005年呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢,尤其在1990s年代以來更為明顯,但近10年阻高有增多增強(qiáng)的趨勢。烏山及鄂海地區(qū)阻高累積天數(shù)呈現(xiàn)明顯的年際周期變化,貝湖地區(qū)阻高的周期變化不顯著。烏山阻高在1980年代初到1990年代末有明顯的4~6年變化周期,鄂海阻高的5~7年變化周期在20世紀(jì)80年代末到21世紀(jì)初較活躍。(2)東太平洋La Ni?a冷事件(Eastern Pacific-La Ni?a,簡稱:EP-LN)會致歐亞地區(qū)瞬時阻高偏多,暖事件(Eastern Pacific-El Ni?o,簡稱:EP-EN)會使瞬時阻高偏少。但是烏山(60°E)以西及鄂海(140°E)以東瞬時阻高受中太平洋El Ni?o事件(Central Pacific-El Ni?o,簡稱:CP-EN)影響較大,致阻高偏多。EP-LN事件及中太平洋冷事件(Central Pacific-La Ni?a,簡稱:CP-LN)使烏山阻高事件持續(xù)時間分別偏多28%、25%,但會造成鄂海阻高偏少。EP-EN及CP-EN事件會使鄂海阻高生命期偏長14%,18%,但會造成烏山阻高生命期偏短。冬季,當(dāng)EP-EN事件發(fā)生時,烏山及鄂海地區(qū)位勢高度(Geopotential Height,簡稱:GPH)有負(fù)異常,阻高偏弱;當(dāng)發(fā)生EP-LN事件時,烏山及貝湖西部偏北地區(qū)500hPa上GPH有正異常,阻高偏多;當(dāng)發(fā)生CP-EN事件時,歐亞3個關(guān)鍵區(qū)GPH都有不同程度的偏強(qiáng),說明CP-EN事件利于阻高的生成;在CP-LN事件下,烏山及貝湖地區(qū)GPH偏高,這為阻高的發(fā)生、發(fā)展提供良好的條件。(3)北半球中緯度地區(qū)1-8波波譜比重在0.93-0.96變化,其中1-3波波譜比重超過0.5,表明1-3波(超長波)是大氣運(yùn)動中最主要的組成部分。1-8波和1-3波的波譜比重均有準(zhǔn)2個月的周期變化,且冬季較夏季振蕩更為顯著。當(dāng)1-3波波譜比重偏強(qiáng)時,烏山地區(qū)GPH明顯偏低,貝湖地區(qū)的偏高,鄂海地區(qū)GPH變化不明顯;反之,鄂海地區(qū)GPH偏強(qiáng),其他兩個區(qū)域GPH變化不顯著。當(dāng)60°N上1-3波波譜比重異常時,GPH異常表現(xiàn)更為突出。60°N上1波振幅與烏山阻高指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系,與鄂海的呈負(fù)相關(guān),但是3波振幅與烏山阻高指數(shù)呈負(fù)相關(guān),與鄂海的呈正相關(guān)。當(dāng)烏山阻高持續(xù)時間從4天增加至7天時,30°N上1波振幅增加,2波振幅減小。阻高年均生命期由4天增加至7天時60°N上1波、2波振幅增加了43%,1.86倍。但冬季烏山阻高生命期由4天增加至7天時,1波振幅縮小了25%,2波振幅從112gpm增加至130gpm。2波振幅的激增可能會導(dǎo)致烏山阻高持續(xù)時間變長。(4)針對冬季烏山阻高整個生命期的熱動力特征診斷顯示:在“Day-3”前,中緯度定常溫度T*隨著高度的增加在減小,并沿著阻高南緣向下輸送。在“Day-3”前中緯度對流層中定常熱量通量{v*T*}呈“啞鈴狀”分布。同時20°-70°N區(qū)域均被正的(向北)定常動量通量{u*v*}控制,2個極大值中心分別位于30°N,250hPa和55°N,300hPa。從“Day-3”至“Day 0”,中緯度地區(qū)400hPa以下溫度梯度減小致熱成風(fēng)減小,進(jìn)而中緯度西風(fēng)氣流減小。同時在中緯度對流層中層出現(xiàn)負(fù)的(向南){v*T*}輸送,這樣在中緯度有熱量的輻合,為阻高的建立提供了足夠的熱量。同時在中緯度有大量{u*v*}向北輸送,最大值中心位于55°N附近,70°N以北{u*v*}是向南輸送的,所以在70°N有動量通量的輻合,這有助于極鋒急流的加強(qiáng)。熱量通量的輸送導(dǎo)致中緯度溫度梯度減小,西風(fēng)氣流減弱,中緯度定常動量通量向北輸送為極鋒急流提供能量。至“Day+3”高層冷空氣已經(jīng)輸送至地面使西伯利亞高壓(Siberian High,簡稱:SH)加強(qiáng),對流層中層向赤輸送的定常熱量通量消失,同時動量通量迅速減小有恢復(fù)至平常態(tài)的趨勢。在500hPa上烏山阻高在“Day 0”定常熱量、動量通量異常輸送的方向是向北的,崩潰時輸送方向是向南的,并且在熱量通量異常輸送中非線性作用起主要作用,但在定常動量通量異常輸送中線性及非線性作用都很重要。
【圖文】：

塞及阻塞事件，分析其空間分布特征，及阻高累積時間、累積頻次和平均持續(xù)時間的年際、年代際變化等信息。3.1 阻高的空間分布特征利用T&M方法可以檢索出瞬時阻塞及阻塞事件，它們同樣對天氣、氣候有重要影響，均值得我們細(xì)細(xì)研究。圖3-1分別展示了平均每個冬季瞬時阻塞的累積天數(shù)及阻高指數(shù)沿經(jīng)度的分布情況。從圖3-1a中我們發(fā)現(xiàn)40°-70°E和120°-160°E是瞬時阻塞多發(fā)區(qū)，累積天數(shù)最高分別可達(dá)到7天，4天，并且發(fā)現(xiàn)在60°E（烏山附近）有1個極大值，平均每個冬季瞬時阻塞在該地區(qū)的累積天數(shù)高達(dá)6天。80°-120°E是瞬時阻塞的低發(fā)區(qū)，累積天數(shù)在100°E達(dá)到最小值0.3天�？傊�，烏山（40°-80°E）及鄂海（120°-160°E）地區(qū)是瞬時阻塞的多發(fā)區(qū)，貝湖（80°-120°E）是瞬時阻塞的低發(fā)區(qū)，在接下來研究3個地區(qū)阻高事件時也會得到類似的結(jié)論。從圖3-1b中我們可以看到烏山、鄂海地區(qū)的阻高指數(shù)明顯偏大，貝湖阻高指數(shù)較小，，而且鄂海地區(qū)阻高指數(shù)在整個冬季都存在并且偏大，但是烏山地區(qū)的主要集中在一月中旬至二月末。

阻高活動相對頻繁，60年代中期阻高活動較少，鄂海地區(qū)阻高活動20世紀(jì)末有下降趨勢。為了彌補(bǔ)之前研究資料的空白，我們分別研究了歐亞3個關(guān)鍵區(qū)冬季阻高累積天數(shù)、累積頻次在1980s、1990s、2000s的變化。從圖3-2中我們發(fā)現(xiàn)冬季烏山地區(qū)阻高累積天數(shù)在80年代較多有120天，到90年代驟減至80天左右，00年代的與90年代的相差不多。貝湖地區(qū)阻高在80年代約為30天，到90年代有所增加至50天，00年代最少僅為5天左右。鄂海地區(qū)阻高的累積天數(shù)在90年代約為100天，比同期烏山的少，至90年代阻高累積天數(shù)增加至115天，00年代驟減至50天�？偨Y(jié)一下，從90年代開始?xì)W亞3個關(guān)鍵區(qū)冬季阻高的累積天數(shù)都有不同程度的減少。圖3-2 歐亞3個關(guān)鍵區(qū)阻高累積天數(shù)的年代際變化（圖a：烏山地區(qū)
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P461.2

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本文編號：2636942