【摘要】：本文利用1948 2013年的NCEP/NCAR再分析資料分析了環(huán)球遙相關(guān)(the Circumglobal Teleconnection,下文簡(jiǎn)稱為CGT)和絲綢之路遙相關(guān)(the Silk Road Pattern,下文簡(jiǎn)稱為SRP)的聯(lián)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在歐亞大陸范圍內(nèi)CGT和SRP在時(shí)間和空間上都具有顯著相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為-0.68和-0.95。利用偏相關(guān)方法從CGT中去除SRP的影響后,CGT在歐亞大陸上不存在,而從SRP中去除CGT的影響后,SRP在歐亞大陸上依然維持。這表明CGT和SRP代表的是北半球夏季中緯度歐亞大陸上的同一個(gè)遙相關(guān)波列,但CGT依賴于SRP而存在,它只是SRP的一部分,而SRP相對(duì)獨(dú)立。南亞高壓是北半球夏季對(duì)流層高層的反氣旋系統(tǒng),它強(qiáng)大且穩(wěn)定。南亞高壓的年際變化包括西北-東南向偏移、東西向偏移和南北向偏移。通過分析發(fā)現(xiàn)南亞高壓的三類移動(dòng)方式對(duì)大氣環(huán)流的影響完全不同,引起的遙相關(guān)波列形態(tài)也具有明顯的差異。東西向偏移可以引起與CGT高度相似的遙相關(guān)波列,表現(xiàn)在位勢(shì)高度場(chǎng)和經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)上尤其明顯。南北向偏移引起的遙相關(guān)波列表現(xiàn)為南北偶極型,并且主要分布在亞洲大陸上,這在位勢(shì)高度場(chǎng)和緯向風(fēng)場(chǎng)上最清楚。南亞高壓西北-東南向偏移綜合體現(xiàn)了南亞高壓的經(jīng)向偏移和緯向變動(dòng)特征,引起的大氣遙相關(guān)波列結(jié)構(gòu)清晰,與CGT之間也存在著更密切的聯(lián)系。在空間分布上,南亞高壓西北-東南向偏移引起的遙相關(guān)波列與CGT具有很強(qiáng)的相似性,特別是在60°E以東的區(qū)域,分布結(jié)構(gòu)基本一致,位相相反;在時(shí)間變化上,兩個(gè)遙相關(guān)波列指數(shù)的時(shí)間序列也具有很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-0.70。利用偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),南亞高壓西北-東南向偏移對(duì)CGT的東傳有重要作用,尤其是90°E以東的部分。由于南亞高壓是聯(lián)結(jié)印度夏季降水和東亞夏季降水的紐帶,去除南亞高壓西北-東南向偏移的影響,實(shí)質(zhì)上是去除了印度和東亞夏季降水的共同貢獻(xiàn)。進(jìn)一步的數(shù)值試驗(yàn)表明,東亞夏季降水釋放的潛熱在對(duì)流層高層激發(fā)出與CGT負(fù)位相空間結(jié)構(gòu)一致的遙相關(guān)波列。這表明CGT的產(chǎn)生不僅與印度夏季降水有關(guān),也與東亞夏季降水有密切聯(lián)系,CGT的維持和傳播離不開這兩個(gè)季風(fēng)區(qū)降水釋放的潛熱。為了分析全球海表溫度和海冰對(duì)遙相關(guān)波列的貢獻(xiàn),論文還利用ECHAM5模式開展了一組數(shù)值試驗(yàn):即氣候態(tài)AMIP2全球海表溫度和海冰資料驅(qū)動(dòng)的CT試驗(yàn)和1958 1999年逐月AMIP2全球海表溫度和海冰資料作為外強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)的RT試驗(yàn)。對(duì)比發(fā)現(xiàn),CT試驗(yàn)中CGT、SRP以及與南亞高壓西北-東南向年際偏移相關(guān)的遙相關(guān)波列在歐亞大陸上波列結(jié)構(gòu)清晰,但是東亞及下游地區(qū)波列非常弱;在RT試驗(yàn)中,三個(gè)波列在歐亞大陸及下游地區(qū)結(jié)構(gòu)明顯,呈現(xiàn)出顯著的環(huán)球性特征。造成這種差異的原因是,RT試驗(yàn)中,西北太平洋關(guān)鍵區(qū)的水汽輻散增強(qiáng),導(dǎo)致該區(qū)域的降水偏少,釋放到大氣中的凝結(jié)潛熱是負(fù)異常,有利于CGT的加強(qiáng),并從東亞傳播至北太平洋,甚至到達(dá)北美洲大陸。同時(shí)數(shù)值試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),全球海表溫度和海冰對(duì)歐亞大陸范圍內(nèi)CGT和SRP的關(guān)系影響較小,二者關(guān)系穩(wěn)定,這與再分析資料中的統(tǒng)計(jì)分析一致。
【圖文】：

1. NCEP/NCAR 再分析資料中（a）CGTI，（b）SRPI 和（c）SAHI 回歸的 200 hPa 位場(chǎng)上的分布圖（陰影；單位：gpm），黑點(diǎn)代表 t 檢驗(yàn)值超過 95%顯著性水平的區(qū)域。比較波列的空間分布結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn) NCEP/NCAR 和 ERA-40 這兩套再分析資料得結(jié)構(gòu)更加接近，活動(dòng)中心位置基本一致（圖 2.1 和 2.2），只是 NCEP/NCAR（圖 2.1.a）在北大西洋和北美洲上空的活動(dòng)中心強(qiáng)度略強(qiáng)于 ERA-40（圖 2.圖 2.1.b）在俄羅斯東海岸和北美洲東部上空的活動(dòng)中心也略強(qiáng)于 ERA-40 中 2.2.b）；與南亞高壓西北-東南向年際移動(dòng)相關(guān)的波列在這兩套再分析資料中一致（圖 2.1.c 和圖 2.2.c）。利用 ERA-20C 再分析資料（圖 2.3）得到的 CG2.3.a）相較于另外兩套資料中的結(jié)果在東歐的負(fù)活動(dòng)中心變得顯著；SRP（圖2間結(jié)構(gòu)與另兩套資料中的結(jié)果相比差異較大，SRP 的活動(dòng)中心都集中分布在歐，北大西洋、北太平洋以及北美洲上空的活動(dòng)中心沒有得到很好的呈現(xiàn)；與南

ERA-40再分析資料中（a）CGTI，（b）SRPI和（c）SAHI回歸的200hPa位勢(shì)高度場(chǎng)上的分布圖（陰影；單位：gpm），，黑點(diǎn)代表t檢驗(yàn)值超過95%顯著性水平的區(qū)域
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P421.31

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本文編號(hào)：2680101