【摘要】：亞洲夏季風包含多尺度系統(tǒng),有季風平均環(huán)流,低頻(季節(jié)內振蕩)和高頻(天氣尺度)擾動,并存在明顯的年際變化。過去研究已發(fā)現(xiàn)季風年際變化與大氣外部強迫(如：海溫、積雪等)有關,本論文從大氣能量學的觀點出發(fā),推導出平均動能(mean kinetic energy, MKE)收支方程,定量診斷大氣內部過程(尺度相互作用、加熱-對流反饋等)對南亞和東亞南海夏季風年際變化的貢獻。結果表明：(1)南亞夏季風季風環(huán)流較強的年份,低層MKE的增強可由擾動動能(eddy kinetic, EKE)及平均有效位能(mean available potential energy, MAPE)轉換而來。而高層MKE則主要由MAPE維持,但同時失去能量給EKE,有利高層擾動成長。(2)進一步將南亞夏季風的擾動場分為高頻(天氣尺度擾動)(20天)和低頻(季節(jié)內振蕩)(20-90天)兩部分,分別探討高、低頻擾動與平均環(huán)流不同分量的(散度、渦度、垂直風切)的動能轉換過程對季風環(huán)流增強的相對貢獻,發(fā)現(xiàn)低頻季節(jié)內振蕩擾動與季風平均垂直風切變的相互作用為有利季風強年低層MKE對成長的主要過程。(3)定量比較了大氣外部因子(海溫)和內部因子(尺度相互作用)對南亞夏季風年際變化的相對貢獻,發(fā)現(xiàn)東太平洋海溫年際變化可解釋30%-40%南亞季風環(huán)流強度的年際變化,尺度相互作用可解釋量約為15%-20%,可見季風預報系統(tǒng)不可忽略大氣內部尺度相互作用過程。(4)南海夏季風對流活躍年份,南海南部及中南半島一帶為MKE顯著增強區(qū),此與南亞季風區(qū)西風急流的增強并向東延伸有關；南海北部及西太平洋為氣旋性環(huán)流盤踞,季風槽加深。(5)南海南部MKE增強的能量源自于擾動動量通量與平均環(huán)流的相互作用,南海季風強年時,南海地區(qū)的平均環(huán)流失去較少的動能給擾動場。進一步診斷發(fā)現(xiàn)：MKE正差值主要來自于高頻擾動與季風平均散度的相互作用,低頻季節(jié)內振蕩-平均環(huán)流相互作用對南海南部MKE年際變化的影響較小。(6)南海季風區(qū)對流偏強年,北部季風槽區(qū)MKE的維持來自于大氣熱源和平均上升運動的相互作用,但同時有較多的MKE轉換給擾動動能,利于擾動的成長。因此,南海北部季風槽較強的年份,該區(qū)臺風生成較多,且向北傳播的季節(jié)內振蕩信號較強。目前亞洲季風可預報性偏低的原因之一,可能來自于大氣模式對多尺度系統(tǒng)及其相互作用的模擬能力偏低,因此,本論文的研究成果可改進模式為亞洲季風年際變化預報系統(tǒng)的發(fā)展提供物理基礎。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P425.42

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本文編號：2763251