QBO及SSW对准零风层分布的影响探究

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本文使用欧洲中心(ECWMF)提供的分辨率为0.75° ×0.75°的ERA-Interim纬向风场、温度场的月资料及日资料,采用合成分析、小波分析、EOF分析的方法,分析了准零风层的分布情况以及季节、QBO和SSW对准零风层分布的影响。得到的主要结论如下:(1)冬季准零风层在赤道和15° N范围最大,主要处于50hPa左右的高度;春季准零风层主要处于赤道和15° N的平流层高层和低层以及60° N和75° N的平流层高层和中低层;夏季的准零风层主要处于赤道和中高纬的70hPa左右;秋季准零风层在赤道主要位于平流层顶和70hPa左右,在15° N主要位于平流层顶和平流层底以及对流层,在30° N的28km和21km左右各有一条,高纬地区几乎不存在准零风层;(2)准零风层的纬向一致性较好;(3)QBO纬向一致性较好;东风位相比西风位相占优势;周期大约为28.3个月;在20hPa和30hPa分别有一个变化中心;QBO的下传速度大约为每月0.9-1.Okm;(4)从位相上来看,第一位相时,西风扰动处在融入对流层顶平流层下层的西风区的过程中,其上的准零风层大约处于50hPa的高度,平流层高层新的西风扰动正在形成;到了第二位相时,下层的西风扰动已经完全融入西风区,上层的西风扰动已经开始往下传播,其下形成的准零风层大约在10hPa左右的高度;到了第三位相,西风扰动已经发育成熟并进一步向下传播,其上形成的准零风层在10hpP以上,其下形成的准零风层在30hPa-70hPa之间;到了第四位相,西风扰动下传至平流层低层,正在开始融入此高度的西风区,其上的准零风层在30hPa左右,其下的准零风层在100hPa左右;(5)季节对准零风层的影响主要是冬季到夏季由于对流层的热成风变小以及平流层热成风转向,导致夏季平流层变为东风,与其下的西风在高纬度地区形成稳定的准零风层;此外,低纬由QB0形成的准零风层也受到季节的影响:处在同一位相时,春季会比冬季在低纬地区的平流层高层多出一个准零风层,到了夏季,低纬地区的准零风层北半球的部分消失,到了秋季,低纬地区平流层高层的准零风层恢复;(6)SSW事件发生时,原本全部处于西风控制中的冬季平流层会产生东风区域,随着东风区域的生成、发展和消散,东西风边界形成的不稳定准零风层也会随之生成、变化、乃至消失。
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