印太暖池对平流层的影响和物理机制及其与ENSO的对比

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:turandeji
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
平流层过程对对流层天气过程及全球气候变化有重要影响。以往关于全球海温对平流层的研究大多关注ENSO。印太暖池是全球海表温度最高的区域,它可能对平流层有重要影响,但目前尚未有系统性的研究。  本文首先提出了印太暖池(Indo-Pacific Warm Pool;IPWP)的冷暖事件(IPWP Ni(n)o和IPWP Ni(n)a)的定义,从资料分析入手结合数值模拟诊断分析与印太暖池冷暖事件有关的大气过程造成的平流层环流和温度异常,并进一步研究印太暖池变化引起的与STE有关的异常过程造成的平流层水汽变化的特征和机理。同时,本文将印太暖池对平流层的影响与ENSO比较,揭示了印太暖池对平流层温度和环流影响的重要性,为平流层水汽在过去30年的年际变率提供了新的理解。本文主要结论如下:  (1)发现了印太暖池对平流层温度和环流有显著影响,揭示了印太暖池影响热带外平流层的物理机制。  定义了印太暖池的冷暖位相,分析印太暖池冷暖事件对平流层环流、温度和STE的影响。通过合成分析和数值模拟发现IPWP Ni(n)o和IPWP Ni(n)a均使北半球平流层极涡异常增暖减弱;而南半球极涡在IPWP Ni(n)o事件中减弱,在IPWP Ni(n)a事件中增强。文本进一步利用波流相互作用的原理,解释了印太暖池影响热带外平流层的物理机制,即印太暖池海温异常激发的对流层遥相关波列分别向南北半球中高纬度传播,与气候态行星波相互作用时加强或减弱了上传到平流层的行星波。  (2)揭示了印太暖池在调控平流层水汽年际变率中所起的重要作用,明确其比ENSO更重要。  基于结论(1)中印太暖池对平流层STE的影响,进一步分析印太暖池对平流层低层水汽的年际变率的影响。通过合成分析和数值试验发现,印太暖池冷暖事件能引起对流层项温度东西一致的反位相变化,使其对平流层低层水汽变化的纬向净效应显著。本文指出印太暖池是比ENSO更重要的对平流层低层水汽年际变化的调控因子。并且揭示了赤道行星波在印太暖池区别与ENSO的效应中所起的关键作用。  (3)发现了极端印太暖池事件对平流层影响与普通事件完全不同,与极端ENSO有明显区别,揭示了其较高背景海温场的重要作用。  通过合成分析发现了极端IPWP Ni(n)o对北半球平流层的影响与普通IPWP Ni(n)o事件有显著差异。不像普通IPWP Ni(n)o事件对北极极涡的显著减弱作用,极端IPWP Ni(n)o反而表现为微弱的增强极涡的作用。造成这种不同反馈的原因是从对流层上传到平流层的行星波的变化。极端IPWP Ni(n)o事件激发的Rossby波异常与气候态叠加后几乎不起作用,不能引起上传行星波的异常,所以对极涡的作用很弱。并且本文通过分析极端El Ni(n)o与普通El Ni(n)o引起的平流层差异发现极端El Ni(n)o对北半球冬季平流层的作用与普通El Ni(n)o特征一致,只是引起的反馈更强。对比极端IPWP事件与极端ENSO对北半球平流层的影响可以看出,两者有很明显的区别。这可能是由于IPWP极高的背景海温场造成的。  (4)发现了印太暖池能够通过平流层路径影响到北半球地面气候,说明了印太暖池对北半球季节内预报的潜在价值。  印太暖池引起的平流层温度和环流变化会下传到对流层甚至地面,影响北大西洋和欧亚(NAE)地区的地面气候。IPWP Ni(n)o和IPWP Ni(n)a都能引起北半球平流层极涡异常变暖和绕极急流的减弱,并且能够随着时间向下传播至对流层,使中纬度急流向南移动。它们在对流层中的信号能维持到4月份。说明了印太暖池对NAE地区的季节内预报具有很重要的潜在价值。本文发现普通强度的El Ni(n)o的信号与印太暖池事件相比很弱。El Ni(n)o在很大的强度情况下,即本文中的极端El Ni(n)o事件中才能通过平流层路径影响到对流层,它对NAE地面的影响类似于负位相的北极涛动(AO),并且能持续到来年4月份。这是因为在极端El Ni(n)o,对流层中纬地区有很强的涡动动量通量辐合,这维持了异常减弱的西风,使极端El Ni(n)o的信号在对流层维持更久。
其他文献
今天,我们认真学习刘少奇党的建设理论,结合新时期党的建设的实践深刻领会,在建立社会主义市场经济体制历史条件下加以发展,无疑具有重大现实意义。一、科学阐述了党的一切工作的
本文用NCEP/NCAR再分析资料研究南海季风区热力状况的基本气候特征及其与南海季风的可能联系,分析南海季风爆发前后几周南海海区SST随时间的演变特征和空间分布,并从热力和动力
植物长期适应气候环境的周期性变化,形成与此相对应的生长发育节律,称为植物物候。植物物候是反映气候和环境条件季节和年际变化的最直观、最敏感的生物指标,可以反映陆地生态系
我国地域辽阔,气候复杂多变,在全球变暖的背景下研究中国近百年来的气候变化具有重要的意义。本文利用根据史料插补完整的1880-2004年中国东部71站的四季气温、降水量资料和500
本文首先检验了GRAPES_TCM(GT)的路径预报性能。然后基于GT对热带气旋路径集合预报技术进行了初步研究,包括考察斜压模式中初始涡旋位置的不确定性对路径预报的影响,及设计试验
西北太平洋是全球热带气旋最为活跃的地区,平均每年约有25.7个台风生成。台湾位于西北太平洋,正好坐落在台风路径的关键区内。由于台湾尤其是中央山脉地区的地形高耸陡峭,复杂多
本文主要研究了东亚冬季风的年际、年代际变化的基本特征及与其相联系的冬季风系统和海表温度的变化,并分别在年际和年代际尺度上讨论了东亚冬季风与北极涛动和准定常行星波的
学位
本论文在总结前人对南亚高压研究成果的基础上,分析了南亚高压的基本特征和活动规律,根据南亚高压不同的特征定义了能够更全面刻画南亚高压特征的多个指数,利用1 9 5 8~2 0 0 6年
本项工作围绕副高五个特征指数展开,分析了主汛期副高对中国降雨的影响,同时对前期海温异常与主汛期副高特征指数的关系进行了研究。在此基础上,总结了海温一副高联合机制对中国
云中冰晶的微物理过程对云的辐射属性和降水的形成有重要的影响。与冰晶有关的微物理过程主要包括冰晶的核化、水汽的凝华,云滴与冰晶的碰并、冰晶的聚合与沉降、冰晶的繁生、