深冬和春末南支槽结构特征及其可能成因

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南支槽是存在于冬半年(10月至次年5月)的半永久性低压槽,其中1月和5月是南支槽的两个高发期。本文利用一日4次的NCEP/NCAR再分析资料,基于客观识别方法建立近41 a(1979-2019年)的南支槽数据库。利用多种气候统计方法,分析了近41a南支槽的时空分布特征。进一步分别针对深冬(1月)和春末(5月)的气候态和典型南支槽个例,分析了其动力和热力结构差异。最后使用T-N波通量和全型垂直涡度倾向方程等方法,初步揭示了深冬和春末南支槽的可能成因。主要结论如下:(1)冬半年南支槽变化在频次上表现为双峰型,分别在1月(深冬)和5月(春末),而在强度上则为单峰型,即1月为峰值,而5月为谷值,但5月南支槽持续时间更长。就南支槽的频发区域来看,深冬南支槽主要位置偏西,为西部型南支槽,而春末南支槽主要位置偏东,即东部型南支槽。(2)南支槽在深冬和春末的动力和热力结构呈现出不同特征。深冬南支槽为正压结构,位置偏北偏西,涡度强且深厚,槽区上升运动相对较强,低温低湿。而春末南支槽具有一定的斜压性,位置偏南偏东,较为浅薄,槽区上升运动相对较弱,高温高湿。(3)深冬南支槽的成因与西风急流、涡度平流、T-N波通量等动力作用关系密切,而春末南支槽的形成则主要受假相当位温、比湿平流以及降水等热力作用影响。利用全型涡度方程对典型南支槽个例进行定量化诊断分析后发现,所得结论一致。更进一步,通过对南支槽最强个例诊断发现,深冬动力项位置分布与槽区较为吻合,而春末热力项位置分布与槽区较为吻合。
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