北极近地面温度变化与东亚冬季气温的联系

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本文利用NCEP/NCAR月平均和ERA-interim日平均再分析资料以及国家气象信息中心提供的中国站点月平均和候平均气温资料,采用经验正交函数分解(EOF),功率谱分析,相关分析,回归分析,合成分析和t检验等方法,研究了北极近地面温度与东亚冬季气温的联系。探讨了北极近地面温度与中国东部气温在年际尺度上存在的直接和间接联系。结果表明:从1998年开始巴伦支海和喀拉海在冬季迅速增温,并在年际尺度上与中国东部气温存在显著负相关,即北极近地面温度与中国东部气温的直接联系。同时,西伯利亚高压的3个指数-中心强度指数、面积指数和东边界指数,与北极地区近地面温度和中国东部气温有较好的年际关系,体现了西伯利亚高压是联系北极和东亚气候的桥梁,当北极近地面温度升高(降低)时,西伯利亚高压中心强度增强(减弱),面积扩大(缩小),东边界东伸(西退),中国东部气温降低(升高),即北极近地面温度(西伯利亚高压)与中国东部气温的间接(直接)联系。在此基础上,对中国冬季气温与北极近地面温度年际变化关联的机理进行了初步讨论。对2008和2016年初中国中东部冷事件成因的个例分析发现:虽然2008和2016年初热带太平洋海温分别呈现La Ni?a和El Ni?o盛期位相,但北极均偏暖,中国中东部都出现明显冷事件。2008和2016年初均对流层高层中纬度纬向风减弱;中层乌拉尔山阻塞高压增强;低层西伯利亚高压加强。2008和2016年初冷事件和有关的高、中和低层大气环流异常均与北极偏暖有关。同时,ENSO冷/暖位相导致东亚冬季风增强/减弱也对中国中东部冷事件起到调制作用。综上,北极偏暖和ENSO的冷/暖位相分别通过热力和动力叠加/抵消作用首先影响与东亚天气气候密切相关的对流层高、中和低层的大气环流及东亚冬季风的强度和范围,继而导致2008和2016年初冷事件发生,同时也造成这两年冷事件在强度和影响区域上的差异。基于对2008和2016年初中国冷事件成因的分析,初步探讨ENSO和北极偏暖对东亚冬季气温的协同影响。结果表明:对流层低层影响东亚冬季气温的关键系统是西伯利亚高压,对流层中层的关键系统是欧亚阻塞高压和东亚大槽。La Ni?a和巴伦支海和喀拉海偏暖均有利于关键系统增强,进一步促进东亚气温偏低,但两者的作用并不是简单的线性叠加。
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