冬季北半球極渦一組環(huán)流指數(shù)在氣候研究中的應(yīng)用.pdf

1、本文利用1948～2010年NCEP／NCAR的500～10hPa位勢高度場再分析資料,定義了冬季(12～2月)和12、1、2月逐月北半球極渦的面積(S)、強度(P)和中心位置(λc,φc)的三種環(huán)流指數(shù),求得了它們的1948／49-2009／10年62年序列。初步分析了冬季北半球極渦的氣候及異常特征,及其與北極海冰面積、海溫(SST)變化及全球氣溫的關(guān)系。主要結(jié)論:
　　 (1)北半球冬季500～10hPa極渦在垂直高度上(共

2、12層)的季、月氣候態(tài)和異常態(tài)變化規(guī)律各有不同。極渦面積和強度在不同高度上的變化不同,最大值出現(xiàn)的時間也存在著差異,二者相關(guān)性不好,為兩個相對獨立的指數(shù)。極渦面積和強度的年代際變化趨勢上下層也不一樣,變化規(guī)律復(fù)雜,極渦中心位置上下層變化規(guī)律相同,主要在東半球80°N以北范圍變化,在極點附近經(jīng)度變化大,緯度變化小,年代際變化明顯。極渦中心位置從500hPa到10hPa形態(tài)上為順時針半徑越向上越大的旋轉(zhuǎn)變化。
　　 (2)北半球冬季

3、極渦S指數(shù)與海冰指數(shù)Ia在500hPa高度上,二者同期呈正相關(guān),從300hPa到20hPa,二者呈顯著負(fù)相關(guān)。P指數(shù)與海冰面積指數(shù)(Ia)在季節(jié)上和季節(jié)內(nèi)同期相關(guān)性都不好。中心位置λc指數(shù)在300～100hPa之間與同期海冰面積指數(shù)(Ia)呈顯著相關(guān)。φc指數(shù)與同期Ia指數(shù)在季節(jié)上顯著相關(guān),在季節(jié)內(nèi)相關(guān)性也很好。在垂直高度上,隨著高度增加相關(guān)性越來越小。
　　 (3)北半球冬季500～200hPa的S指數(shù)與同期西北太平洋和北太平

4、洋中部的海溫(SST)變化呈負(fù)相關(guān),而在100～50hPa的極渦面積指數(shù)(S)與SST相關(guān)關(guān)系不好；在30～10hPa上,二者在30°N太平洋附近出現(xiàn)了兩個東西向的正相關(guān)分布區(qū)域；在大西洋上,二者從500到100hPa存在負(fù)相關(guān)區(qū)域；在北大西洋,從70hPa到10hPa相關(guān)區(qū)消失。500～10hPa極渦φc指數(shù)與同期北太平洋SST變化都呈現(xiàn)正相關(guān)；在赤道中東太平洋都呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。極渦高層比低層的中心位置φc指數(shù)與印度洋SST的相關(guān)性要好。

5、
　　 (4)冬季500～10hPa極渦面積(S)與同期氣溫主要在極渦中下層相關(guān)性較好,即在低緯地區(qū)為正相關(guān)區(qū),高緯地區(qū)為負(fù)相關(guān)區(qū)。冬季500～10hPa極渦強度指數(shù)(P)中高層比低層與同期氣溫相關(guān)性要好。在北半球以負(fù)相關(guān)為主,南半球以正相關(guān)為主,只是不同層的相關(guān)區(qū)域分布不同。冬季500～10hPa極渦中心位置φc與同期地面溫度的相關(guān)性在垂直高度上分布不均勻,相關(guān)性較好的高度層在30°S～30°N之間是一個很大的正相關(guān)區(qū)；在北半