PDF《夏季南北半球际大气质量涛动及其与季风异常的 联系》

中国科学: 地球科学

2010 年第40 卷第6期:

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scichina.com earth.scichina.com summer. Sci China Earth Sci, 2010, doi: 10.1007/s11430-010-4023-y 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINAPRESS 论文夏季南北半球际大气质量涛动及其与季风异常的 联系 卢楚翰, 管兆勇* , 蔡佳熙 南京信息工程大学气象灾害重点实验室, 南京信息工程大学大气科学学院, 南京

210044 * 联系人, E-mail: guanzy@nuist.edu.cn 收稿日期: 2009-07-21;

接受日期: 2010-05-04 国家科技支撑计划(编号: 2007BAC29B02)、国家自然科学基金(批准号: 40675025)和江苏省研究生培养创新工程(编号: CX08B_017Z)资助 摘要 利用 NCEP/NCAR 再分析资料及中国站点降水资料, 研究了夏季大气质量半球际涛 动(IHO)与全球低层大气环流以及夏季风异常的联系, 结果表明夏季 IHO 对30°S~60°N 纬带 以及南极地区的大气异常质量分布有着较大的方差贡献, 同时与这些区域的SLP场变化显著 相关. 由回归分析发现, IHO 对30°S~60°N 区域大气质量输送及水汽通量有着显著影响, 其 对应风场在东半球大陆上出现三个闭合气旋系统, 它们与东亚及西非夏季风强度变化的关 系密切. 利用高(低)IHO 指数对中国夏季降水进行合成分析, 发现高 IHO 年份, 东亚夏季风 强度较大, 华北及东北地区出现降水正异常中心, 长江中下游为负异常中心;

而低 IHO 年份, 东亚夏季风偏弱, 降水正异常中心移至我国长江中下游地区. 此外, IHO 引起了西非季风区 与东亚季风区对流层中上层风场的遥相关联系, 对应的北半球局地非绝热加热不均有利于 对流层中低层大气环流变化, 并对东亚夏季风异常产生影响. 关键词 南北涛动(IHO) 亚洲季风 中国夏季降水

2001 年, Guan 和Yamagata[1] 通过分析地表气压 场时间序列, 揭示了南北半球之间存在因大气质量 重新分布而形成的振荡, 简称为 南北涛动 (IHO);

IHO 作为地表气压场 EOF 分析的第三模态, 其方差 贡献达到 14.5%, 仅次于第一模态(南极涛动[2] , AAO) 和第二模态(北极涛动[3] , AO), 其指数序列存在几个 月至年代际的多时间尺度变化, 它反映了由半球际 大气质量交换导致的大气质量重新分布, 从而引起 全球范围内的大气环流变化. 卢楚翰和管兆勇[4] 研究 发现春季 IHO 的年际变化特征主要为南北半球中高 纬地区的大气异常质量分布, 并揭示了其与中国春 季气候尤其是地面温度变化有着密切联系. 由于年 际IHO 的季节性差异较大, 其中夏季 IHO 引起的大 气异常质量分布主要集中于南极中高纬地区及北半 球大范围地区[5] , 这必将对北半球低层大气环流变化 产生影响. 夏季为季风的活跃季节, 夏季风因其自身广阔 的影响范围且伴随着水汽输送及降水的形成, 对其 影响地区的人类生存和社会发展起着重要的作用[6] . 由于夏季风自身时空变率较大[7] , 因而对其变率的定 量描述以及其形成机制的研究有重要意义. 两半球间大气质量相互交换必然通过风场输送. 同时, 大气质量的重新分布使得不同区域地表气压 发生改变[8] , 且地表气压场很大程度上决定了近地表 引用格式: Lu C H, Guan Z Y, Cai J X. Interhemispheric atmospheric mass oscillation and its relation to interannual variations of the Asian monsoon in boreal 中国科学: 地球科学

2010 年第40 卷第6期风场[9] , 因而夏季 IHO 的年际变化与夏季风变化相联 系. 本文将通过研究夏季 IHO 对全球大气质量分布 的贡献以及与全球风场的联系, 尝试探讨 IHO 与夏 季风的联系及可能机制, 进而找出其与我国夏季降 水的联系.