PDF《冬季东亚-西太平洋西风急流基本结构及其异常的诊断分析》

第24 卷第2期热带气象学报Vol.

24, No.2

2008 年04 月JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGY Apr.,

2008 文章编号:1004-4965(2008)02-0156-07 冬季东亚-西太平洋西风急流基本结构及其异常的诊断分析 谢坤, 任雪娟, 向洋 (南京大学大气科学系/灾害性天气气候研究所,江苏 南京 210093) 摘要: 利用 ECMWF 再分析资料 ERA40 中的逐月风场和温度场资料, 对冬季位于东亚-西太平洋上空 的西风急流(WJS)基本结构和异常特征进行了分析.结果表明,一年当中最为强盛的冬季

200 hPa WJS 主体 稳定地分布于东亚至西太平洋上空,向上向下均迅速减小.在对流层中高层,从东亚沿海到太平洋上空的 西风系统较为深厚,低层对应着显著的大气斜压区.通过对东亚-西太平洋地区冬季

200 hPa 纬向风异常的 EOF 分解得到三种异常空间分布型, 第一模态的中纬度西风异常主要发生于日界线以东的中东太平洋上空, 第

二、三模态则分别对应 WJS 主体发生增强/减弱和位置的北/南移动.WJS 的这三种空间异常形态与中纬 度低层大气斜压性的三种异常分布型相对应.通过对冬季 WJS 长期趋势的初步分析发现,近二十年来,洋 面上空西风急流有增强趋势,这是由于急流轴南侧洋面上空大气存在显著增暖趋势、而急流轴北侧洋面上 空却有变冷的趋势所造成的. 关键词:西风急流;

EOF 分解;

大气斜压性;

趋势 中图分类号:P433 文献标识码:A 收稿日期: 2006-11-09;

修订日期:2007-06-18 基金项目:国家自然科学基金项目(

40775044、40730953)资助 作者简介: 谢坤,男,湖北人,硕士研究生,研究方向:海气相互作用.E-mail: renxuej@nju.edu.cn

1 引言环绕北半球中纬度的强西风带是对流层上部一 种持续存在的行星尺度环流系统,其位于东亚-西太 平洋上空的部分常被称为东亚西风急流(WJS)[1-2] , WJS 的季节性迁移、位置的移动以及强度的变化与 东亚地区大气环流的季节转化、 我国东南部地区雨季 的开始和结束紧密联系,是影响东亚-太平洋天气气 候的重要环流系统之一[1-3] .正因如此,在过去的几 十年里,针对 WJS 的成因及其季节性迁移问题、夏季WJS 变异及其与东亚天气气候异常的关系问题进 行了诸多讨论,得出了许多有益的结果[4-11] . 观测表明,WJS 冬季最强,200 hPa 西风急流中 心区位于日本岛上空附近纬向拉长的区域内;

而夏季 最弱,最大中心区位于青藏高原北侧上空[12] .冬季

200 hPa WJS 强度和位置的变化是东亚-太平洋-北 美地区冬季气候异常的表现形式之一, 并与中国气候 异常紧密关联[2] .另外,冬季 WJS 也是亚太中纬度 海气系统的重要成员之一, 它与低层西风间鲜明的强 度对比形成大气斜压性的强盛区, 从而产生频繁的天 气尺度扰动活动,由此影响中纬度冬季的天气气候 [13] .到目前为止,国内针对夏季 WJS 相关问题的研 究相对丰富,然而,对强大而稳定的冬季 WJS 基本 结构及其异常特征的研究则相对较少.因此,本文从 冬季 WJS 的基本气候特征分析入手,然后使用 EOF 方法探讨了冬季 WJS 的三种空间异常型,并对与之 相关的大气斜压性异常特征也进行了讨论. 最后对近 半个世纪以来

200 hPa 冬季 WJS 的趋势变化也进行 了初步分析.这些研究是全面理解冬季 WJS 变异特 征及其形成机理的基础.

2 资料和方法 本文所用的大气资料取自 ECMWF (European Center for Medium-Range Weather Forecasts)再分析 资料 ERA40 中各常规气象变量的月平均数据集,该 资料的经纬网格为 2.5 °*2.5 °,时间长度为