曾鼎文,朱偉軍,馬小嬌,顧沛澍,劉鳴彥,高潔

(1.氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京信息工程大學(xué)),江蘇 南京 210044;2.中國氣象局 蘭州干旱氣象研究所,甘肅 蘭州 730020;3.中國氣象局 干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730020)

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冬季北大西洋風(fēng)暴軸的變化及其對西伯利亞高壓的影響

曾鼎文1,2,3,朱偉軍1,馬小嬌1,顧沛澍1,劉鳴彥1,高潔1

(1.氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京信息工程大學(xué)),江蘇 南京 210044;2.中國氣象局 蘭州干旱氣象研究所,甘肅 蘭州 730020;3.中國氣象局 干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730020)

采用1948—2010年NCEP/NCAR逐日再分析資料,計(jì)算大西洋風(fēng)暴軸特征指數(shù)和西伯利亞高壓特征指數(shù),研究了冬季北大西洋風(fēng)暴軸的變化及其對西伯利亞高壓的影響。結(jié)果表明:風(fēng)暴軸經(jīng)度指數(shù)與西伯利亞高壓緯度、強(qiáng)度、面積指數(shù)顯著相關(guān)。風(fēng)暴軸經(jīng)度指數(shù)正異常月,大西洋天氣尺度瞬變波活動(dòng)向東擴(kuò)展到歐洲乃至烏拉爾山以東,西伯利亞及東亞地區(qū)反氣旋式波破碎加強(qiáng),瞬變波對月平均氣流的反饋?zhàn)饔檬沟脷W亞大陸上空50°N以北西風(fēng)加速、50°N以南西風(fēng)減速;中緯度經(jīng)向環(huán)流加強(qiáng),氣候態(tài)的西歐沿岸脊、歐洲東部槽、青藏高原北部脊均加強(qiáng),東亞大槽減弱東移;在西伯利亞地區(qū),暖空氣向北輸送加強(qiáng),來自極區(qū)的冷空氣南下減弱,致使西伯利亞及東亞地區(qū)溫度偏高,西伯利亞高壓面積減少、緯度偏南、強(qiáng)度減弱。風(fēng)暴軸經(jīng)度指數(shù)負(fù)異常月的情況則反之。

大西洋風(fēng)暴軸;西伯利亞高壓;波破碎;溫度平流

0 引言

觀測分析顯示,冬季北半球天氣尺度(2.5～6 d)的瞬變渦動(dòng)活動(dòng)被組織成兩大風(fēng)暴軸,分別位于中緯度的兩大洋上。風(fēng)暴軸在大氣環(huán)流短期異常中的作用非常明顯,可以通過與大尺度大氣活動(dòng)中心的相互作用來影響大氣環(huán)流,如阻塞(刁一娜等,2004;Luo et al.,2011),半球尺度的遙相關(guān)型(Wettstein and Wallace,2009),風(fēng)暴軸強(qiáng)度、頻率、位置的變化對局地氣候的影響可以到達(dá)很遠(yuǎn)的地方(Chang et al.,2002),風(fēng)暴軸和冬季大氣環(huán)流的關(guān)系也有相應(yīng)研究(王娜和孫照渤,2014)。

北半球冬季大西洋風(fēng)暴軸和西伯利亞高壓同處中高緯度,而且風(fēng)暴軸位于西伯利亞高壓上游,兩者之間的聯(lián)系在已有的研究中有所涉及,Joung and Hitchman(1982)認(rèn)為東亞寒潮的建立和爆發(fā)是6～7 d前起源于大西洋的擾動(dòng)在下游連續(xù)發(fā)展的結(jié)果。Takaya and Nakamura(2005)指出冬季西伯利亞地面高壓的季節(jié)內(nèi)加強(qiáng)和來自對流層上層的位于東亞大槽東西兩側(cè)的反氣旋有關(guān),而反氣旋又與風(fēng)暴軸對基本氣流的反饋?zhàn)饔糜嘘P(guān)。此外,在地中海及西伯利亞上空天氣尺度波動(dòng)也有類似于風(fēng)暴軸的特征(Hoskins and Hodges,2002)。烏拉爾阻塞高壓的發(fā)展和不穩(wěn)定槽的增長機(jī)制是導(dǎo)致西伯利亞高壓迅速發(fā)展和加強(qiáng)的大尺度環(huán)流條件(任廣成,1993)。Rogers(1997)對冬季大西洋風(fēng)暴軸進(jìn)行REOF分析,指出大西洋風(fēng)暴軸的變化模態(tài)之一是天氣尺度渦動(dòng)的向東向極地?cái)U(kuò)展。綜上,有關(guān)大西洋風(fēng)暴軸和西伯利亞高壓之間關(guān)系的研究相對較少,本文將從風(fēng)暴軸影響西伯利亞高壓的角度,探究冬季大西洋風(fēng)暴軸的變異及其對大氣環(huán)流的影響,并從大氣內(nèi)部波流相互作用的角度對可能原因進(jìn)行解釋。

1 資料和方法

所用資料為美國NCEP/NCAR數(shù)據(jù)資料集中的逐日和月平均海平面氣壓場、高度場、風(fēng)場,研究時(shí)段為1948—2010年63個(gè)冬季的189個(gè)冬季月份,冬季月份定義為當(dāng)年12月至次年2月,資料水平分辨率為2.5°×2.5°。

2 大西洋風(fēng)暴軸和西伯利亞高壓特征指數(shù)的定義及二者的相關(guān)關(guān)系

2.1 大西洋風(fēng)暴軸指數(shù)

為了研究大西洋風(fēng)暴軸(storm track)和西伯利亞高壓(Siberian High)的關(guān)系,參照已有的定義方法(李瑩等,2010),計(jì)算大西洋區(qū)域500 hPa高度場濾波方差大于20 dgpm2范圍內(nèi)各格點(diǎn)經(jīng)度值、緯度值、強(qiáng)度值的算數(shù)平均值,分別定為經(jīng)度(STIX)、緯度(STIY)、強(qiáng)度指數(shù)(STII),該范圍內(nèi)格點(diǎn)個(gè)數(shù)定義為面積指數(shù)(STIA)。計(jì)算出各指數(shù)63 a共189個(gè)冬季月份逐月值。

2.2 西伯利亞高壓指數(shù)

西伯利亞高壓特征指數(shù)的定義參照侯亞紅等(2006)的方法,以1 023 hPa海平面氣壓等值線所圍區(qū)域的各個(gè)格點(diǎn)為計(jì)算對象。以等值線內(nèi)各個(gè)格點(diǎn)的氣壓值為權(quán)重系數(shù),求出等值線所圍區(qū)域各格點(diǎn)的緯度、經(jīng)度、氣壓值加權(quán)平均值,等值線所圍格點(diǎn)數(shù),作為緯度、經(jīng)度、強(qiáng)度及面積指數(shù),計(jì)算出冬季逐月值,指數(shù)表達(dá)式如下。

面積指數(shù)(SHIA):∑δ(pi-1 023),單位為個(gè),其中δ(pi-1 023)是取值為(0,1)的階梯函數(shù),當(dāng)pi≥1 023時(shí)取1,pi<1 023時(shí)取0。因此若1 023 hPa等壓線內(nèi)有n個(gè)格點(diǎn),則SHIA值為n。

2.3 北大西洋風(fēng)暴軸和西伯利亞高壓的關(guān)系

首先來看風(fēng)暴軸指數(shù)和西伯利亞高壓指數(shù)之間,風(fēng)暴軸和西伯利亞高壓自身特征指數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。由表1可知,風(fēng)暴軸的經(jīng)度指數(shù)與西伯利亞高壓的面積數(shù)、緯度指數(shù)、強(qiáng)度指數(shù)變化有顯著的負(fù)相關(guān);由表2可知,大西洋風(fēng)暴軸的經(jīng)度指數(shù)和緯度指數(shù)之間呈正相關(guān),面積指數(shù)和經(jīng)度、緯度、強(qiáng)度指數(shù)都有顯著正相關(guān);由表3可知,西伯利亞高壓的緯度指數(shù)、強(qiáng)度指數(shù)、面積指數(shù)三者之間兩兩之間正相關(guān)。這些都從統(tǒng)計(jì)上表明大西洋風(fēng)暴軸和西伯利亞高壓之間存在相關(guān)性。

表1 西伯利亞高壓特征指數(shù)與大西洋風(fēng)暴軸特征指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

Table 1 Correlation coefficients between the indices of Siberian High and the indices of Atlatic storm track

指數(shù)SHIYSHIXSHIISHIASTIY-0.211)-0.0830.120-0.079STIX-0.3991)-0.008-0.1611)-0.3321)STII-0.117-0.087-0.1851)-0.143STIA-0.371)-0.014-0.1791)-0.2901)

注：1)表示通過了95%置信水平檢驗(yàn).

表2 大西洋風(fēng)暴軸特征指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)

Table 2 Correlation coefficients among indices of Atlatic storm track

指數(shù)STIXSTIISTIASTIY0.5771)0.0360.5091)STIX0.0130.5581)STII0.5501)

注：1)表示通過了95%置信水平檢驗(yàn).

表3 西伯利亞高壓特征指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)

Table 3 Correlation coefficients among indices of Siberian High

指數(shù)SHIXSHIISHIASHIY0.2171)0.2841)0.6221)SHIX-0.060-0.133SHII0.7171)

注：1)表示通過了95%置信水平檢驗(yàn).

3 合成分析

3.1 500 hPa高度場濾波方差異常

為了進(jìn)一步研究風(fēng)暴軸的變化及其與同期大氣環(huán)流之間的關(guān)系,根據(jù)表1,選取和西伯利亞高壓變化聯(lián)系最為緊密的風(fēng)暴軸經(jīng)度指數(shù)(STIX),把63 a共189個(gè)冬季月份逐月STIX標(biāo)準(zhǔn)化以后,找出大于1.0的月份(正異常,共36個(gè)月)和小于-1.0月份(負(fù)異常,共32個(gè)月),對同期的緯向風(fēng),經(jīng)向風(fēng),溫度,高度合成。若不特別說明,之后提到的指數(shù)都指經(jīng)度指數(shù)(STIX)。

正異常月(圖1a),風(fēng)暴軸呈東北西南走向,自冰島向極、向東擴(kuò)展,有三個(gè)極大值中心,分別位于大西洋西岸、東歐平原以及烏拉爾山東側(cè)。負(fù)異常月(圖1b),氣旋活動(dòng)被限制在20°W以西的大西洋上空;即STIX反映了大西洋風(fēng)暴軸在東西方向上變化。這和Rogers(1997)用REOF分析結(jié)果類似。

3.2 海平面氣壓異常

STIX正異常月,大西洋經(jīng)度范圍內(nèi)副極地低壓和副熱帶高壓均向東向極地?cái)U(kuò)展,副極地低壓區(qū)域1 005 hPa等值線向東擴(kuò)展,經(jīng)過挪威海,巴倫支海,直到60°E以東的喀拉海區(qū)域,能表征西伯利亞高壓范圍的1 023 hPa等值線在正異常月(圖2a)北邊緣較負(fù)異常月(圖2b)偏南。在差值圖上(圖2c),東北大西洋及極地有負(fù)值中心,該負(fù)值區(qū)域向南擴(kuò)展到西伯利亞蒙古地區(qū),而在較偏南的30～60°N緯帶的歐洲地區(qū)有正值中心,這樣的差值分布類似于NAO(AO)正位相時(shí)南正北負(fù)特征,STIX與同期NAO和AO指數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.239和0.395,均通過99%置信水平檢驗(yàn)。

上述對海平面氣壓場的合成分析結(jié)果與表1所示的相關(guān)系數(shù)一致,即:STIX正異常月,西伯利亞高壓面積減小,1 023 hPa 等值線北邊緣南壓,緯度指數(shù)減小,同時(shí)高壓強(qiáng)度減弱。

圖1 STIX正異常月(a)、負(fù)異常月(b)500 hPa天氣尺度濾波方差的合成分布(等值線,單位:dgpm2;陰影區(qū)表示大于20 dagpm2)Fig.1 Composite distributions of the synoptic-scale height variance at 500 hPa in STIX (a)positive and (b)negtive months(contours,units:dagpm2;shaded areas indicate the values larger than 20 dagpm2)

圖2 STIX正(a)、負(fù)(b)異常月海平面氣壓的合成分布(單位:hPa;粗實(shí)線為1 023 hPa等壓線,代表西伯利亞高壓的氣候態(tài)位置)及其差值分布(c;正異常減負(fù)異常;陰影區(qū)表示通過0.05信度的顯著性檢驗(yàn))Fig.2 Composite distributions of sea level pressure(units:hPa;the climatological location of Siberian high is indicated by 1 023 hPa isobar(heavy line)) in STIX (a)positive and (b)negtive months,and (c)their differences(positive minus negtive;shaded areas indicate the differences exceeding 0.05 significance level)

3.3 環(huán)流要素異常

圖3是STIX正異常月減負(fù)異常月的氣象要素差值,高度場中(圖3a)英國、烏拉爾山西側(cè)以及蒙古國上空分別有正、負(fù)、正的異常中心。而北半球冬季對流層中層西風(fēng)帶中有尺度很大的平均槽脊,圖3a中的三個(gè)異常中心位置正好分別對應(yīng)著氣候態(tài)的西歐沿岸脊、歐洲東部槽以及青藏高原北部脊,該高度異常型有助于冬季氣候態(tài)槽脊加深加強(qiáng),意味著歐亞大陸上空經(jīng)向環(huán)流在STIX正異常月加強(qiáng)。值得注意的是,東亞大槽氣候態(tài)位置高度差值場為正值,在正值區(qū)的東側(cè)緊臨一個(gè)負(fù)值中心,這樣的分布可以認(rèn)為是東亞大槽的減弱東移。該異常波列和Wallace and Gutzler (1981)年定義的歐亞型遙相關(guān)負(fù)位相類似。

溫度場中(圖3b),烏拉爾山以西的北歐有正值區(qū),歐洲南部有負(fù)值區(qū),烏拉爾山以東的西伯利亞及蒙古是大片正值區(qū)。

圖3 STIX正異常月減負(fù)異常月的氣象要素差值(圖a、b中粗實(shí)線為1 023 hPa等壓線,代表西伯利亞高壓的氣候態(tài)位置,圖c中粗實(shí)線為20 m/s緯向風(fēng)等值線,代表急流的氣候態(tài)位置;陰影區(qū)表示通過0.05信度的顯著性檢驗(yàn)) a.500 hPa位勢高度(單位:dgpm);b.850 hPa溫度(單位:K);c.500 hPa緯向風(fēng)(單位:m/s)Fig.3 Difference distributions of three meteorological elements between STIX positive and negtive months(positive minus negtive;the climatological location of Siberian high is indicated by 1 023 hPa isobar(heavy line) in (a) and (b),and the climatological location of jet is indicated by 20 m/s isoline of zonal wind(heavy line) in (c);shaded areas indicate the differences exceeding 0.05 significance level) a.500 hPa geopotentia height(units:dgpm);b.850 hPa temperature(units:K);c.500 hPa zonal wind(units:m/s)

從緯向風(fēng)差值場(圖3c)可以明顯看出在北美急流的出口區(qū)有北正南負(fù)的緯向風(fēng)異常分布,且該分布型一直向東延伸至歐亞大陸東部,與已有研究結(jié)果相似(Wettstein and Wallace,2009)。此外,我國東部(90～135°E,30～55°N)有東風(fēng)異常,該區(qū)域正好是東亞急流入口區(qū),位于500 hPa(圖3a)反氣旋異常南部,符合地轉(zhuǎn)風(fēng)原理。東亞上空的高度正異常、東亞急流入口區(qū)左側(cè)的東風(fēng)異常和高緯度的西風(fēng)異常、西伯利亞和東亞的溫度正異常以及STIX與AO和NAO的正相關(guān),本質(zhì)上都反映了東亞大槽減弱東移,冬季風(fēng)偏弱,極區(qū)冷空氣不易南下導(dǎo)致的溫度升高(況雪源等,2008;劉毓赟和陳文,2012)。

綜上,STIX正異常月,伴隨著大西洋天氣尺度波動(dòng)向東傳播,北美急流出口區(qū)向極一側(cè)西風(fēng)增強(qiáng),且向東擴(kuò)展到西伯利亞東部,而急流出口區(qū)向赤道一側(cè)的中低緯緯向環(huán)流減弱,西歐沿岸脊,歐洲東部槽,青藏高原北部脊均增強(qiáng),西伯利亞區(qū)域溫度升高。STIX負(fù)異常月則變化相反。

任廣成(1993)的研究表明在500 hPa 高度場上,烏拉爾山區(qū)域的高度場距平值和西伯利亞上空的高度場距平呈反相關(guān),和西伯利亞地區(qū)海平面氣壓值呈正相關(guān),圖3a中烏拉爾山上空有負(fù)值區(qū),由此推斷,STIX的異常會對烏山阻高的形成有影響,根據(jù)儀清菊(1982)的研究,定義阻高面積合成指數(shù)(BAI),即用500 hPa(60～70°E,50～60°N)區(qū)域內(nèi)每個(gè)格點(diǎn)高度距平值之和來表征阻高,計(jì)算出冬季各月(12、1、2月)阻高指數(shù)(BAI)和風(fēng)暴軸經(jīng)度指數(shù)(STIX)的相關(guān)系數(shù),分別為-0.212、-0.214、-0.297,均通過了90%的置信水平檢驗(yàn)。

圖4 STIX正異常月減負(fù)異常月的700 hPa溫度平流差值(單位:10-5 K/s;粗實(shí)線為1 023 hPa等壓線,代表西伯利亞高壓的氣候態(tài)位置;陰影區(qū)表示通過0.05信度的顯著性檢驗(yàn)) a.緯向溫度平流;b.經(jīng)向溫度平流;c.緯向與經(jīng)向溫度平流之和Fig.4 Difference distributions of 700 hPa temperature advection between STIX positive and negtive months(positive minus negtive;units:10-5 K/s;the climatological location of Siberian high is indicated by 1 023 hPa isobar(heavy line);shaded areas indicate the differences exceeding 0.05 significance level) a.zonal temperature advection;b.meridional temperature advection;c.sum of zonal and meridional temperature advection

可見冬季阻高的年變化與STIX有很好的負(fù)相關(guān)。冬季西伯利亞高壓位于烏拉爾山阻高脊前,當(dāng)風(fēng)暴軸向東擴(kuò)展時(shí),烏拉爾上空500 hPa的高度呈負(fù)異常,環(huán)流形勢不利于阻塞高壓形成和維持,西伯利亞地區(qū),阻高脊前的西北干冷氣流減弱,地面冷高壓減弱。其上空的氣柱受冷壓縮程度小,呈現(xiàn)高度正異常,這可能是西伯利亞地區(qū)500 hPa 高度場出現(xiàn)正變高的熱力原因。

4 溫度平流異常

Rogers(1997)提到在大西洋風(fēng)暴軸向東擴(kuò)展時(shí),帶來強(qiáng)緯向風(fēng)把暖空氣輸送到西伯利亞地區(qū),并沒有考慮熱量的經(jīng)向輸送,參照所玲玲等(2009)的方法,本文把緯向和經(jīng)向的溫度平流分開進(jìn)行討論。

在格陵蘭島及其附近海域和西西伯利亞平原,緯向冷平流(圖4a)起支配作用,抵消了經(jīng)向平流異常(圖4b)帶來的增溫趨勢,使得這些區(qū)域的溫度呈下降趨勢;在歐洲西北部,緯向暖平流起主要作用,抵消了經(jīng)向冷平流,使該地區(qū)有溫度平流正異常(圖4c)。而在90°E以東的亞州東部,緯向和經(jīng)向溫度平流都使該區(qū)域有增溫趨勢,兩者相加后的結(jié)果使該地區(qū)增溫趨勢更顯著(圖4c、3b),該區(qū)位于東亞大槽槽后,結(jié)合正、負(fù)異常月的經(jīng)向風(fēng)合成場(圖略),發(fā)現(xiàn)在正(負(fù))異常月,該區(qū)域是弱(強(qiáng))北風(fēng),說明在STIX正(負(fù))月,冷空氣南下減弱(加強(qiáng)),導(dǎo)致該區(qū)域溫度偏高(低),與高度異常(圖3a)呈現(xiàn)的東亞大槽減弱東移吻合。

5 瞬變波對基本氣流反饋?zhàn)饔玫漠惓?/h2>

由第3.1節(jié)討論知,STIX正異常月,天氣尺度波動(dòng)可以向東延伸到烏山以東的亞洲地區(qū),那么伴隨STIX異常,在歐亞大陸上空,天氣尺度波動(dòng)對基本氣流的反饋?zhàn)饔靡矔l(fā)生變化,在正壓無摩擦,科氏參數(shù)取常數(shù)f0的情況下,低頻緯向風(fēng)的控制方程Riviere and Orlanski(2007)可以寫為

(1)

歐亞大陸上空STIX正異常月比負(fù)異常月有更強(qiáng)的高頻向極動(dòng)量通量(圖5a、b),正異常月大西洋區(qū)域的20 m/s風(fēng)速等值線向東向北擴(kuò)展到了挪威海區(qū)域。圖5c中歐洲和烏山以東區(qū)域,動(dòng)量通量均為正值,在烏山以東,動(dòng)量通量差值場中的通過顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域與緯向風(fēng)差值場中的零線(圖5d)是近乎重合的,零線北側(cè)有西風(fēng)異常,南側(cè)有東風(fēng)異常,由方程(1)可知這與之前討論的急流北抬一致。

STIX正異常月,大西洋天氣尺度波動(dòng)強(qiáng)烈發(fā)展并向下游移動(dòng),進(jìn)入西伯利亞和東亞地區(qū),反氣旋式波破碎加劇,該區(qū)域上空高頻向極動(dòng)量通量顯著增強(qiáng),使大西洋及歐亞上空高緯度西風(fēng)加速,低緯度西風(fēng)減速。

6 結(jié)論和討論

本文找出和西伯利亞高壓變化最為密切的STIX,基于STIX對同期氣象要素合成分析,分析了大氣環(huán)流的變化,并嘗試從波流相互作用的角度對變化原因做了解釋,得到如下結(jié)論:

1)STIX正異常月,北半球冬季中高緯度氣候態(tài)西歐沿岸脊,歐洲東部槽,青藏高原北部脊加強(qiáng),東亞大槽減弱東移,歐亞上空中緯度的經(jīng)向環(huán)流增強(qiáng),緯向環(huán)流減弱。STIX負(fù)異常月,變化相反。

2)STIX正異常月,加強(qiáng)的青藏高原北部脊脊后西南氣流把中低緯度的暖空氣帶到西伯利亞北部,對西伯利亞地區(qū)的溫度正異常有正貢獻(xiàn),在蒙古、東亞地區(qū),由于高緯度的西風(fēng)加速及北風(fēng)減弱,冷空氣南下減弱,這些區(qū)域的氣溫升高。STIX負(fù)異常月變化相反。

3)從瞬變波反饋基本氣流的角度出發(fā),可以對中高緯度的緯向風(fēng)異常做出解釋:STIX正異常月,歐亞上空中緯度反氣旋式天氣尺度波破碎對基本氣流的反饋?zhàn)饔眉訌?qiáng),使高緯度的西風(fēng)加速,低緯度的西風(fēng)減速。STIX負(fù)異常月變化相反。

上述結(jié)論可以用如下概念框圖(圖6)加以解釋。

由于STIX和AO指數(shù)的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.395,遠(yuǎn)超過99.9%的置信水平檢驗(yàn),AO作為北半球冬季行星尺度大氣環(huán)流變率的首要模態(tài),與中高緯西風(fēng)的強(qiáng)弱以及天氣尺度波動(dòng)均有密切的聯(lián)系,所以,大西洋風(fēng)暴軸是否會通過影響AO來影響整個(gè)歐亞大陸的大氣環(huán)流,有待進(jìn)一步的證實(shí),另風(fēng)暴軸在向下游發(fā)展的過程中,內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換特征需進(jìn)一步探究(陳懿妮等,2013)。

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圖5 STIX正(a)和負(fù)(b)異常月300 hPa高頻動(dòng)量通量u′v′(陰影,單位:m2/s2)和緯向風(fēng)(等值線,單位:m/s),以及STIX正異常月減負(fù)異常月的300 hPa高頻動(dòng)量通量差值(c;等值線,單位:m2/s2)和緯向風(fēng)差值(d;等值線,單位:m/s;35 m/s等值線代表急流的氣候態(tài)位置)(圖c、d中陰影區(qū)表示通過0.05信度的顯著性檢驗(yàn))Fig.5 Composite distributions of high-frequency momentum flux u′v′(shadings,units:m2/s2) and zonal wind(contours,units:m/s) at 300 hPa in STIX (a)positive and (b)negtive months,and the difference distributions of (c)high-frequency momentum flux(contours,units:m2/s2) and (d)zonal wind(contours,units:m/s;the climatological location of jet is indicated by 35 m/s isoline(heavy line)) at 300 hPa between STIX positive and negtive months(positive minus negtive;shaded areas indicate the differences exceeding 0.05 significance level)

圖6 大西洋風(fēng)暴軸影響西伯利亞高壓的示意圖Fig.6 Schematic diagram of influnce of Atlatic storm track on Siberian high

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(責(zé)任編輯：劉菲)

North Atlantic storm track and its infulence on Siberian High in winter

ZENG Ding-wen1,2,3,ZHU Wei-jun1,MA Xiao-jiao1,GU Pei-shu1,LIU Ming-yan1,GAO Jie1

(1.Key Laboratory of Meteorological Disaster(NUIST),Ministry of Education,Nanjing 210044,China;2.Institute of Arid Meteorology,China Meteorological Administration,Lanzhou University,Lanzhou 730020,China;3.Key Open Laboratory of Arid Climate Change and Disaster Reduction of China Meteorological Adminstration,Lanzhou 730020,China)

Based on the NCEP/NCAR daily reanalysis data during 1948—2010,this paper calculates the Atlantic storm track(AST) and the Siberian High(SH) indexes,and studies the variability of AST and its influence on SH.Results show that there are significant relationships between the longitude index(STIX) of AST and those indices describing the latitude,intensity and area of SH.When the STIX is in the positive months,the synoptic transient waves extend from Atlantic to Europe and even to the east of Mount Ural,thus intensify the anticyclone wave breaking(AWB) in Siberian and East Asian.Through the feedback of the transient waves on the monthly mean flow,the westerly is strengthened to the north of 50°N and weakened to the south of 50°N over Eurasia.The meridinal circulation in midlatitudes is strengthened,thus the ridges over the coastal West Europe and the northern Tibetan Plateau and the trough over East Europe are intensified,while the deep trough of East Asia is weakened and moves eastward.More warm air is transported to the north while the cold air from Arctic is inhibited over Siberian area,so it becomes warmer in Siberian and East Asia regions,the area of SH becomes smaller,and the SH moves southward and becomes weaker.When the STIX is in the negative months,the situation is reverse.

Atlatic storm track;Siberian High;wave breaking;temperature advection

2012-10-03；改回日期：2013-03-01

公益性行業(yè)(氣象)科研專項(xiàng)(GYHY201306028);國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41075070);江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PAPD)

朱偉軍,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)流異常及短期氣候預(yù)測,weijun@nuist.edu.cn.

10.13878/j.cnki.dqkxxb.20121003001.

1674-7097(2015)02-0232-09

P447

A

10.13878/j.cnki.dqkxxb.20121003001

曾鼎文,朱偉軍,馬小嬌，等.2015.冬季北大西洋風(fēng)暴軸的變化及其對西伯利亞高壓的影響[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào),38(2):232-240.

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