楊雙艷，武炳義，胡景高，周順武

(1．氣象災害教育部重點實驗室(南京信息工程大學)，江蘇南京210044;2．中國氣象科學研究院，北京100081)

0 引言

大氣運動極其復雜，其在時間和空間上均有不同尺度的運動。就時間尺度而言，可以將大氣運動分為高頻變化、天氣變化、低頻變化、季節(jié)變化、甚低頻變化、年代際變化和地質(zhì)紀變化(李崇銀，1991)，各尺度既相互獨立又相互聯(lián)系、相互作用(圖1)。其中大氣低頻振蕩(Low-Frequency Oscillation，LFO)的研究自20世紀70、80年代至今的近40年中受到廣泛的關注，且已經(jīng)取得眾多有意義的成果。研究LFO對于理解從日變化到季節(jié)變化的過程是有益的(Kikuchi and Wang，2009)。20世紀80年代以來，學者們不僅僅把LFO看作一種周期變化現(xiàn)象，還把其視為大氣運動的一種“實體”來研究其活動規(guī)律、結(jié)構(gòu)特征和維持產(chǎn)生機制(李崇銀，1991;陳隆勛等，1991)。對LFO的深入研究，有助于增進對大氣環(huán)流變化機制的理解和進一步改善中長期天氣預報，有助于理解全球氣候變化的形式，有利于提高氣象預報能力。

圖1 地球大氣運動的時間變化頻譜示意圖(李崇銀，1991)Fig．1 Frequency-spectrum schematic diagram of time variation of global atmospheric motions

LFO通常是指時間尺度在10 d以上、100 d以內(nèi)的大氣運動的變化(圖1)，它包括普遍受關注的準雙周振蕩(Quasi-biweekly Oscillation，QBWO)和季節(jié)內(nèi)振蕩(Intra-seasonal Oscillation，ISO)。在近年的一些研究中，準雙周振蕩也被學者稱為月內(nèi)振蕩(Sub-monthly Oscillation)(Yokoi andSatomura，2006;Wen et al．，2011)，它是時間尺度小于季節(jié)變化的重要現(xiàn)象，主要是指10～20 d的振蕩，它包含多種天氣系統(tǒng)，如超級云團、季風、熱島氣旋、Rossby波列、對流活動以及副熱帶急流等(Dayton et al．，1998)，它是在研究季風天氣及其相聯(lián)系的季風系統(tǒng)時被發(fā)現(xiàn)的。大量的研究已經(jīng)證明不同地區(qū)、不同季節(jié)(下文所提及的季節(jié)，未經(jīng)特殊說明，均是根據(jù)北半球時間來劃分)均存在QBWO現(xiàn)象。

迄今為止，已有大量研究表明非洲季風區(qū)(Sultan et al．，2003;Mounier et al．，2008;Janicot et al．，2010，2011)、印度夏季風區(qū)(Murakami，1975，1976;Chen and Chen，1993)以及東亞夏季風區(qū)(Lau et al．，1988;Chen and Chen，1995a;Fukutomi and Yasunari，1999)，甚 至 整 個 季 風 區(qū) (Krishnamurti and Bhalme，1976;Krishnamurti and Ardanuy，1980)均有QBWO的存在;很多研究還表明，同一地區(qū)不同的變量都能反映QBWO現(xiàn)象的存在。春季熱帶西太平洋的云頂黑體溫度(Wen and Zhang，2008)，夏季熱帶西太平洋的風場(楊義碧，1980)、越赤道氣流(陳于湘，1980)、對流(Ren and Huang，2002，陳隆勛等，2004)、熱源(陳隆勛等，2004;羅璇等，2013)以及冬季熱帶西太平洋的對流(Kiladis and Wheeler，1995)、風場(Numaguti，1995)和大多數(shù)年份中印半島的降水和環(huán)流(Zhang et al．，2002)均有顯著的QBWO現(xiàn)象，同時可知QBWO不僅僅只出現(xiàn)在某一特定的季節(jié)。另外，很多研究還表明東亞地區(qū)冬季冷空氣活動(仇永炎，1985;金祖輝和孫淑清，1996;Compo et al．，1999)和我國降水(Yang et al．，2010;童金等，2013)也具有明顯的QBWO現(xiàn)象。丁一匯(1991)對1980—1984年冬季19次東亞寒潮爆發(fā)過程低頻擾動的傳播特征和行星尺度作用的研究，揭示出冷空氣的向南傳播主要是一種低頻模態(tài)的QBWO現(xiàn)象。李崇銀和周亞萍(1995)對夏季和冬季全球熱帶大氣中的季節(jié)內(nèi)振蕩進行較系統(tǒng)的研究后發(fā)現(xiàn)，大氣QBWO是熱帶大氣中的重要低頻系統(tǒng)，其動能可能比ISO還要大。實事上，QBWO不僅存在于季風區(qū)或熱帶地區(qū)，而且在副熱帶地區(qū)(占瑞芬等，2008;Wen et al．，2011)、中高緯地區(qū)(武炳義等，1994;李崇銀和周亞萍，1995)、甚至全球(Kikuchi and Wang，2009)都普遍存在。總之，QBWO不只是低緯地區(qū)特有的現(xiàn)象，也不只是某一季節(jié)特有的現(xiàn)象，而是具有全球性和多季性。全面廣泛的研究QBWO對加深熱帶和副熱帶氣候條件的理解有著深遠意義(Kikuchi and Wang，2009)。

QBWO的研究具有重要的實際應用意義，已經(jīng)有很多關于QBWO的研究，但是目前尚缺少對其研究成果的系統(tǒng)總結(jié)。本文將系統(tǒng)總結(jié)了近年來QBWO的研究成果，包括它的結(jié)構(gòu)和活動特征、對天氣氣候的影響及其激發(fā)維持機制等。最后，在此基礎上對今后的一些研究重點進行了展望。

1 準雙周振蕩的特征

QBWO的結(jié)構(gòu)和活動特征極其復雜，雖然其研究成果不如ISO那樣豐富，但已經(jīng)取得了一些有意義的結(jié)論，并為研究QBWO的產(chǎn)生和維持機制提供了理論基礎。以下對QBWO的結(jié)構(gòu)和活動特征進行總結(jié)。

1.1 準雙周振蕩的結(jié)構(gòu)特征

目前多數(shù)研究都表明熱帶地區(qū)QBWO的垂直結(jié)構(gòu)以相當正壓結(jié)構(gòu)為主(Chen and Chen，1993;李崇銀和周亞萍，1995;Kiladis and Wheeler，1995;Fukutomi and Yasunari，1999;Annamalai and Slingo，2001;Chatterjee and Goswami，2004;Yokoi and Satomura，2006)，但其斜壓結(jié)構(gòu)也?？煽吹?李崇銀和周亞萍，1995)。熱帶QBWO的這一特殊結(jié)構(gòu)也是其與熱帶ISO結(jié)構(gòu)的最大區(qū)別之一。關于QBWO的緯向結(jié)構(gòu)，有研究得出熱帶以緯向2～5波為主，而1波并非主要的(李崇銀和周亞萍，1995)，也有研究得出以緯向6波為主(Kiladis and Wheeler，1995;Annamalai and Slingo，2001)，總之1 波并不是主要的，這也是其與以緯向1波為主的熱帶ISO結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別之一。關于QBWO的經(jīng)向結(jié)構(gòu)特征，目前研究的不多，但已經(jīng)得到一些有價值的結(jié)論。QBWO的動能在副熱帶和熱帶外地區(qū)較熱帶地區(qū)大(李崇銀和 Smith，1996;Kikuchi and Wang，2009)，并關于赤道非對稱，且有向夏半球偏離的特點。熱帶QBWO與中高緯度的QBWO有關系(李崇銀和周亞萍，1995)，但它們之間的相互聯(lián)系和相互作用值得進一步研究。

雖然QBWO具有全球性和多季性，但它同時又具有地域性和季節(jié)依賴性，對不同區(qū)域不同季節(jié)進行研究所得到QBWO的分布結(jié)構(gòu)有所不同，這也充分說明QBWO的復雜性。研究1979年印度洋的QBWO的風場等特征后，Chen and Chen(1993)發(fā)現(xiàn)其上空存在雙核(double-cell)結(jié)構(gòu):一個中心位于18°N附近，另一個中心位于赤道附近，但位于赤道以南。武炳義等(1994)利用1983年夏季200 hPa的ECMWF緯向風場資料，分析 75.0～132.5°E、0°～70°N區(qū)域的QBWO特征后，指出該范圍有三個顯著區(qū)域:1)貝加爾湖地區(qū)，2)赤道90°E附近以及新加坡、馬來西亞地區(qū)，3)80 ～100°E，22 ～32°N 區(qū)域。李崇銀和周亞萍(1995)基于動能的分析指出不論是冬季還是夏季，200 hPa上QBWO的動能在西半球有極大值，尤其是在赤道東太平洋和赤道大西洋地區(qū)。Wen et al．(2011)指出在OLR(Outgoing Longwave Radiation)QBWO方差大于200 W2·m－4的熱帶—副熱帶美洲地區(qū)(即130～60°W，0°～30°N的地區(qū))主要存在兩個模態(tài)，其一是在東太平洋和熱帶美洲上的東西向的偶極型(即東西模態(tài))，另一為東太平洋和熱帶美洲上的南北向的偶極型(即南北模態(tài))?？偨Y(jié)這些結(jié)果可以看出，無論冬夏，QBWO主要分布在熱帶和副熱帶地區(qū)。至于所得到的其他一些不同結(jié)論，可能是因為所選擇的時間、地域、變量要素以及大氣層高度有所不同。

對全球QBWO的時空特征進行研究后，Kikuchi and Wang(2009)指出了全球熱帶和副熱帶不同地區(qū)所有可能的QBWO模態(tài)。該研究指出全球的QBWO對流距平的主導位置在10～30°S、10～30°N，夏季有三個主要模態(tài)，即亞洲—太平洋、中美以及副熱帶南太平洋模態(tài);冬季(南半球夏季)有五個主要模態(tài)，即澳大利亞—西南太平洋、南非—印度洋、南美—大西洋、副熱帶北太平洋和北大西洋—北非模態(tài)。當然，這種全球分布是基于OLR資料得到的，用其他變量要素進行研究或許可以得到不同的結(jié)論或者新的發(fā)現(xiàn)。

1.2 準雙周振蕩的活動特征

到目前為止，對QBWO的產(chǎn)生和維持機制的理解很有限(Wen and Zhang，2008;Wen et al．，2010)，研究QBWO的活動特征有助于對其產(chǎn)生和維持機制的深入研究。目前研究最多的是關于QBWO的起源和傳播等特征。

Blackmon et al．(1984a，1984b)基于北半球冬季500 hPa高度資料的分析后，指出20 d振蕩起源于中緯度地區(qū)，并有西北—東南向波導存在。武炳義等(1994)對特殊年份的夏季200 hPa緯向風的QBWO進行研究，從90°E的緯向—時間剖面得出源于赤道附近(5°N)的QBWO與源于高緯地區(qū)(53～58°N)的 QBWO 在25°N 附近同位相相遇，在 20°N反位相疊加。他們的研究雖然具有一定的時間局限性，但可以說明高緯和低緯地區(qū)均可能是QBWO的振源，且QBWO在低緯可能向北傳播，高緯可能向南傳播。Sultan et al．(2003)和 Janicot et al．(2011)得到的QBWO西傳模態(tài)并非是西非的局地現(xiàn)象，這一西傳模態(tài)可能與Wen et al．(2011)得到的起源于東大西洋的東西模態(tài)相聯(lián)系，它沿15°N西傳，在加勒比海加強，后在中太平洋消失;同時Wen et al．(2011)得到另一南北模態(tài)起源于西太平洋暖池，并東傳，在東太平洋加強，到達加勒比海后北移，這可能又與Wu et al．(2009)得到的起源于加勒比海—西大西洋的QBWO相關聯(lián)。Chen et al．(2004)也曾指出夏季西太平洋是QBWO的源地。Kikuchi and Wang(2009)運用跟蹤法(tracking method)研究對流QBWO的全球時空結(jié)構(gòu)后指出，夏季赤道西印度洋和赤道西太平洋是兩個主要的源地，且起源于西印度洋的振蕩有向沿赤道向東傳的特征，在東傳的過程中一部分轉(zhuǎn)為向北或西北傳播至阿拉伯海或孟加拉灣，一部分轉(zhuǎn)為向南傳播至南印度洋;而起源于赤道西太平洋的振蕩主要向西北傳播，在傳播過程中大部分振蕩西傳至南海，部分振蕩轉(zhuǎn)為向東北傳播并消失于西北太平洋。那些到達南海的振蕩一部分在當?shù)叵?，一部分抵達印度洋后與源于印度洋的振蕩匯合，而許多源于印度洋的振蕩又與部分源于赤道東印度洋或赤道西印度洋的振蕩匯合。冬季源于南澳大利亞的振蕩向東北方向傳播，在傳播過程中一部分消失在大陸東北海岸，一部分抵達西南太平洋。源于西南太平洋的振蕩東傳至新幾內(nèi)亞后并向東/東南傳播，最后消失在東南太平洋。另外冬季在西北太平洋和東北太平洋分別有向西北和向東傳播的特征，在南非—南印度洋以及北非—北大西洋區(qū)域也有向東傳播特征，而在印度洋和南美—南大西洋分別有向東南和東北傳播的特征。Kikuchi and Wang(2009)的研究足以證明QBWO活動特征的復雜性:不同區(qū)域QBWO的起源地和傳播方向可能并非是單一的，傳播路徑也不一定是固定不變的，即使是同一地區(qū)其起源地和傳播方向也可能是多變的。

很多研究都表明，大氣QBWO無論是在緯向傳播還是經(jīng)向傳播上都是很復雜的。李崇銀和周亞萍(1995)指出熱帶大氣200 hPa和800 hPa緯向風的QBWO以向西傳播為主，但也時常可以看到向東傳播的情況。熱帶800 hPa緯向風QBWO在不同地區(qū)有著不同的經(jīng)向傳播特征，對于同一個地區(qū)，在冬季和夏季一般有近乎相反的經(jīng)向傳播。祁莉等(2008)指出北半球低緯(10～15°N)平均緯向風場的準20 d振蕩有顯著的西傳特征，西風擾動來自西太平洋140～150°E附近，向西傳播至90～100°E孟加拉灣地區(qū)，這與陳隆勛等(2004)的分析是一致的。同時，115～120°E區(qū)域平均準10 d振蕩的緯向風擾動也有顯著的北傳特征，該西風擾動來自赤道。Chen and Chen(1993)指出1979年夏季風對流QBWO的緯向波長為6 000 km，并以4～5 m/s的速度西傳，之后Numaguti(1995)和Chatterjee and Goswami(2004)也得到了類似的波長和西傳速度。Jiang and Waliser(2009)基于TRMM降水觀測資料研究指出東太平洋(140～90°W，0°～30°N)的 QBWO 模態(tài)以1.2(°)/d的速度向北傳播，并表現(xiàn)出西傳特征。Wen et al．(2010)基于OLR資料分析了春季熱帶印度洋QBWO的演變特征后發(fā)現(xiàn)，對流擾動首先發(fā)生在西印度洋，并緩慢東移，移至中印度洋之后，又快速北跳至東印度洋。Wen et al．(2010)的研究說明QBWO在傳播過程中速度和方向都可能發(fā)生變化，可以先慢后快，也可以由緯向傳播轉(zhuǎn)為經(jīng)向傳播。占瑞芬等(2008)分析中國東部副熱帶夏季風降水QBWO的傳播特征后發(fā)現(xiàn)，無論是QBWO強年還是弱年，其緯向傳播均不明顯，基本表現(xiàn)為局地振蕩特征。

2 準雙周振蕩對天氣氣候系統(tǒng)的影響

研究QBWO的重要意義在于其對天氣氣候的預測及指示作用，QBWO對大范圍的長期天氣變化及異常有著重要的影響(李崇銀，1991)。例如熱帶QBWO與熱帶旋生和季風消亡有關(Kikuchi and Wang，2009)、北美 QBWO與美國和墨西哥不同的降水形態(tài)有關(Wen et al．，2011)等。以下從QBWO對熱帶氣旋、大氣環(huán)流以及季風等的影響等方面，對QBWO的研究成果進行總結(jié)。

研究QBWO與熱帶氣旋(Tropical Cyclone，TC)活動之間的關系，可以給TC活動的預測提供理論依據(jù)。相對于ISO對熱帶氣旋的影響而言，QBWO對其影響的研究相對較少。研究表明QBWO對TC有一定的調(diào)制作用，對其生成概率等也有影響。王磊等(2009)指出西北太平洋大氣QBWO的不同位相對TC調(diào)制作用的顯著程度不同，不同位相TC的生成概率也不同。受QBWO的控制，季風槽的位置從西北太平洋東部海域逐漸向西北太平洋西北部地區(qū)移動，伴隨季風槽的移動，西北太平洋生成TC的平均位置也隨之向西北方向移動。另外，QBWO對TC(陶麗等，2012)或臺風(趙小平等，2012)路徑也有一定影響。

雖然目前QBWO對環(huán)流的作用尚不明確，但已經(jīng)有研究表明QBWO對大氣環(huán)流有重要影響。Wen and Zhang(2005)發(fā)現(xiàn)蘇門答臘對流QBWO可能激發(fā)熱源西部的熱帶Rossby波，從而導致“大陸橋”和中印半島南部上空的經(jīng)向風擾動。隨后，Wen and Zhang(2007)研究了QBWO在中印半島對流建立中的作用，發(fā)現(xiàn)中印半島對流活動與QBWO有緊密聯(lián)系。熱帶對流QBWO的濕位相從蘇門答臘北移至中印半島。在中印半島南部，QBWO引起的異常南風對對流擾動的北移和低層水汽通量的符合均有利。Wen and Zhang(2008)還研究了春季蘇門答臘附近熱帶對流QBWO與熱帶印度洋上空低層環(huán)流的關系。在QBWO的強位相存在關于赤道對稱的對流異常加熱場，加熱場激發(fā)的大氣Rossby波在對流區(qū)域的西邊生成兩個關于赤道對稱的氣旋，這兩個氣旋的發(fā)展在850 hPa誘發(fā)赤道北部的異常南風和赤道南部的異常北風，從而導致底層風場的輻散，進而減弱了蘇門答臘附近的對流，而QBWO的弱位相使得對流加強，這些結(jié)論與Gill理論(Gill，1980)是相一致的。可見，QBWO在不同地區(qū)對環(huán)流的影響是不同的，且其不同位相對環(huán)流的影響似乎也不同，這些都值得進一步的研究。近些年，許多學者探討了QBWO對我國異常天氣的影響。紀忠萍等(2007)指出影響廣州強冷空氣活動主要受QBWO低頻波控制，他們建立的廣州強冷空氣QBWO的大氣環(huán)流模型較好地反映了廣州強冷空氣爆發(fā)前后QBWO不同演變階段的大氣環(huán)流及地面氣壓場的變化特征。馬曉青等(2008)也指出2004/2005年冬季兩次主要強寒潮事件是在強QBWO低頻振蕩背景下發(fā)生的。他們的研究還表明QBWO低頻波動在40°N南北獨立傳播，南北波列耦合寒潮全面爆發(fā);寒潮爆發(fā)后期QBWO波動引起我國東南部低空輻散異常、高空輻合異常，從而導致我國南部地區(qū)偏北風增強，寒潮向南爆發(fā)程度和高空東亞急流明顯加強。馬寧等(2011)指出QBWO與ISO的同位相疊加使得2008年初我國南方的降溫更明顯。該年冰雪災害前期我國南方主要受由北方向南傳播的QBWO與ISO兩種尺度近地面氣溫低頻振蕩的共同影響。

另外，早在20世紀70年代，Murakami(1976)就指出QBWO與印度季風的活躍和中斷聯(lián)系密切，此后QBWO對季風影響逐漸引起了學者們的關注。在印度季風活躍期，季風槽明顯，其中常有季風低壓發(fā)生和活動，印度半島降雨量較多;在印度季風中斷期，在印度半島一般無明顯季風槽活動，降雨量較少。印度季風由活躍期到中斷期再到活躍期，其時間尺度一般為10～20 d。Gadgil(1988)根據(jù)季風的QBWO預報季風潮和季風中斷。因此印度季風的活動和中斷是季風QBWO的重要表現(xiàn)，也可以說是熱帶大氣QBWO的重要影響(李崇銀，1991)。QBWO也可能通過影響季風區(qū)的環(huán)流來影響季風的活躍和中斷。Wen and Zhang(2007)發(fā)現(xiàn)中印半島上空與QBWO相聯(lián)系的異常南風為對流的發(fā)展提供有利的環(huán)流，從而有利于夏季風爆發(fā)。很多研究都表明QBWO對夏季風的建立尤為重要(Krishnamurti and Ardanuy，1980;Lau et al．，1988;Chen and Chen，1995b;Wu and Zhang，1998;Zhang et al．，2002;Mao and Chan，2005;Lin and Li，2008;Wen and Zhang，2007，2008)。

3 準雙周振蕩的機制研究

目前，有關QBWO的產(chǎn)生和維持機制研究已經(jīng)取得了一定的成果。早于1976年，Krishnamurti and Bhalme(1976)用太陽輻射—云的相互作用(可稱為云—輻射—對流反饋機制)來解釋印度季風的QBWO。他們認為當印度中部少云時太陽輻射較強，大氣處于較強的干靜力不穩(wěn)定狀態(tài)。在此期間，淺薄干對流和對流層中上層的大尺度下沉運動是其基本特征，地面出現(xiàn)熱低壓活動。當干靜力不穩(wěn)定達最大值時，熱低壓占主導地位，且季風槽地面氣壓加深。隨著季風槽氣壓的加深，低層輻合加強，季風變活躍，出現(xiàn)季風雨，云層覆蓋增加，到達地面太陽輻射就減弱。降水引起的潛熱釋放將加強局地經(jīng)向Hadley型垂直環(huán)流，且其上升支位于印度東北部，下沉支位于南半球副熱帶高壓區(qū)。上述環(huán)流演變將加強越赤道氣流和西南季風，并把季風槽推到印度北部，甚至青藏高原;印度中部降水逐漸減少，輻射增加，大氣干靜力不穩(wěn)定又將逐漸增加，從而使QBWO現(xiàn)象得以維持。Chatterjee and Goswami(2004)指出QBWO是熱帶大氣固有的模態(tài)，并運用模式研究表明蒸發(fā)—風反饋和平均氣流的垂直切變對QBWO的存在并不起決定性作用，但這些過程能輕微改變QBWO的發(fā)生率，并使得其不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)得以維持。無論是云—輻射—對流反饋機制，還是蒸發(fā)—反饋機制，都說明QBWO的維持與近地面大氣的動力過程有緊密聯(lián)系。Mounier et al．(2008)指出在東傳的赤道大氣擾動和陸面過程的共同控制下，非洲東傳QBWO模態(tài)出現(xiàn)偶極子型。當非洲對流達最低時，少云使得地面短波輻射通量較高，導致地表溫度增高，地面氣壓降低，從而產(chǎn)生東西向的氣壓梯度，接著引起內(nèi)陸向東的水汽平流。與Kelvin波相關的正的壓強信號從大西洋到達非洲后，可增強低層西風分量和內(nèi)陸水汽平流，從而導致非洲對流活動的增強，最終發(fā)展成反位相的偶極子型。Janicot et al．(2010，2011)也指出西非 QBWO主要受大氣動力過程和陸面過程控制。

不同地區(qū)QBWO的產(chǎn)生和維持機制也有一定的區(qū)別。張韌和喻世華(1992)用動力學方法探討了夏季西太平洋副熱帶高壓QBWO的產(chǎn)生機制，指出在東亞特定的環(huán)流條件下，東亞大陸季風雨帶和南海至西太平洋地區(qū)熱帶雨帶凝結(jié)潛熱的熱力強迫作用均可激發(fā)出準雙周CISK波動，其波動動能向東亞大陸副熱帶地區(qū)的頻散變化存在一種“自我調(diào)整”過程，從而引導西太平洋副熱帶高壓的進退。占瑞芬等(2008)分析了中國東部夏季副熱帶降水QBWO的維持機制，發(fā)現(xiàn)副熱帶降水的QBWO與西太平洋對流擾動及其激發(fā)的低層低頻環(huán)流場有密切關系，后者在Rossby波和環(huán)境流的共同作用下向西北方向移動是中國東部夏季副熱帶降水QBWO維持的主要原因。當然，不同地區(qū)不同季節(jié)也可能存在共同的機制來控制QBWO的活動(Kikuchi and Wang，2009)。

很多研究都表明，Rossby波在QBWO(尤其是熱帶QBWO)的產(chǎn)生和維持中起重要作用。熱帶外Rossby波引起赤道對流QBWO(Kiladis and Weickmann，1992，1997;Tomas and Webster，1994)，QBWO與赤道Rossby波的西傳和赤道外Rossby波列的東傳有緊密聯(lián)系(Kikuchi and Wang，2009)?；赥OGA海氣耦合響應試驗結(jié)果，Numaguti(1995)根據(jù)冬季赤道QBWO的結(jié)構(gòu)和傳播速度，將其解釋為n=1的赤道Rossby波。Jiang and Lau(2008)指出西太平洋對流QBWO活動通過橫穿太平洋的Rossby波列將它們的遙影響一直延伸到美國大陸或北美季風區(qū)。Wen and Zhang(2005，2008)的研究發(fā)現(xiàn)蘇門答臘對流處于QBWO的不同位相時，對大氣的加熱不同。當蘇門答臘附近為對流加熱(冷卻)時，大氣Rossby波響應將在熱源(冷源)西側(cè)產(chǎn)生氣旋對(反氣旋對)，低層風場隨之在蘇門答臘附近輻散(輻合)，進而使得對流強度向相反方向發(fā)展。因此認為蘇門答臘附近對流以及與其相聯(lián)系的熱源變化所導致的熱帶環(huán)流之間的負反饋過程可能是熱帶大氣QBWO的一種維持機制，同時指出對流擾動及其強迫產(chǎn)生的大氣Rossby波所造成的風場之間的相互適應過程可能是熱帶QBWO的重要維持機制。對流、Rossby波響應和相關的低層環(huán)流之間的反饋作用對維持QBWO的結(jié)構(gòu)有重要作用。

一些學者對QBWO經(jīng)向或緯向傳播機制進行了探討。Webster(1983)把季風的QBWO歸結(jié)為地面水文過程的影響。他指出，雖然感熱分量比其他非絕熱加熱分量小，但是邊界層的感熱一般都在最大上升區(qū)的前沿輸入大氣，并使大氣不穩(wěn)定。這樣就使得濕對流加熱分量在降雨帶的前面向北緩慢移動，隨著這些加熱分量的向北移動，正比于加熱總量的上升運動也將向北移動。同時由于降雨后潮濕地面的蒸發(fā)冷卻使邊界層輸入大氣的感熱通量和潛熱通量減小，有效地促使對流層大氣趨于穩(wěn)定，也就減少了上升運動區(qū)靠赤道一側(cè)的對流加熱。他強調(diào)了流入到行星邊界層的地表熱通量的重要作用，它破壞了對流北面得大氣穩(wěn)定度，從而解釋了QBWO北傳的原因。Kikuchi and Wang(2009)分析指出QBWO的西傳模態(tài)可根據(jù)季風平均氣流的赤道Rossby波和對流耦合來理解，東傳模態(tài)與上游赤道外Rossby波列有關。在副熱帶地區(qū)，正壓Rossby波列在QBWO東傳模態(tài)的發(fā)生、發(fā)展和傳播過程中起重要作用。他們的研究結(jié)果表明，熱帶和副熱帶動力學在理解全球范圍的QBWO系統(tǒng)的活動時是不可或缺的。Susan and Wang(2001)提出海氣相互作用可能是QBWO北傳的一個原因，但他們實際上討論的是10～100 d的振蕩，即是與ISO一起討論的，這說明QBWO和ISO可能存在共同的機制。Taylor(2008)和Taylor et al．(2011)用陸—氣和輻射—大氣相互作用過程來解釋西非QBWO模態(tài)的維持和西傳。與西非QBWO正位相有關的大范圍的濕土壤使得地表熱通量減弱，低層反氣旋性環(huán)流將水汽輸送到對流區(qū)域的前方，從而引起QBWO的西傳。Lavender et al．(2010)分析了GCM模式的模擬結(jié)果表明，西非QBWO西傳模態(tài)的存在不依賴與土壤濕度，但土壤濕度和陸—氣的耦合對大氣的反饋作用有利于QBWO西傳模態(tài)的生成。他們的模擬結(jié)果說明QBWO的西傳模態(tài)可純粹由內(nèi)部大氣模態(tài)來控制。內(nèi)部大氣的模態(tài)可能決定于對流耦合的西傳赤道Rossby波。

4 準雙周振蕩的研究展望

盡管對于QBWO的特征、意義及機理等方面已經(jīng)有豐富的研究成果，但是不管從結(jié)構(gòu)特征和激發(fā)機制，還是從對天氣和氣候的影響來講，都是極其復雜的，對于QBWO的研究還需要更深入的研究。以下對QBWO今后的幾個研究重點進行了展望。

4.1 特征方面

從前文的綜述可知，不論是QBWO的結(jié)構(gòu)特征還是傳播特征，都是極其復雜的，都需要進一步研究，且結(jié)構(gòu)和傳播等特征的研究還有利于機制的研究。首先，雖然QBWO具有全球性和多季性，但更值得注意的是它的地域性和季節(jié)依賴性。不同高度、不同時間、不同變量以及不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)特征都還沒有得到系統(tǒng)性的結(jié)論，已有研究表明(李崇銀和周亞萍，1995;Wen et al．，2011)大氣 QBWO 具有較顯著的年際變化特征。因此，QBWO的時空結(jié)構(gòu)及其季節(jié)、年際和年代際變化規(guī)律需要深入研究。其次，QBWO的起源和傳播特征都很復雜。雖然很多研究都表明QBWO有顯著的西傳特征，但它又不僅僅限于西傳，也有東傳、北傳、南傳、以及局地等特征，研究這些特征對更好地理解其產(chǎn)生和維持機制是有益的。由于目前有關研究注重的主要是低緯熱帶地區(qū)，對中高緯度，尤其是高緯度地區(qū)的關注還不夠，值得繼續(xù)研究。最后，不同要素QBWO之間可能存在著本質(zhì)差別(李麗平等，2009)，因此對不同要素所反映的QBWO的不同特征值得深入研究。

4.2 與其他尺度間的相互作用方面

QBWO對大范圍的長期天氣變化及異常有著重要的影響(李崇銀，1991)，其對天氣變化的影響顯然是其對其他時間尺度作用的一個重要體現(xiàn)。綜上可知，QBWO對天氣氣候有很大的影響，但目前很多方面的研究還不夠深入，仍需進一步研究。關于QBWO對我國天氣的影響，已有一些研究，并得到了一些有意義的結(jié)論。在季節(jié)變化背景下，南海地區(qū)QBWO的北傳，在很大程度上可以影響中國與東亞地區(qū)降水事件的發(fā)生(丁一匯等，2004)。東亞夏季風的LFO在東亞地區(qū)表現(xiàn)為隨時間向北傳播的“季風涌”，其在不同緯度的量值可以很好地描述當?shù)卮蟪叨冉邓^程(琚建華等，2005)。在東亞弱季風涌年的主要振蕩周期為QBWO，容易造成長江中下游干旱(琚建華和趙而旭，2005)。QBWO對我國高影響天氣事件和月季氣候形成的作用，雖然已經(jīng)得到一些有意義的成果，也已有課題正在進行研究并已取得了初步成果，但仍需要進一步深入。事實上，我國降水本身也存在著QBWO，比如長江中下游地區(qū)(Yang et al．，2010)的降水。陸爾和丁一匯(1996)分析1991年江淮流域特大暴雨的10～25 d振蕩，認為其同東亞夏季風的準雙周北傳和低頻冷空氣的向南侵入有關。毛江玉和吳國雄(2005)發(fā)現(xiàn)1991年江淮流域濕度場和降雨量變化均存在顯著的準雙周振蕩特征。這些特征及其與其他尺度的相互作用均需要進一步研究。

目前研究最多的是QBWO對其他時間尺度的作用問題，其他時間尺度對QBWO的反饋作用研究涉及很少，需要加強研究。另外，LFO的兩個重要組成，即QBWO和ISO之間的關系很密切，Yang et al．(2008)指出南海QBWO和ISO在6—7月有負相關關系。并提出一種可能原因來解釋這種反位相關系。因此QBWO和ISO出現(xiàn)的環(huán)流背景可能有一定的差別，研究這些差別對理解它們之間的相互關系非常有益，然而QBWO和ISO之間的相互關系仍有待進一步研究。

4.3 研究機理方面

由于QBWO同時具有經(jīng)向和緯向傳播特征，合理的維持機制在解釋其維持的同時也應該能夠準確的解釋其傳播機制，但目前能同時很好地解釋其維持和傳播的機制還很有限，甚至能同時解釋其經(jīng)向和緯向傳播的機制也很少，這與QBWO現(xiàn)象的復雜性有很大關系，因此關于QBWO的傳播機制的研究很有限，有待于進一步研究。

很多研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不論是低緯還是高緯地區(qū)，QBWO的垂直結(jié)構(gòu)以相當正壓結(jié)構(gòu)為主，但它表現(xiàn)出這種垂直結(jié)構(gòu)的原因還不清楚，有關的研究也很少。尤其是在中高緯度都以相當正壓為主的原因還很不清楚，需要進一步研究。李崇銀和 Smith(1996)首次對熱帶QBWO進行模擬后得出，赤道東太平洋暖SST異常可以明顯減弱QBWO，同時也使其結(jié)構(gòu)更趨于正壓性。外源強迫比較有利于在大氣中激發(fā)正壓不穩(wěn)定模，將SST異常視為大氣的一種外源強迫，也將有利于在大氣中產(chǎn)生正壓不穩(wěn)定模，這可能是暖SST異常(El Nino)條件下QBWO更趨于正壓的原因。這證明了QBWO與ENSO(El Nino Southern Oscillation)有密切聯(lián)系，但它們之間的具體相互影響過程仍待研究。另外，已有研究表明(李崇銀和周亞萍，1995;Wen et al．，2011)大氣 QBWO具有較顯著的年際變化特征，但其年際變化的原因仍不清楚，這一直是利用QBWO規(guī)律用于指導中期天氣預報的障礙，一直以來QBWO的年際變化的原因仍然是一個難點問題，因此需要今后加強并深入研究。

關于中高緯地區(qū)QBWO的產(chǎn)生機制，特別是關于大氣環(huán)流指數(shù)循環(huán)的研究表明，大氣中波和基本氣流間的相互作用對于產(chǎn)生QBWO極其重要。因為在沒有周期性外力作用下，大氣的波動(特別是超長波)與基本氣流相互制約的非線性反饋過程，可以產(chǎn)生準周期性的指數(shù)循環(huán)(李崇銀，1991)。由于非線性過程是十分復雜的，因此有關中高緯度地區(qū)QBWO的相關機制也有待進加強研究。

4.4 模擬和預測方面

關于LFO的模擬，目前主要關注的是對ISO的模擬研究，對QBWO模擬研究的很少，其作為大氣重要的低頻系統(tǒng)之一，對其模擬就顯得十分重要。但目前對于QBWO的模擬還特別少，值得去探討。關于QBWO的預報方面，已有一些學者嘗試將大氣低頻變化規(guī)律與業(yè)務預報相結(jié)合，并取得了效果。但這些工作大多側(cè)重于將大氣低頻振蕩信號應用于降水等趨勢預報，至今尚很少涉及到QBWO時間尺度的過程預報，且僅限于有限區(qū)域的研究，廣大區(qū)域的QBWO在降水等天氣趨勢預報中的作用及其過程預報仍需不斷的研究。

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