【摘要】：本文提出了一種新的反映中緯度環(huán)流異常的指數(shù)。通過(guò)計(jì)算逐日指數(shù)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)指數(shù)從正值到負(fù)值的轉(zhuǎn)變可以描述一類偏離緯向流的環(huán)流過(guò)程。這一新的指數(shù)是對(duì)西風(fēng)指數(shù)(環(huán)狀模指數(shù))的一種發(fā)展。環(huán)狀模指數(shù)揭示的是緯向均勻的高低緯度間的一種遙相關(guān)，這種遙相關(guān)在整個(gè)半球尺度普遍的存在著，稱之為北(南)極濤動(dòng)(AO)或者環(huán)狀摸(Annular mode)。在北半球這種振蕩的遙相關(guān)型還顯示出一定的局地性，NAO指數(shù)指示的就是北大西洋地區(qū)的這種振蕩。然而所有這些指數(shù)所反映的都是半球尺度的或者區(qū)域尺度的緯向均勻模態(tài)。伴隨著這種大尺度指數(shù)的變化，中高緯度60°N～70°N和30°N～40°N兩個(gè)遙相關(guān)型的兩個(gè)顯著中心之間的55°N附近地區(qū)大氣環(huán)流在不斷的調(diào)整著，通常這一緯度帶是大氣阻塞活躍的地帶。 本文所提出的指示中緯度環(huán)流異常的指數(shù)既著眼于整個(gè)緯度帶的普遍情況又能自然的反映出緯度帶上環(huán)流的局地變化特征，通過(guò)指數(shù)值的由正到負(fù)的變化體現(xiàn)環(huán)流從接近緯向均勻態(tài)(NAO／AO的高指數(shù)時(shí)期)到偏離緯向均勻態(tài)——異常態(tài)(NAO／AO的低指數(shù)時(shí)期)的轉(zhuǎn)變。負(fù)指數(shù)能敏感的反映出中緯度55°N附近地帶一類活躍的異常事件，本文稱之為“負(fù)指數(shù)過(guò)程”�；钴S在55°N附近的這種偏離緯向流的環(huán)流型在中高緯度普遍存在，它們活動(dòng)頻度和強(qiáng)度的變化是北半球蹺蹺板型遙相關(guān)支點(diǎn)地帶大氣活動(dòng)情況的反映。借助于這一指數(shù)本文對(duì)中緯度負(fù)指數(shù)環(huán)流及阻塞系統(tǒng)進(jìn)行了定量化的研究。 本文首先將所有的負(fù)指數(shù)過(guò)程作為一個(gè)整體，研究了活躍在中緯度的經(jīng)向型環(huán)流過(guò)程(負(fù)指數(shù)流型過(guò)程)的地理分布、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、季節(jié)變化、年循環(huán)和長(zhǎng)期演變特征。負(fù)指數(shù)過(guò)程包含各種時(shí)間和空間尺度，其中強(qiáng)度大的一類是比瞬變天氣過(guò)程變化緩慢的低頻過(guò)程。本文的研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)性負(fù)指數(shù)環(huán)流過(guò)程能很好的反映中高緯度阻塞事件，并利用這一指數(shù)定義了新的阻塞客觀指數(shù)。將這一新的阻塞指數(shù)與已有指數(shù)作了比較，指出了這一新的阻塞指數(shù)的優(yōu)越性：負(fù)指數(shù)區(qū)能反映出阻塞的局地特征和強(qiáng)度；通過(guò)跟蹤指數(shù)場(chǎng)在某區(qū)域由正到負(fù)再到正的演變過(guò)程準(zhǔn)確的指出阻塞的開始、演變過(guò)程和結(jié)束；新的阻塞指數(shù)增加了指數(shù)的自由度，能反映等壓面上的二維信息既不同于Dole(1983)的基于點(diǎn)的指數(shù)也不同于通過(guò)抽取幾個(gè)緯度的信息來(lái)反映阻塞的整體特征；新的指數(shù)通過(guò)跟蹤負(fù)指數(shù)區(qū)域直接的反映了阻塞空間和時(shí)間上的真實(shí)過(guò)程，而不是通過(guò)間接的途徑去反映。本文利用這個(gè)新的阻塞指數(shù)的定義對(duì)42年中所有阻塞的強(qiáng)度、發(fā)生頻度、季節(jié)變化和長(zhǎng)期演變特征等作了全面的統(tǒng)計(jì)。 關(guān)于負(fù)指數(shù)過(guò)程以及負(fù)指數(shù)定義下的阻塞的統(tǒng)計(jì)研究主要得到如下的結(jié)果： (1)負(fù)指數(shù)過(guò)程是北半球西風(fēng)帶的一種普遍現(xiàn)象，其發(fā)生有一定的局地聚集性，在某些地區(qū)經(jīng)常發(fā)生而在另一些地區(qū)卻很少發(fā)生。 (2)負(fù)指數(shù)過(guò)程的聚集型存在季節(jié)差異：冬春季分布范圍廣，主要分布于東大西洋、歐洲及烏拉爾山地區(qū)和北美沿岸，夏秋季分布范圍縮小秋季最小。只有在亞洲遠(yuǎn)東地區(qū)特殊，該地區(qū)夏季的負(fù)指數(shù)過(guò)程最頻繁，其他季節(jié)很少。 (3)對(duì)平均振幅和平均持續(xù)時(shí)間分布的分析表明，負(fù)指數(shù)過(guò)程頻繁發(fā)生的區(qū)域也是長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間大振幅的負(fù)指數(shù)過(guò)程存在的區(qū)域。 (4)持續(xù)時(shí)間在5天以上的負(fù)指數(shù)過(guò)程的分布更加集中，主要分布在幾個(gè)活動(dòng)中心地域附近。 (5)對(duì)42年soohPa高度場(chǎng)進(jìn)行了合成，發(fā)現(xiàn)每一個(gè)負(fù)指數(shù)過(guò)程的活動(dòng)中心都 對(duì)應(yīng)一個(gè)高度場(chǎng)上的典型阻塞流型。 (6)統(tǒng)計(jì)了每一個(gè)活動(dòng)中心的負(fù)指數(shù)過(guò)程活動(dòng)日數(shù)得到了每個(gè)季節(jié)最頻繁出 現(xiàn)的負(fù)指數(shù)流型場(chǎng)，絕大多數(shù)的負(fù)指數(shù)流型(阻塞)的活動(dòng)是局地型的， 也就是說(shuō)負(fù)指數(shù)過(guò)程發(fā)生在某地則僅在該地有負(fù)指數(shù)過(guò)程出現(xiàn)在北半球 的其他地域沒(méi)有同時(shí)的負(fù)指數(shù)過(guò)程發(fā)生。僅在少數(shù)的情況下，兩大洋地區(qū) 的負(fù)指數(shù)過(guò)程同時(shí)出現(xiàn)。 (7)負(fù)指數(shù)過(guò)程的振幅和活動(dòng)日數(shù)存在著顯著的季節(jié)變化，振幅冬春季大夏秋 季小，活動(dòng)日數(shù)的年循環(huán)在不同的區(qū)域有不同的特征。 (8)用新的阻塞指數(shù)統(tǒng)計(jì)得到的阻塞日數(shù)的地區(qū)差異和季節(jié)差異:大西洋區(qū)的 平均季節(jié)內(nèi)阻塞日最多。烏拉爾亞洲區(qū)和太平洋北美區(qū)比較，，冬、春、秋 季太平洋北美區(qū)的阻塞日比烏拉爾亞洲區(qū)的阻塞日多，而在夏季烏拉爾亞 洲地區(qū)的阻塞日數(shù)比太平洋北美區(qū)的要多。大西洋歐洲區(qū)，冬、春、夏季 阻塞活動(dòng)頻繁，秋季阻塞活動(dòng)最不頻繁。烏拉爾亞洲區(qū)，阻塞活動(dòng)在夏季 最頻繁，其他季節(jié)都很少。太平洋北美地區(qū)阻塞活動(dòng)日數(shù)冬夏兩季較多， 秋季最少。 (9)阻塞多年季節(jié)平均振幅冬春季比夏秋季大，只有在烏拉爾亞洲區(qū)夏季阻塞 的振幅較大與冬季振幅相當(dāng)。 (10)對(duì)逐年的阻塞數(shù)和平均振幅進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出了阻塞個(gè)數(shù)和強(qiáng)度的年變化。發(fā) 現(xiàn)冬季兩大洋阻塞包含顯著的10年周期變化。 利用負(fù)指數(shù)對(duì)阻塞關(guān)鍵區(qū)的界定，對(duì)阻塞生命循環(huán)中的動(dòng)力和熱力特征進(jìn)行 個(gè)例分析。分析了阻塞生命循環(huán)中阻塞關(guān)鍵區(qū)和其周圍區(qū)域的流速、渦度的分布 和時(shí)間演變特征，還計(jì)算了阻塞關(guān)鍵區(qū)及其周圍區(qū)域的渦度和感熱通量的時(shí)間演 變。結(jié)果顯示，控制阻塞生命?
【圖文】：

負(fù)指數(shù)區(qū)域的經(jīng)向風(fēng)和緯向風(fēng)，陰影區(qū)是負(fù)指數(shù)區(qū)

0年累計(jì)負(fù)指數(shù)事件的地理分布，最外圈緯度是35N(a)一(d)分別為春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)的情況
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：P731.27

【引證文獻(xiàn)】

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1 刁一娜;Ⅰ.新的阻塞指數(shù)及其應(yīng)用研究 Ⅱ.時(shí)間變化的氣象及流場(chǎng)開邊界條件強(qiáng)迫下黃渤東海流場(chǎng)演變的研究的初步工作[D];華東師范大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 柴晶品;北半球冬季阻塞活動(dòng)長(zhǎng)期變化的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

2 姜治娜;非線性優(yōu)化方法在阻塞研究中的應(yīng)用[D];中國(guó)海洋大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2621983