劉鳴彥,朱偉軍,高潔,顧沛澍
(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.沈陽區(qū)域氣候中心,遼寧沈陽110016)
風暴軸是指2.5~6 d天氣尺度瞬變擾動最活躍的地區(qū),分別位于中緯度的太平洋與大西洋上空,與每日地面天氣圖上的氣旋/反氣旋路徑緊密聯(lián)系,對大氣環(huán)流的維持和北半球天氣氣候變化的預測起著重要的作用(鄧興秀和孫照渤,1994)。許多學者對風暴軸的結(jié)構(gòu)特征(傅剛等,2009)、時間演變規(guī)律(高琦等,2008)、能量轉(zhuǎn)換(鄧興秀和孫照渤,1995;孫照渤和朱偉軍,2000)以及維持機制(孫照渤和朱偉軍,1998;朱偉軍和孫照渤,2001)等方面進行了深入細致的研究,揭示了風暴軸的很多變化特征。就逐月平均而言,與春季4月和秋季11月相比,冬季月份的瞬變擾動活動相對較弱,Nakamura(1992)稱其為風暴軸的“冬季抑制現(xiàn)象”,這種抑制現(xiàn)象在對流層上部(250 hPa)最明顯,低層并不顯著,500 hPa則為過渡層次。而對500 hPa來講,若就季節(jié)平均(3個月平均)而言,風暴軸在冬季最強,位置偏南、偏西,夏季最弱,位置偏北、偏東,春、秋兩季為過渡季節(jié)(鄧興秀和孫照渤,1994)。另外,風暴軸還存在顯著的年際、年代際變化(胡增臻和黃榮輝,1997;Chang and Fu,2002),冬季各高度層北太平洋風暴軸在1985年前后一致性地發(fā)生了躍變,而夏季風暴軸強度均表現(xiàn)為1960年代及1970年代初的偏弱、1980年代后期至2002的偏強(丁葉風等,2006)。韓博等(2007)以及任雪娟等(2007)對風暴軸異常場進行EOF分解,風暴軸主要表現(xiàn)有兩種變化型:分別是風暴軸在其氣候平均位置附近強弱和位移變化的單極子變化型與風暴軸在其中、東部地區(qū)南北位移和強弱變化的偶極子變化型。風暴軸東、西兩端的結(jié)構(gòu)有所不同,西端為強的斜壓性結(jié)構(gòu),到了東端轉(zhuǎn)變?yōu)橄喈斦龎航Y(jié)構(gòu)(朱偉軍和孫照渤,1999)。此外,有大量的研究集中于風暴軸與大氣低頻環(huán)流之間的相互作用方面。Lau(1988)指出,風暴軸變化的主要模態(tài)與北半球低頻環(huán)流變化中的遙相關型相聯(lián)系。Zhu et al.(2001)指出年際時間尺度上風暴軸的兩個變異模態(tài)分別與PNA(Pacific North American teleconnection)和WP(Western Pacific teleconnection)遙相關型相聯(lián)系。Chang and Fu(2002)還曾指出冬季風暴軸的年代際變化與大氣環(huán)流的低頻變率(例如PDO(Pacific Decadal Oscillation)、AO(Arctic Oscillation))之間存在著某種聯(lián)系。最近,朱偉軍和李瑩(2010)指出,年代際時間尺度上北太平洋風暴軸的第二模態(tài)與太平洋年代際振蕩(PDO)循環(huán)的暖(冷)位相相聯(lián)系。
極渦是北半球大氣環(huán)流的一個重要系統(tǒng),它常與其他大氣環(huán)流因子相互配合,共同對天氣、氣候的變化起作用(鄧偉濤和孫照渤,2006;張恒德等,2006,2008;陳永仁和李躍清,2008)。自20世紀以來,人們對北半球極渦進行了很多研究,在70、80年代主要研究極渦本身的變化特征(Angell and Korshover,1977;章少卿和鄔為民,1984;章少卿等,1985),90年代之后,人們對極渦的研究主要側(cè)重于極渦與其他物理量之間的關系(姚秀萍和董敏,2000;徐海明等,2001;Frauenfeld and Davis,2003;黃嘉佑等,2004;盧秉紅等,2009)。作為北半球冬季重要的兩個天氣系統(tǒng),風暴軸與極渦之間必定存在著聯(lián)系。Baldwin et al.(2003)提出在平流層環(huán)流及極渦異常發(fā)生后的約60 d時間里,低緯度風暴軸的位置會出現(xiàn)變化,風暴軸會向南偏移。Limpasuvan et al.(2004)指出平流層極渦的減弱會對北大西洋風暴軸和急流的變化產(chǎn)生影響。而楊青等(2007)指出春季太平洋極渦面積增大,北太平洋風暴軸相應偏南。前人對風暴軸與極渦關系的研究主要集中在平流層極渦對北大西洋風暴軸的影響上,而有關極渦強度對北太平洋風暴軸的影響及其內(nèi)在物理機制這一領域闡述的較少,因而本文擬就這兩個問題進行研究。
本文所用的資料如下:1)美國NCEP/NCAR提供的 8 個等壓面層(1 000,850,700,500,400,300,200,100 hPa)的全球2.5°×2.5°再分析逐日和月平均網(wǎng)格資料,逐日資料包括風場(u、v、ω)、位勢高度場(H)和氣溫場(T),月平均資料包括緯向風場及高度場,時間范圍取為1951/1952—2010/2011年,冬季定義為每年12月至次年2月。2)極渦強度指數(shù)資料取自國家氣候中心氣候系統(tǒng)診斷預測室的74項環(huán)流特征量資料中的北半球極渦強度指數(shù)資料。
本文采用500 hPa天氣尺度位勢高度場的濾波方差代表風暴軸的位置和強度。首先采用朱偉軍和孫照渤(2000)給出的31點數(shù)字濾波器,從逐日原始資料直接濾出2.5~6 d的瞬變渦動,然后把濾波資料按冬季月份分成每月一段,并對每一段各自計算其方差,這樣就得到每月的月平均帶通濾波方差。選定北半球 120°E ~120°W、30~60°N 區(qū)域內(nèi)500 hPa天氣尺度位勢高度濾波方差大于等于18 dagpm2的點為風暴軸區(qū)域內(nèi)的點,滿足上述條件所有格點的濾波方差的平均值為風暴軸強度指數(shù),所有格點的平均經(jīng)度和緯度為風暴軸的經(jīng)度、緯度指數(shù)。
文中主要采用了相關分析、合成分析等方法探討了1951/1952—2010/2011年60 a冬季的北半球極渦強度對北太平洋風暴軸的影響。
北半球極渦強度指數(shù)與北太平洋風暴軸強度、經(jīng)度、緯度指數(shù)之間的相關系數(shù)分別為0.43、-0.18、-0.19。平均而言,當北半球極渦強度增強(減弱)時,北太平洋風暴軸強度增強(減弱),位置略向南(北)、西(東)偏移。圖1所示是冬季北半球極渦強度指數(shù)與北太平洋風暴軸強度、經(jīng)度、緯度指數(shù)之間的11 a滑動相關曲線。極渦強度與風暴軸強度 在 1960/1961—1968/1969 年、1981/1982—1994/1995年之間出現(xiàn)了較強的正相關,1968/1969年后相關性顯著減弱,1979/1980年后才顯著增強,1996/1997年后兩者的相關性又有所減弱。北半球極渦強度與北太平洋風暴軸經(jīng)度之間較強的正相關出現(xiàn)在1969/1970—1979/1980年間;較強的負相關出現(xiàn)在1958/1959—1967/1968年間。此外,1981/1982—2005/2006年間也主要以負相關為主,但期間存在多次上下波動。70年代以前,極渦強度與風暴軸緯度之間為負相關,70年代之后兩者的相關性轉(zhuǎn)變?yōu)檩^強的正相關,直到1986/1987年兩者的相關性才有所減弱。
圖2所示是北半球極渦強度指數(shù)與同期北太平洋風暴軸區(qū)域500 hPa位勢高度濾波方差場的相關分布。正相關區(qū)域主要位于30~55°N,最強的正相關中心位于北太平洋中部173°E、43°N附近,與北太平洋風暴軸多年平均的擾動最大值中心位置相一致(圖略),即北半球極渦強度增強(減弱)時,500 hPa位勢高度濾波方差在北太平洋地區(qū)會有所增大(減小),北太平洋風暴軸強度會有所增強(減弱)。由此可知,冬季北半球極渦強度的異常變化與北太平洋風暴軸之間存在著密切的聯(lián)系。
圖1 冬季北半球極渦強度指數(shù)與北太平洋風暴軸強度(a)、經(jīng)度(b)、緯度(c)指數(shù)之間的11 a滑動相關Fig.1 The 11-year running correlation coefficients between Northern Hemisphere polar vortex intensity index and(a)strength index,(b)longitude index,(c)latitude index of North Pacific storm track in winter
圖2 1951/1952—2010/2011年冬季北半球極渦強度指數(shù)與北太平洋風暴軸區(qū)域500 hPa位勢高度濾波方差場的相關系數(shù)分布(深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)Fig.2 Distribution of correlation coefficient between Northern Hemisphere polar vortex intensity index and 500 hPa geopotential height variance in North Pacific storm track area in winter from 1951/1952 to 2010/2011(the 0.01 and 0.05 significance levels for the correlation are shown as dark and light shaded areas,respectively)
為更進一步分析北半球極渦強度的變化對北太平洋風暴軸的影響,下面對極渦強度指數(shù)高、低值年所對應的北太平洋風暴軸各物理量場進行合成分析。取極渦強度指數(shù)的年份為極渦強度的高值年,取極渦強度指數(shù)的年份為極渦強度的低值年,其中為極渦強度指數(shù)的多年平均值,σ為指數(shù)的標準差。表1列出了60 a冬季北半球極渦強度指數(shù)高、低值年所在的年份,其中高值年有11 a,低值年有12 a。
表1 1951/1952—2010/2011年冬季北半球極渦高、低強度指數(shù)年份Table 1 The years of strong and weak Northern Hemisphere polar vortex intensity index in winter from 1951/1952 to 2010/2011
圖3為北半球極渦強度指數(shù)高、低值年北太平洋風暴軸區(qū)域500 hPa天氣尺度位勢高度濾波方差場的合成分布。在北半球極渦強度的高值年,北太平洋風暴軸的中心位于172°E、45°N附近,強度約為34 dagpm2;在北半球極渦強度的低值年,北太平洋風暴軸表現(xiàn)為雙中心結(jié)構(gòu),并有向西收縮的趨勢,強度相對于極渦強度的高值年明顯減弱,僅約為22 dagpm2,其中一個中心位于 160°E、45°N 附近,另一個中心在145°W、52°N附近。從差值圖中看,最大的正差值中心位于173°E、43°N附近,這清晰地反映了風暴軸在極渦強度高、低值年的變化特征:強極渦年較弱極渦年而言,北太平洋風暴軸增強。
圖4為風暴軸區(qū)域的擾動動能合成分布。不論在極渦強度的高值年還是低值年,北太平洋風暴軸區(qū)域都存在一條緯向的最大天氣尺度擾動動能帶,從亞洲東部經(jīng)過太平洋一直延伸到北美西部。在極渦強度的高值年,擾動動能最大強度達到38 m2·s-2以上;在極渦強度的低值年,擾動動能最大值中心強度顯著減弱,僅為28 m2·s-2左右。最強差值中心位于180°、40°N附近,并且通過95%置信水平檢驗。
為考察與斜壓擾動有關的渦動熱量輸送的相應變化,圖5、6分別給出了北半球極渦強度指數(shù)高、低值年所對應的850 hPa天氣尺度擾動的熱量經(jīng)向通量、熱量垂直通量的合成分布。在北半球極渦強度的高值年,北太平洋風暴軸中西部區(qū)域,熱量經(jīng)向通量為正,熱量垂直通量為負,分別可達10 K·m·s-1和-0.20 K·Pa·s-1。在北半球極渦強度的低值年,熱量經(jīng)向通量與熱量垂直通量位置變化不大,但是強度均有所減弱。熱量經(jīng)向通量的正差值中心與熱量垂直通量的負差值中心位于北太平洋西部160°E、40°N 附近,這表明在極渦強度的高值年,北太平洋風暴軸區(qū)域的天氣尺度熱量的向極和向上通量輸送強于極渦低值年,渦動熱量向上和向極輸送越強,則渦動位能向渦動動能轉(zhuǎn)換越多,風暴軸越強。
圖3 北半球極渦強度指數(shù)高(a)、低(b)值年所對應的500 hPa位勢高度濾波方差的合成分布及其差值(c;深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)(單位:dagpm2)Fig.3 Composite distributions of 500 hPa geopotential height variance for the years of(a)strong and(b)weak Northern Hemisphere polar vortex intensity index,and(c)their differences(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively)(units:dagpm2)
天氣尺度西風動量經(jīng)向通量的輻合與渦動的渦度輸送有關,反映了渦動對時間平均氣流的反饋作用,對維持該地區(qū)平均西風急流的強度具有重要意義。根據(jù)Lau(1988)的研究,北半球風暴軸可以用發(fā)展中的斜壓波生命史模式來解釋(Simmons and Hoskins,1978),那么可以預測,300 hPa西風動量經(jīng)向通量的較大值也將集中在風暴軸附近。不論是在北半球極渦強度指數(shù)的高值年還是低值年,天氣尺度西風動量的經(jīng)向通量均在北太平洋風暴軸區(qū)域43°N附近有強烈的輻合(圖7a、b),這一位置與多年平均天氣尺度西風動量的經(jīng)向通量輻合的位置基本一致。相比較而言,天氣尺度西風動量的經(jīng)向通量在北半球極渦強度指數(shù)的高值年輻合更強,位置要更偏西,增強的天氣尺度西風動量的經(jīng)向通量輻合有利于該區(qū)域西風的加速。
圖4 北半球極渦強度指數(shù)高(a)、低(b)值年所對應的500 hPa擾動動能的合成分布及其差值(c;深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)(單位:m2·s-2)Fig.4 Composite distributions of 500 hPa disturbance kinetic energy for the years of(a)strong and(b)weak Northern Hemisphere polar vortex intensity index,and(c)their differences(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively)(units:m2·s-2)
按照波動學的觀點,等壓面上位勢高度的變化與地面的氣旋/反氣旋相對應(李瑩等,2010),因此首先對極渦強度發(fā)生異常變化時高度場的響應進行分析。如圖8所示,極渦強度與500 hPa高度場的正相關區(qū)域位于中緯度的亞洲東部到太平洋,負相關區(qū)域位于50°N以北,絕大部分相關區(qū)域通過了99%置信水平檢驗。這表明,極渦強度增強(減弱)時,中緯度地區(qū)的氣壓升高(降低),50°N以北的氣壓將降低(升高),南北之間的氣壓梯度加大(減小),而這種氣壓梯度的變化勢必會對高空急流產(chǎn)生影響,進而改變風暴軸。
對500 hPa高度場在極渦強、弱年分別進行合成分析。從差值圖(圖9)可以看出,500 hPa位勢高度的差值場在中高緯度為一個偶極子分布型。50°N以南為正變高區(qū)域,東亞大槽位于這正值區(qū)中,50°N以北為負變高區(qū)。極渦強度指數(shù)的高值年,50°N以北的極地地區(qū)的氣壓降低,中緯度的氣壓升高,南北氣壓梯度加大,東亞大槽減弱顯著,有利于氣流的緯向運動,因而500 hPa西太平洋區(qū)域急流將得到增強,而北半球極渦強度指數(shù)的低值年,情況則相反。
風暴軸和急流的配置有很好的對應關系,一般來講,兩者的強度都在冬季較強,夏季較弱,并且風暴軸總是位于急流的下游向極一側(cè),這種配置關系反映了急流對風暴軸的存在和維持確實起到了非常重要的作用,急流所導致的強風速垂直切變?yōu)轱L暴軸的發(fā)展提供了所必需的斜壓性結(jié)構(gòu)。圖10為極渦強度與500 hPa緯向風場的相關分布,正相關區(qū)域位于40~70°N,呈帶狀分布,最強正相關中心有兩個,分別位于白令海附近及貝加爾湖以北地區(qū);負相關區(qū)域位于40°N以南,70°N以北也存在負相關分布,但是范圍與強度都較40°N以南要小,且未通過檢驗。說明極渦強度增強(減弱)時,中高緯度40~70°N的風速加大(減弱),40°N以南的風速將減弱(加大)。
圖5 北半球極渦強度指數(shù)高(a)、低(b)值年所對應的850 hPa天氣尺度擾動的熱量經(jīng)向通量的合成分布及其差值(c;深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)(單位:K·m·s-1)Fig.5 Composite distributions of 850 hPa synoptic-scale disturbance meridional heat transport for the years of(a)strong and(b)weak Northern Hemisphere polar vortex intensity index,and(c)their differences(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively)(units:K·m·s-1)
圖11給出了北半球極渦強度高、低值年冬季平均的緯向風差值分布。與圖10相一致,北半球極渦偏強時,緯向風在40~70°N的帶狀區(qū)域內(nèi)有所增強,這個帶狀區(qū)域和前面證明的北半球極渦強度變化時,500 hPa位勢高度場氣壓梯度增大的區(qū)域相一致(圖9),而在這個帶狀區(qū)域的南北兩側(cè),緯向風有所減弱,北半球極渦偏弱時,情況正相反。
圖6 北半球極渦強度指數(shù)高(a)、低(b)值年所對應的850 hPa天氣尺度擾動的熱量垂直通量的合成分布及其差值(c;深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)(單位:10-2K·Pa·s-1)Fig.6 Composite distributions of 850 hPa synoptic-scale disturbance vertical heat transport for the years of(a)strong and(b)weak Northern Hemisphere polar vortex intensity index,and(c)their differences(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively)(units:10-2K·Pa·s-1)
風暴軸的位置和強度變化不僅與基本氣流(急流)有關,還與斜壓性增強或減弱密切相聯(lián),在斜壓性大的地區(qū),天氣尺度渦旋容易發(fā)展,在小值地區(qū),不容易發(fā)展??梢哉J為斜壓性指數(shù)場不僅反映了大氣環(huán)流所具有的斜壓性,而且也反映了平均有效位能向擾動能量轉(zhuǎn)化的趨勢(韓博等,2007),即斜壓性的強弱對風暴軸的維持和發(fā)展具有至關重要的作用。而氣流的斜壓性可以用最大不穩(wěn)定波的增長率來代表。本文根據(jù)Hoskins and Valdes(1990)引入Eady波最大增長率,在忽略氣流低層的水平切變以及濕過程等復雜情況的影響下,此量不失為表征中緯度斜壓性強弱的一種很好度量,因而稱該量為斜壓性強度指數(shù)。本文利用Eady波最大增長率計算了700~850 hPa間的斜壓性。
北半球極渦強度與775 hPa斜壓性強度指數(shù)的相關分布(圖12),與風場的相關相似,在30~60°N存在一個緯向拉長的正相關區(qū)域,最強正相關中心位于175°W、45°N附近,相關系數(shù)達到0.5以上;負相關區(qū)域則位于正相關區(qū)域的南北兩側(cè)。
圖7 北半球極渦強度指數(shù)高(a)、低(b)值年所對應的300 hPa天氣尺度擾動的西風動量的經(jīng)向通量的合成分布及其差值(c;深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)(單位:m2·s-2)Fig.7 Composite distributions of 300 hPa synoptic-scale disturbance meridional westerly momentum transport for the years of(a)strong and(b)weak Northern Hemisphere polar vortex intensity index,and(c)their differences(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively)(units:m2·s-2)
斜壓性強度指數(shù)差值的極大值主要分布在北太平洋風暴軸區(qū)域,且與東亞急流的位置有很好的對應,這一特征在圖13中有很好的體現(xiàn)。表明在極渦強度指數(shù)的高值年,風暴軸區(qū)域的斜壓性比極渦強度低值年顯著增強,斜壓性的這種增強可能是由于當極渦增強時,赤道中東太平洋的SST(sea surface temperature)升高,北太平洋的SST降低,導致了風暴軸區(qū)域南北兩側(cè)的平均溫度梯度加大,增加了平均有效位能從而有利于該區(qū)域斜壓性的增強(圖略)。
圖8 1951/1952—2010/2011年冬季北半球極渦強度指數(shù)與500 hPa位勢高度場的相關系數(shù)分布(深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)Fig.8 Distribution of correlation coefficient between Northern Hemisphere polar vortex intensity index and 500 hPa geopotential height in winter from 1951/1952 to 2010/2011(the 0.01 and 0.05 significance levels for the correlation are shown as dark and light shaded areas,respectively)
圖9 500 hPa位勢高度場在北半球極渦強度指數(shù)高、低值年的差值合成分布(深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗;單位:dagpm)Fig.9 Composite distribution of 500 hPa geopotential height difference between strong years and weak years of Northern Hemisphere polar vortex intensity index(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively;units:dagpm)
利用NCEP/NCAR逐日、逐月再分析資料以及國家氣候中心北半球極渦強度指數(shù)資料,采用相關、合成分析方法,分析了北半球極渦強度對北太平洋風暴軸的影響,得到了如下結(jié)論:北半球極渦強度與北太平洋風暴軸之間有很好的相關,其中極渦強度與風暴軸強度的相關性較高,而與風暴軸經(jīng)度、緯度的相關性不顯著。在極渦強度的高值年,對應著北太平洋風暴軸強度的增強,風暴軸區(qū)域擾動動能的增大,同時也伴隨有熱量經(jīng)向通量、熱量垂直通量的顯著增強和西風動量經(jīng)向通量輻合的增大,這些結(jié)果均表明極渦的異常變化會對北太平洋風暴軸的變化產(chǎn)生影響。其次還就極渦強度對風暴軸影響的內(nèi)部物理機制進行了分析,在極渦增強時,中緯度氣壓升高,高緯度氣壓降低,南北氣壓梯度加大,緯向氣流變化顯著,緯向風速在40~70°N之間增強,相應于風速的變化,風暴軸西端的斜壓性也顯著增強,這樣一來,使得天氣尺度渦旋更容易發(fā)展,有利于風暴軸在該地區(qū)的維持加強,而在極渦強度的低值年,情況則相反。
圖10 1951/1952—2010/2011年冬季北半球極渦強度指數(shù)與500 hPa緯向風場的相關系數(shù)分布(深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)Fig.10 Distribution of correlation coefficient between Northern Hemisphere polar vortex intensity index and 500 hPa zonal wind field in winter from 1951/1952 to 2010/2011(the 0.01 and 0.05 significance levels for the correlation are shown as dark and light shaded areas,respectively)
圖11 500 hPa緯向風場在北半球極渦強度指數(shù)高、低值年的差值合成分布(深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗;單位:m·s-1)Fig.11 Composite distribution of 500 hPa zonal wind difference between strong years and weak years of Northern Hemisphere polar vortex intensity index(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively;units:m·s-1)
圖12 1951/1952—2010/2011年冬季北半球極渦強度指數(shù)與775 hPa斜壓性強度指數(shù)的相關系數(shù)分布(深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗)Fig.12 Distribution of correlation coefficient between Northern Hemisphere polar vortex intensity index and 775 hPa baroclinicity index in winter from 1951/1952 to 2010/2011(the 0.01 and 0.05 significance levels for the correlation are shown as dark and light shaded areas,respectively)
圖13 775 hPa斜壓性強度指數(shù)在北半球極渦強度指數(shù)高、低值年的差值合成分布(深、淺陰影分別表示通過了0.01和0.05信度的顯著性檢驗;單位:d-1)Fig.13 Composite distribution of 775 hPa baroclinicity index difference between strong years and weak years of Northern Hemisphere polar vortex intensity index(the 0.01 and 0.05 significance levels for the difference are shown as dark and light shaded areas,respectively;units:d -1)
陳永仁,李躍清.2008.100 hPa極渦、南亞高壓的變化及大氣環(huán)流分布特征[J].熱帶氣象學報,24(5):519-525.
鄧偉濤,孫照渤.2006.冬季北極濤動與極渦的變化分析[J].南京氣象學院學報,25(9):613-619.
鄧興秀,孫照渤.1994.北半球風暴軸的時間演變特征[J].南京氣象學院學報,17(2):165-170.
鄧興秀,孫照渤.1995.北半球風暴軸附近的能量轉(zhuǎn)換[J].南京氣象學院學報,18(2):172-178.
丁葉風,任雪娟,韓博.2006.北太平洋風暴軸的氣候特征及其變化的初步研究[J].氣象科學,26(3):237-243.
傅剛,畢瑋,郭敬天.2009.北太平洋風暴軸的三維空間結(jié)構(gòu)[J].氣象學報,67(2):189-200.
高琦,孫照渤,鄧偉濤.2008.冬季北太平洋風暴軸的年代際變化[J].南京氣象學院學報,31(2):272-276.
韓博,任雪娟,楊修群.2007.北太平洋風暴軸異常變化特征及其與緯向風場的關系研究[J].氣象科學,27(3):237-245.
胡增臻,黃榮輝.1997.冬季熱帶西太平洋對流活動異常的年際變化及其對北太平洋風暴軸的影響[J].大氣科學,21(5):513-522.
黃嘉佑,劉舸,趙昕奕.2004.副高、極渦因子對我國夏季降水的影響[J].大氣科學,28(4):517-526.
李瑩,朱偉軍,魏建蘇.2010.冬季北太平洋風暴軸指數(shù)的評估及其改進[J].大氣科學,34(5):1001-1010.
盧秉紅,李紅斌,趙坤,等.2009.東北夏季氣溫變化與北半球溫度及極渦的關系[J].氣象科學,29(5):638-644.
任雪娟,楊修群,韓博,等.2007.北太平洋風暴軸的變異特征及其與中緯度海氣耦合關系分析[J].地球物理學報,50(1):92-100.
孫照渤,朱偉軍.1998.北半球冬季風暴軸維持的一種可能機制[J].南京氣象學院學報,21(3):299-306.
孫照渤,朱偉軍.2000.冬季北半球風暴軸能量演變的個例分析[J].南京氣象學院學報,23(2):147-155.
徐海明,何金海,董敏.2001.江淮入梅的年際變化及其與北大西洋濤動和海溫異常的聯(lián)系[J].氣象學報,59(6):694-706.
楊青,廉毅,盧秉紅.2007.極渦面積指數(shù)與北太平洋海溫季節(jié)變異相關分析[J].地理科學,27(增刊):78-83.
姚秀萍,董敏.2000.東北三江流域夏季旱澇基本特征分析[J].應用氣象學報,11(3):297-303.
張恒德,陸維松,高守亭,等.2006.北極渦活動對我國同期及后期氣溫的影響[J].南京氣象學院學報,29(4):507-516.
張恒德,金榮花,張友姝.2008.夏季北極渦與副熱帶高壓的聯(lián)系及對華北降水的影響[J].熱帶氣象學報,24(4):417-422.
章少卿,鄔為民.1984.關于幾種求計極渦面積方法的比較[J].吉林氣象(4):3-5.
章少卿,于通江,李方友,等.1985.北半球極渦面積、強度的季節(jié)變化及其與中國東北地區(qū)氣溫的關系[J].大氣科學,9(2):178-185.
朱偉軍,李瑩.2010.冬季北太平洋風暴軸的年代際變化特征及其可能影響機制[J].氣象學報,68(4):477-486.
朱偉軍,孫照渤.1999.風暴軸的研究[J].南京氣象學院學報,22(1):121-127.
朱偉軍,孫照渤.2000.冬季北太平洋風暴軸的年際變化及其與500 hPa高度場、熱帶和北太平洋海溫的聯(lián)系[J].氣象學報,58(3):309-320.
朱偉軍,孫照渤.2001.渦動非地轉(zhuǎn)位勢通量對風暴軸維持的影響[J].大氣科學,25(1):71-78.
Angell J K,Korshover J.1977.Variation in size and location of the 300 mb north circumpolar vortex between 1963 and 1975[J].Mon Wea Rev,105:19-25.
Baldwin M P,Thompson D W J,Shuckburgh E F,et al.2003.Weather from the Stratosphere[J].Science,301:317-319.
Chang E K M,F(xiàn)u Y.2002.Interdecadal variations in Northern Hemisphere winter storm track intensity[J].J Climate,15:642-658.
Frauenfeld O W,Davis R E.2003.Northern Hemisphere circumpolar vortex trends and climate change implications[J].J Geophys Res,108(D14):4423-4436.
Hoskins B J,Valdes P J.1990.On the existence of storm tracks[J].J Atmos Sci,47(15):1854-1864.
Lau N C.1988.Variability of the observed midlatitudes storm tracks in relation to low frequency changes in the circulation pattern[J].J Atmos Sci,45(19):2718-2743.
Limpasuvan V,Thompson D W J,Hartmann D L.2004.The life cycle of the Northern Hemisphere sudden stratospheric warmings[J].J Climate,17:2584-2596.
Nakamura H.1992.Midwinter suppression of baroclinic wave activity in the Pacific[J].J Atmos Sci,49:1629-1642.
Simmons A J,Hoskins B J.1978.The life cycles of some nonlinear baroclinic waves[J].J Atmos Sci,35(3):414-432.
Zhu Weijun,Sun Zhaobo,Zhou Bing.2001.The impact of Pacific SSTA on the interannual variability of northern Pacific storm track during winter[J].Adv Atmos Sci,18(5):1029-1042.