PDF《北太平洋冬季海2气耦合的主模态及其与》

500 hPa 位势高度场异常两者间的空间耦 合型和时间演变规律 ,而后使用合成方法分析与 SVD 分解得到的海2气耦合型相关的整个对流层大 尺度大气异常型以及天气尺度瞬变扰动异常型 ,由 此探讨大尺度海2气系统异常分布型及其与天气尺 度瞬变扰动异常的相互关系.文中冬季定义为

12 月―次年

2 月.采用 Murakami[22 ] 介绍的带通滤波 技术 ,从ECMWF 逐日资料中滤出 2.

5 ―

6 d 的天气 尺度瞬变扰动 ,然后进行逐年冬季平均来代表该年 冬季天气尺度瞬变扰动活动的空间分布型.Black2 mon[23 ] 注意到北半球冬季天气尺度瞬变扰动活动 主要集中在北半球中纬度太平洋和大西洋上空两个 纬向拉长的区域 , 这两个区域被定义为风暴轴 (Storm track) .Hoskins 和Hodges[24 ] 的研究表明 , 虽然使用不同气象变量的瞬变扰动方差/ 协方差所 定义的风暴轴在强度和位置上存在细节上的差异 , 但它们均可以用来表征天气尺度活动 ,因此 ,本文使 用200 hPa上的 v′

2 表示天气尺度瞬变扰动 (风暴轴) 活动的位置和强度.文中还计算得到

1957 ―

1998 年共

42 个冬季对流层高 (200 hPa) 、 中(500 hPa) 和 低层(850 hPa) 上的天气尺度瞬变扰动西风动量经 向通量和热量经向通量 ,即u′ v′ 和v′ T′ ,其大小分别

3 5

1 期 任雪娟等 :北太平洋冬季海2气耦合的主模态及其与瞬变扰动异常的联系 反映出天气尺度扰动的经向动量和热量输送.本文 对200 hPa 上Eliassen2Palm 通量 E 的水平分量 E = ( v′

2 - u′

2 , - u′ v′ ) 也进行了计算.根据 Hoskins 等[7 ] 的研究结果 , E 的辐散对纬向西风气流有加速 作用 ,而其辐合则起减速作用 ,因而可以作为描述瞬 变扰动对中纬度大尺度气流动力强迫作用的指标 量.以上的 u , v , T 分别表示水平风速的纬向分 量、 经向分量和大气温度 ,带撇号量表示该气象量经 过了 2.

5 ― 6.

0 d 的带通滤波.由于天气尺度扰动 活动与中纬度大气斜压性密切相关 ,北半球风暴轴 区域的天气尺度瞬变扰动活动可用发展中的斜压波 生命史来解释[25] ,为此 ,文中又计算了一个表示大气 斜压性的指数σ BI ( Eady growth rate maximum) [26227] , 其计算公式为 :σ BI = 0.

31 f 9V/ 9z N -

1 , 其中 , f 是科氏参数 , V 是水平风速 , N 是Brunt2Vaisala 频率.

3 冬季北太平洋 SSTA 与大气环流异常的 耦合模态分析 3.

1 冬季中纬度北太平洋 SSTA 与500 hPa 高度 场的 SVD 分解 使用 SVD 分解技术提取了热带外北太平洋区 域(15° ― 80° N ,80° E ― 80° W) 冬季 SSTA 与500 hPa 高度场的主要耦合模态 ,其中第一和第二模态的方 差贡献百分率分别为 50.

7 %和24.

3 % ,其余均不超 过15 % ,因此 , 以下就 SVD 分解提取的前两个模态 图1冬季热带外北太平洋海温场与

500 hPa 位势高度场(Z500) 的SVD 分解 (a 和b分别是第一模态 SST 和Z500 的异性相关系数场 ,c. 第一模态经标准化处理后 SST(粗浅线) 和Z500 (细黑线) 的时间系数序列 ,(d ― f) 与(a ― c) 同 ,但为第二模态的结果.阴影区表示超过α= 0.

01 显著性检验的区域) Fig.

1 Heterogeneous correlation patterns for (a) / (d) the first/ second SVD mode SST in the extra2tropical North Pacific and (b) / (e) geopotential height at

500 hPa (Z500) in winter , respectively , and (c) / (f) their normalized expansion coefficients (light shaded thick bar for SST and heavy shaded thin bar for Z500) Correlations statistically significant at theα= 0.