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2021年北极典型平流层爆发性增温事件研究与预报
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作者 吴少华 牛迎丽 谢飞 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期1012-1026,共15页
本文选取了对我国2021年冬季寒潮事件可能有重要影响的2021年1月北半球平流层爆发性增温(SSW)事件为例,利用观测资料、再分析资料和预报模式,探讨了2021年1月的SSW事件的特征和机制并对其进行了预报研究。此次SSW事件(简称为“事件”)... 本文选取了对我国2021年冬季寒潮事件可能有重要影响的2021年1月北半球平流层爆发性增温(SSW)事件为例,利用观测资料、再分析资料和预报模式,探讨了2021年1月的SSW事件的特征和机制并对其进行了预报研究。此次SSW事件(简称为“事件”)发生期间,北极平流层温度几天内上升近30°C,绕极西风环流减弱甚至在此次事件中出现了三次逆转为东风环流的现象。事件发生前期,太平洋海温和巴伦支—喀拉海(BK)海冰的出现异常的降低和减少现象;使用Eliassen-Palm通量(E-P通量)研究发现,这导致更多的对流层异常行星波活动上传到平流层;海温和海冰所导致的行星波活动的异常增多可能是导致此次SSW事件的主要因素。除此之外还发现,事件期间平流层位势高度正异常下传到对流层,与2021年1月中旬亚欧大陆出现的极端低温事件,存在显著的联系。最后,本文使用基于WACCM6模式和DART同化工具建立的平流层预报模型对此次事件进行了回报研究。该模型成功的预报了2021年1月发生的这次SSW事件,预报的温度大小和纬向风强度基本和观测结果一致。对回报试验的进一步研究发现,同化平流层温度、臭氧和水汽,减少预报初始场中平流层环流和温度误差,对准确预报这次SSW事件有重要的作用。初始场中没有同化平流层温度、臭氧和水汽的预报试验结果,与观测结果之间存在很大差异,甚至结果完全相反。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 E-P(Eliassen-Palm)通量 行星波活动 平流层同化 平流层预报
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平流层爆发性增温对中国天气气候的影响及其在ENSO影响中的作用 被引量:27
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作者 李琳 李崇银 +1 位作者 谭言科 陈超辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1529-1542,共14页
本文通过分析1957~2002年平流层爆发性增温(SSW)的环流特征,研究平流层爆发性增温可能对我国天气气候的影响.平流层爆发性增温发生后平流层高纬地区有异常的环流变化,但是这种变化并不仅局限于平流层内部,其产生的环流异常能够向下传播... 本文通过分析1957~2002年平流层爆发性增温(SSW)的环流特征,研究平流层爆发性增温可能对我国天气气候的影响.平流层爆发性增温发生后平流层高纬地区有异常的环流变化,但是这种变化并不仅局限于平流层内部,其产生的环流异常能够向下传播,并对对流层的天气和气候产生影响.研究发现,平流层出现强爆发性增温后,平流层异常温度场和位势高度场在中、高纬度形成AO型振荡并向下传播,使得对流层低层西伯利亚高压增强、阿留申低压加深,500 hPa东亚大槽加深且偏西,导致东亚冬季风增强,我国北部大部分地区气温偏低.而在爆发性增温前,强行星波扰动使得东亚大槽加深,西伯利亚高压和阿留申低压同时增强,也可能导致东亚冬季风偏强.El Nino可能激发出强行星波,有利于强SSW事件的发生.通过上述的两个过程可能造成东亚冬季风的加强,这将会对"ElNino事件通过对流层过程而引起东亚冬季风减弱"的结论有一定影响.因此,ENSO事件影响东亚冬季风及中国的天气气候存在不止一种途径,具体影响情况应该是几种途径的综合结果. 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 大气环流异常 中国天气气候 ENSO
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平流层爆发性增温过程中臭氧的垂直分布特征 被引量:4
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作者 邓淑梅 陈月娟 +1 位作者 罗涛 毕云 《大气科学》 CSCD 北大核心 2009年第3期459-467,共9页
利用ECMWF资料分析了平流层爆发性增温(SSW)过程中臭氧体积混合比的垂直分布的变化,结果表明:平流层爆发性增温过程中臭氧体积混合比增大,而其极大值大多数形成在增温盛期。同时臭氧体积混合比的高值区在爆发性增温过程中随高度发生一... 利用ECMWF资料分析了平流层爆发性增温(SSW)过程中臭氧体积混合比的垂直分布的变化,结果表明:平流层爆发性增温过程中臭氧体积混合比增大,而其极大值大多数形成在增温盛期。同时臭氧体积混合比的高值区在爆发性增温过程中随高度发生一定的变化,据此对其变化分为两类:(1)下传型:在增温初期臭氧体积混合的高值区随高度下传至一定高度,在增温盛期形成极大值然后随高度抬升到大致增温前的高度。(2)增厚型:在增温过程中臭氧体积混合比的高值区厚度增加,同时附近区域的臭氧体积混合比也增大,而且在增温前臭氧体积混合比高值区在高度上没有多大变化,增温开始后有所抬升。平流层爆发性增温过程中臭氧高值区随高度变化的这两种类型,是由于平流层爆发性增温期间剩余环流对臭氧输送的结果。臭氧变化的下传型是由于在爆发性增温前剩余环流存在着中纬度向极地的明显输送,并且伴随着极地强烈的下沉运动,这就使得中纬度输送来的臭氧向下输送,因此出现了臭氧高值区的下传;而臭氧变化的增厚型是由于在爆发性增温期间剩余环流不但有中纬度向极地的输送,而且在极地附近5 hPa高度处出现了上下两支输送气流,向上的输送气流使中纬度输送来的臭氧向上输送,而向下的输送气流使中纬度输送来的臭氧向下输送,进而使增温期间极地附近的臭氧的高值区增厚。同时分析还表明:平流层爆发性增温过程中中纬度臭氧体积混合比减少。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 臭氧 下传型 厚型
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2013年极区平流层爆发性增温期间我国昆明地区临近空间大气波动特性研究 被引量:1
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作者 李娜 陈金松 +1 位作者 丁宗华 赵蕾 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期679-685,共7页
利用2012-12-01—2013-02-28期间昆明站与120°E子午链附近5个台站流星雷达观测的大气风场数据,分析了2013年极区平流层爆发性增温(stratospheric sudden warming,SSW)事件对昆明地区临近空间平均风场、大气潮汐波的影响.结果表明2... 利用2012-12-01—2013-02-28期间昆明站与120°E子午链附近5个台站流星雷达观测的大气风场数据,分析了2013年极区平流层爆发性增温(stratospheric sudden warming,SSW)事件对昆明地区临近空间平均风场、大气潮汐波的影响.结果表明2013年SSW期间,昆明站纬向东向风快速减弱并转向,北向风异常增强,周日潮汐和半日潮汐振幅均出现明显下降.结合小波分析结果发现:2013年SSW期间行星波有幅度增强现象,但主导准周期在不同纬度和不同时间表现不一致;昆明站垂测仪的foF2数据表现出明显的潮汐波状变化结构;行星波和半日潮汐的相互作用可能是临近空间调制电离层的主要机制,其耦合机制有待进一步研究. 展开更多
关键词 平流层爆发性增温(SSW) 流星雷达 大气潮汐 行星波 耦合
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平流层爆发性增温期间大气变化特性的COSMIC掩星观测 被引量:2
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作者 肖存英 胡雄 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期34-43,共10页
利用高精度和高垂直分辨率的COSMIC掩星观测资料,详细深入分析了2007年冬—2008年春平流层爆发性增温(SSW)期间10~60 km高度范围内大气的变化特性,尤其是上平流层和低中间层大气的变化特性.结果表明,在SSW过程中,温度场、风场和剩余环... 利用高精度和高垂直分辨率的COSMIC掩星观测资料,详细深入分析了2007年冬—2008年春平流层爆发性增温(SSW)期间10~60 km高度范围内大气的变化特性,尤其是上平流层和低中间层大气的变化特性.结果表明,在SSW过程中,温度场、风场和剩余环流都发生了明显的变化.根据温度在主增温前和主增温盛期的变化特性,在水平方向,大约以55°N为界,在垂直方向,大约以42 km为界,可以将温度场在纬度-高度的分布分为4个区域:高纬下层增温区,增温幅度约高达25 K;高纬上层降温区,降温幅度约达30 K;中纬下层降温区,降温幅度约为几K;中纬上层增温区,增温也约为几K.SSW期间上下层大气纬向风场的变化规律基本相同.在纬度方向以45°N为界,45°N以北地区的西风减弱东风增强,风场变化高达50 m/s;45°N以南地区西风增强东风减弱,变化幅度比较小,约10m/s.在2008年1月下旬到2月底,大气温度和纬向风有明显的振荡现象,周期约为12天.剩余环流的环流圈在SSW期间会发生反转,由此也表明,SSW期间大气中物质的输运方向也会发生改变. 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 COSMIC掩星观测 度场 风场 剩余环流
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平流层爆发性增温事件中大气准16日行星波 被引量:4
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作者 朱露 姜国英 +3 位作者 徐寄遥 陈金松 胡连欢 宁百齐 《空间科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期432-441,共10页
2014年1月上中旬高纬平流层发生弱增温事件,增温幅度约25 K,纬向西风减弱并于2月初转向.行星波在平流层爆发性增温(SSW)事件产生中具有重要作用.利用北半球近东经120°链上中低纬5个流星雷达探测的风场数据,研究了此SSW事件发生前... 2014年1月上中旬高纬平流层发生弱增温事件,增温幅度约25 K,纬向西风减弱并于2月初转向.行星波在平流层爆发性增温(SSW)事件产生中具有重要作用.利用北半球近东经120°链上中低纬5个流星雷达探测的风场数据,研究了此SSW事件发生前和发生期间中间层和低热层区(MLT)大气风场的行星波状况.结果显示,极区平流层增温前MLT区大气呈现出明显增强的准16日波动,增温达到最大时,16日波也最强,表明中低纬MLT区的行星波变化与SSW事件存在耦合关系.进一步利用欧洲中心平流层再分析资料数据,分析SSW期间北半球平流层的波动和零风线状况,发现平流层准16日波和零风线随时间由低纬向高纬移动,反映出16日波与SSW之间存在某种动力学联系. 展开更多
关键词 准16日行星波 平流层爆发性增温 中间层-低热层大气
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2009年冬季北半球平流层爆发性增温的个例分析 被引量:6
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作者 李亚飞 胡景高 任荣彩 《高原气象》 CSCD 北大核心 2017年第6期1576-1586,共11页
利用1979-2015年的NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了2009年冬季北半球平流层强爆发性增温事件(Stratospheric Sudden Worming,SSW)爆发期间的环流演变、动力特征以及增温事件爆发前对流层的前期信号。结果表明,平流层极夜急流于1月中旬... 利用1979-2015年的NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了2009年冬季北半球平流层强爆发性增温事件(Stratospheric Sudden Worming,SSW)爆发期间的环流演变、动力特征以及增温事件爆发前对流层的前期信号。结果表明,平流层极夜急流于1月中旬开始快速减弱,同时,平流层极区温度快速上升,10 h Pa极夜急流核心纬度带(60°N-70°N)纬向平均纬向风于1月24日转变为东风,标志着此次强SSW的爆发。对行星波活动异常的诊断表明,从增温事件爆发前10天开始,中高纬度10 h Pa平流层2波分量快速增强,同时1波分量出现减少;Eliassen-Palm(EP)通量2波分量在SSW爆发前5天达到最强,表明此次SSW是典型的2波主导的极涡分裂型增温事件。此次强事件引起2009年冬季平均2波EP通量异常,此异常几乎是37年来最强的。对对流层500 h Pa环流的分析表明,增温事件爆发前,位于东北太平洋-北美大陆西部的正位势高度异常与气候态定常波的阿拉斯加高压脊呈同位相叠加,从而有效加强了对流层行星波2波向平流层中高纬地区的传播,成为指示此次增温事件爆发的最强的对流层前期信号。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 环流演变 行星波活动 前期信号
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一次典型的平流层爆发性增温中的局地多尺度洛伦兹循环 被引量:2
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作者 徐芬 梁湘三 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期336-346,共11页
利用一种新的工具,多尺度子空间变换(MWT),以及基于MWT的局地多尺度能量与涡度分析(MS-EVA)与Lorenz循环诊断方法,对2009年1月中下旬平流层发生的一次强爆发性增温(SSW)事件的内在动力学过程进行了研究。首先用MWT将各个场重构于三个尺... 利用一种新的工具,多尺度子空间变换(MWT),以及基于MWT的局地多尺度能量与涡度分析(MS-EVA)与Lorenz循环诊断方法,对2009年1月中下旬平流层发生的一次强爆发性增温(SSW)事件的内在动力学过程进行了研究。首先用MWT将各个场重构于三个尺度子空间,即平均尺度、爆发性增温尺度(或SSW尺度)和天气尺度子空间上。结果表明,极地迅速增长的温度主要是由于SSW尺度子空间上极区内的斜压不稳定引起的正则传输(有效位能从平均尺度子空间传输到SSW尺度子空间)造成的,显著增加的有效位能(APE)转换到了SSW尺度子空间的动能(KE)中,加之快速增温前极区内正压不稳定引起的正则传输(动能从平均尺度子空间传输到SSW尺度子空间)的作用,共同导致了极夜急流的反转。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 极夜急流 多尺度子空间变换(MWT) 局地多尺度能量与涡度分析(MS-EVA) 正则传输
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2013年平流层爆发性增温期间高纬电离层半日潮汐波研究
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作者 罗嘉辉 龚韵 +2 位作者 马铮 张绍东 黄春明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1185-1196,共12页
基于Sondrestrom站(67°N,51°W)非相干散射雷达观测数据,研究了2013年平流层爆发性增温(SSW)事件发生后高纬地区电离层F层和E层半日潮汐波.同时,对1月非SSW发生期间和不同太阳活动期间高纬电离层中的半日潮汐波进行了统计分析... 基于Sondrestrom站(67°N,51°W)非相干散射雷达观测数据,研究了2013年平流层爆发性增温(SSW)事件发生后高纬地区电离层F层和E层半日潮汐波.同时,对1月非SSW发生期间和不同太阳活动期间高纬电离层中的半日潮汐波进行了统计分析,并和2013年SSW事件发生后的结果进行了比较.研究发现,SSW发生后F层经向风中的半日潮汐波有显著增强,其振幅大于80 m·s^(-1)的时间持续了至少60 h,最大值达到109 m·s^(-1).在180~330 km范围内,半日潮汐波振幅平均大了24 m·s^(-1).在E层高度上,经向风中的半日潮汐波也在SSW发生后迅速增强,最大值达到109 m·s^(-1),在108~117 km范围内,其振幅平均大了33 m·s^(-1).在E层纬向风中,半日潮汐波振幅在120 km处连续超过36 h的时间内大于70 m·s^(-1),最大值达到92 m·s^(-1).不同太阳活动期间的半日潮汐波统计结果显示,和低太阳活动期间相比,高太阳活动期间半日潮汐波在F层和E层平均增强14 m·s^(-1).这明显小于SSW期间24和33 m·s^(-1)的增幅,表明高太阳活动不是2013年SSW期间高纬电离层半日潮汐波增强的主要原因.我们的研究表明2013年高纬电离层半日潮汐波的增强很可能是受到SSW事件的影响. 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 高纬电离层 半日潮汐波 非相干散射雷达
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平流层爆发性增温期间赤道电集流中太阴潮汐的经度变化统计学研究
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作者 郑志超 王慧 +4 位作者 张科灯 何杨帆 高洁 孙璐媛 仲云芳 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3882-3892,共11页
本文利用地磁台站和卫星磁场数据,对平流层爆发性增温(Sudden Stratospheric Warming,SSW)期间赤道电集流(Equatorial Electrojet,EEJ)中太阴半日潮汐的经度变化进行了统计学分析.结果显示,SSW期间秘鲁和印度扇区的EEJ中太阴半日潮汐明... 本文利用地磁台站和卫星磁场数据,对平流层爆发性增温(Sudden Stratospheric Warming,SSW)期间赤道电集流(Equatorial Electrojet,EEJ)中太阴半日潮汐的经度变化进行了统计学分析.结果显示,SSW期间秘鲁和印度扇区的EEJ中太阴半日潮汐明显增强,且存在显著的经度差异.秘鲁扇区的EEJ中太阴半日潮汐达到峰值的时间要早于印度扇区,进一步分析发现峰值时间的经度差异与太阳活动和准两年振荡相位有关.此外,SSW期间秘鲁扇区EEJ的太阴半日潮汐峰值强度比印度扇区高.对比不同经度带背景磁场的强度与太阴半日潮汐的峰值幅度的关系,可以看出SSW期间EEJ太阴半日潮汐峰值幅度的经度差异与背景磁场强度有关,但也存在其他物理过程的影响. 展开更多
关键词 赤道电集流 太阴潮汐 平流层爆发性增温 经度变化
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1948—2015年北半球平流层爆发性增温的统计特征和月际环流差异 被引量:1
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作者 王华曌 饶建 +1 位作者 生宸 王博 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期880-891,共12页
利用NCEP/NCAR第1套再分析资料,分析过去68 a(1948-2015年)平流层爆发性增温(Stratospheric Sudden Warming,SSW)频次、强度和环流特征的月际差异。统计结果表明:1948-2015年北半球共发生30次SSW,其集中发生在11-3月,而1-2月发生频次尤... 利用NCEP/NCAR第1套再分析资料,分析过去68 a(1948-2015年)平流层爆发性增温(Stratospheric Sudden Warming,SSW)频次、强度和环流特征的月际差异。统计结果表明:1948-2015年北半球共发生30次SSW,其集中发生在11-3月,而1-2月发生频次尤为集中,且SSW发生频次表现出显著的年代际变化特征。11-12月SSW比1-3月SSW的持续时间长。而3月SSW事件的强度最弱,持续时间最短。1月和3月SSW纬向平均信号下传得较深,而11月、12月和2月的环流信号仅能传到200 hPa。11-3月SSW爆发前1~2周500 hPa均观测到西太平洋遥相关型(Western Pacific,WP)的负位相;太平洋-北美遥相关型(Pacific-North America,PNA)的正位相仅仅出现在11月、12月和3月SSW爆发前。SSW爆发后1~2周,仅有11月、1月和3月的事件对应着负位相的北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 月际 频次 强度 环流型
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2009年冬季平流层爆发性增温期间行星波活动特征
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作者 魏晓芳 黄春明 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期42-51,共10页
利用2008年12月至2009年4月的MERRA再分析数据资料,对2009年1月下旬北半球高纬平流层发生的强增温事件以及与之相关的行星波活动进行了研究.谱分析发现,SSW发生前后极区平流层内准16天行星波活动显著.利用二维谐波拟合法分别拟合温度场... 利用2008年12月至2009年4月的MERRA再分析数据资料,对2009年1月下旬北半球高纬平流层发生的强增温事件以及与之相关的行星波活动进行了研究.谱分析发现,SSW发生前后极区平流层内准16天行星波活动显著.利用二维谐波拟合法分别拟合温度场准16天波4个波模(W1,W2,E1,E2)的振幅和相位,结果表明:背景西风减弱时四个波模的振幅均有不同程度的增大,且都在50°-80°N范围内的平流层中上层达到最大值;准16天W2波的增幅最大且辐合最强烈,其引起的背景流最大西风减速超过4 m.s-1·d-1,说明准16天W2波在该次增温事件中占主导地位;行星波传播与零风线移动关系密切,准16天W2波在中高纬地区垂直向上传播并近似呈现经向驻波结构,然后分别向极点和赤道两个方向传播,这表明中高纬地区可能是行星波的一个源区. 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 行星波 再分析资料
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2002/2003年与2003/2004年冬季爆发性增温期间的动力特征 被引量:2
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作者 赵燕华 管兆勇 刘毅 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期246-255,共10页
利用ECMWF提供的60层气象场资料诊断分析了2002/2003和2003/2004年两个冬季的爆发性增温(stratospheric sudden warming,SSW)过程,比较了两次SSW期间高纬温度和纬向风的差异,计算了SSW期间的EP通量和剩余环流。结果表明:2003/2004年增... 利用ECMWF提供的60层气象场资料诊断分析了2002/2003和2003/2004年两个冬季的爆发性增温(stratospheric sudden warming,SSW)过程,比较了两次SSW期间高纬温度和纬向风的差异,计算了SSW期间的EP通量和剩余环流。结果表明:2003/2004年增温持续时间长、强度大,而2002/2003年则发生了波动;增温都是从平流层上层开始向下传播,但是2003/2004年高层极涡崩溃后迅速恢复,低层极涡恢复得慢,2002/2003年极涡在高层和低层都是缓慢恢复;SSW期间行星波活动较多,2003/2004年极地EP通量的辐合引起东风长时间持续从而阻止了行星波再次上传,而2002/2003年行星波则发生多次上传;2002/2003年SSW发生时高纬地区为下沉气流,没有形成环流圈,增温后形成逆时针的环流圈比2003/2004年偏低。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 行星波 EP通量 剩余环流
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2020/2021年冬季大范围低温寒潮过程中一种典型的平流层—对流层耦合演变模态 被引量:4
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作者 虞越越 李亚飞 +1 位作者 任荣彩 崔正飞 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第6期1484-1504,共21页
平流层爆发性增温(SSW)超前于对流层环流异常,是延长冬季寒潮低温预报时效的重要途径之一。然而强SSW事件前后地面温度响应的区域和时间存在不确定性,其中涉及的平流层—对流层耦合过程和机理也不十分清楚。本文采用1979~2021年ERA5再... 平流层爆发性增温(SSW)超前于对流层环流异常,是延长冬季寒潮低温预报时效的重要途径之一。然而强SSW事件前后地面温度响应的区域和时间存在不确定性,其中涉及的平流层—对流层耦合过程和机理也不十分清楚。本文采用1979~2021年ERA5再分析数据集,研究了2020/2021年冬季“偏心型”强SSW事件前后中高纬度地区地面温度异常的演变特征,并分析了其与等熵大气经向质量环流平流层—对流层分支的耦合演变模态的动力联系。结果表明,伴随此次强SSW事件,亚洲和北美中纬度地区的寒潮低温事件分别在绕极西风反转为东风之前和再次恢复为西风之后发生。SSW前后大气经向质量环流的平流层向极地暖支与对流层高层向极暖支、低层向赤道冷支之间呈现出三个阶段的耦合演变模态:同位相“加强—加强”、反位相“加强—减弱”以及反位相“减弱—加强”。加强的质量环流对流层向赤道冷支是SSW前后寒潮低温事件的主要原因,而加强的向极地平流层暖支是SSW发生及其伴随的北极涛动负位相持续加强的主要原因。大气经向质量环流不同的垂直耦合模态取决于行星波槽脊在对流层顶和对流层中低层两个关键等熵面上的西倾角异常。西倾角异常表征大气波动的斜压性,主要通过影响关键等熵面以上向极地的净质量输送和其下向赤道的净质量输送进行调控。尤其在SSW发生后的极涡恢复期,对流层顶处异常偏弱的斜压性会加强对流层向极地暖支,进而加强向赤道冷支,有利于寒潮低温的发生。本次SSW事件前后大气经向质量环流三支的耦合演变模态,与历年平流层北半球环状模(NAM)负事件中极区平流层温度异常信号下传滞后的平流层—对流层耦合演变类型相一致,其在波动尺度方面也存在共同特征,即SSW事件或NAM负事件前期对流层一波加强且上传,后期对流层二波加强但较难上传。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 寒潮低 等熵大气经向质量环流 平流层—对流层耦合
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BCC_GCM2.1模式对平流层环流变化特征的数值模拟及其模式评估 被引量:4
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作者 陆春晖 丁一汇 张莉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期49-61,共13页
使用国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.1的30年模拟试验资料,对平流层纬向环流场、高空急流、极涡及爆发性增温过程进行了数值模拟研究,并使用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)和美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料对模式输出结果进... 使用国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.1的30年模拟试验资料,对平流层纬向环流场、高空急流、极涡及爆发性增温过程进行了数值模拟研究,并使用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)和美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料对模式输出结果进行了对比、分析。结果表明:(1)在观测海温、二氧化碳、气溶胶等外强迫地驱动下,BCC模式能够很好地再现出与再分析资料一致的平流层纬向平均风场、温度场的分布特征和季节变化过程;模拟得到的温度廓线和高空急流与再分析资料的主要差别出现在南、北半球冬季的中高纬度地区;模拟得到的平流层温度普遍偏低,主要的差异位于对流层顶区域和平流层高层。(2)模拟的对流层上层的副热带急流位置偏南、强度也偏弱,而平流层中的绕极极夜急流则位置偏北、强度更大。这样的急流分布特征使模拟的行星波向赤道的波导更强,向极的波导偏弱;同时由于模式中本身可以形成的行星波就比再分析资料弱,因此导致模拟结果中北半球冬季的平流层极涡更加稳定、极区温度更低。(3)BCC模式对于平流层极涡的季节变化特征模拟得较好,但对强极涡扰动过程,即北半球冬季的平流层爆发性增温(SSW)事件则模拟效果不佳,不论是增温事件出现的频率,还是增温的时间、强度,模拟结果和再分析资料都还存在一定偏差,需要在今后的工作中逐步改善。 展开更多
关键词 BCC_AGCM2 1 平流层气候 平流层极涡 行星波 平流层爆发性增温
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北半球冬季平流层强、弱极涡事件演变过程的对比分析 被引量:4
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作者 马骥 陈文 兰晓青 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第4期726-747,共22页
利用1958~2017年逐日的NCEP/NCAR再分析资料对北半球冬季平流层强、弱极涡事件的演变过程进行了对比分析,同时比较了有平流层爆发性增温(SSW)和无SSW发生的两类弱极涡事件的环流演变和动力学特征。结果表明,强极涡的形成存在着缓慢发展... 利用1958~2017年逐日的NCEP/NCAR再分析资料对北半球冬季平流层强、弱极涡事件的演变过程进行了对比分析,同时比较了有平流层爆发性增温(SSW)和无SSW发生的两类弱极涡事件的环流演变和动力学特征。结果表明,强极涡的形成存在着缓慢发展和快速增强的过程,而弱极涡事件的建立非常迅速;和强极涡事件相比,弱极涡事件的峰值强度更强,异常中心的位置更高。此外,强、弱极涡事件的产生与波流相互作用的正反馈过程密切相关。对于强极涡事件,发展阶段的太平洋—北美(PNA)型异常削弱了行星波一波;当平流层西风达到一定强度,上传的行星波受到强烈抑制,使得极涡迅速增强达到峰值。而对于弱极涡事件,发展阶段一波型的异常增强了行星波上传,通过对纬向流的拖曳作用使得平流层很快处于弱西风状态,更多行星波进入平流层导致极涡急剧减弱甚至崩溃。针对有、无SSW发生的两类弱极涡事件的对比分析表明,有SSW发生的弱极涡事件发展阶段,平流层出现强的向上的一波Eliassen-Palm(EP)通量异常,通过正反馈过程使得一波和二波上传同时增强而导致极涡崩溃;无SSW发生的弱极涡事件发展阶段,平流层缺乏向上的一波通量,二波活动起到重要作用,其总的行星波上传远弱于有SSW发生的弱极涡事件。对于无SSW发生的弱极涡事件,其发展和成熟阶段对流层上部出现类似欧亚(EU)型的高度异常,伴随着强的向极的EP通量异常,导致对流层有极强的负北极涛动(AO)型异常。而有SSW发生的弱极涡事件发展阶段对流层上部主要表现为北太平洋上空来自低纬的波列异常,其后期的对流层效应更加滞后也不连续,对流层AO异常的强度明显弱于无SSW发生的弱极涡事件。 展开更多
关键词 平流层极涡 平流层爆发性增温 环流演变 行星波活动
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极涡研究进展 被引量:39
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作者 张恒德 高守亭 刘毅 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第2期452-461,共10页
极涡是北极地区的一个深厚系统,它以极地为活动中心,最能体现高纬大气活动特征,属大气环流最主要的系统之一,通常与副热带高压、阻塞高压、季风等环流系统相互配合,在全球天气气候变化中起着至关重要的作用。本文就极涡的气候特征、对... 极涡是北极地区的一个深厚系统,它以极地为活动中心,最能体现高纬大气活动特征,属大气环流最主要的系统之一,通常与副热带高压、阻塞高压、季风等环流系统相互配合,在全球天气气候变化中起着至关重要的作用。本文就极涡的气候特征、对天气气候的影响、变化机理及数值模拟等几方面的研究进展进行综述。在行星波破碎、平流层爆发性增温、平流层对流层的动力耦合等过程中,极涡也扮演着重要角色;极涡对HNO3、臭氧等大气化学成分渗吸和输送过程的影响显著,而这些化学成分的再分布对极涡有较强的反馈作用;极涡还受到海温、冰雪、植被甚至太阳活动等的影响。前人已经关于极涡做了不少研究,但在气候动力学方面,还存在一些问题,有待进一步加强研究。 展开更多
关键词 极涡 AO和NAO 平流层爆发性增温 O3
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北京上空电离层8小时潮汐波对2018年SSW的响应研究 被引量:3
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作者 张雯敏 马铮 +2 位作者 龚韵 张绍东 李国主 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1921-1930,共10页
本文利用北京中国科学院地质与地球物理研究所站和北京怀柔站的电离层TEC数据以及由全球导航卫星服务系统(IGS)提供的全球电离层地图(GIM)数据,研究了2018年2月极区平流层爆发性增温(SSW)期间北京上空电离层8小时潮汐波的变化过程.研究... 本文利用北京中国科学院地质与地球物理研究所站和北京怀柔站的电离层TEC数据以及由全球导航卫星服务系统(IGS)提供的全球电离层地图(GIM)数据,研究了2018年2月极区平流层爆发性增温(SSW)期间北京上空电离层8小时潮汐波的变化过程.研究结果表明,SSW发生后电离层8小时潮汐波振幅有较长时间的明显增强,且增强分量主要为8小时迁移潮汐波.同时,SSW发生后北京站上空电离层增强的8小时潮汐波也呈现出周期约为6.5天的振荡.通过分析同一时期北京站流星雷达观测到的风场数据,我们发现SSW爆发后低层大气中也存在着异常增强的6.5天波.这表明电离层中调制8小时潮汐波的6.5天振荡很可能与SSW期间低层大气所激发的6.5天波有关. 展开更多
关键词 电离层TEC 平流层爆发性增温 迁移潮汐波 8小时潮汐波 6.5天波
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行星波活动对不同类型SSW的影响 被引量:3
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作者 徐路扬 陈权亮 《高原气象》 CSCD 北大核心 2016年第5期1389-1400,共12页
依据WMO(World Meteorological Organization)对平流层爆发性增温(SSW,stratospheric sudden warming)的定义.首先将1957—2002年期间的52次SSW事件分为31次强增温事件和21次弱增温事件,然后根据其极涡的形态将31次强增温事件分... 依据WMO(World Meteorological Organization)对平流层爆发性增温(SSW,stratospheric sudden warming)的定义.首先将1957—2002年期间的52次SSW事件分为31次强增温事件和21次弱增温事件,然后根据其极涡的形态将31次强增温事件分为20次极涡转移型事件和11次极涡分裂型事件。利用逐日的ECMWF的ERA-40再分析资料,对这20次极涡转移型、11次极涡分裂型强平流层爆发性增温(SSW)过程以及21次弱增温过程分别做了合成分析,研究了这三类爆发性增温期间平流层的变化以及平流层中下层行星波1波和2波的异常。结果表明:极涡转移型强SSW在增温盛期低温中心和极涡都会发生偏移,同时高纬风场反转,极涡分裂型强SSW则在增温盛期低温中心和极涡发生分裂,高纬风场反转,而弱SSW只有低温中心出现偏移,极涡和高纬风场均未出现明显异常;在爆发性增温前期,1波都会出现异常增幅,在波振幅到达最大值以后发生爆发性增温。当增温开始以后,极涡转移型和弱SSW的1波振幅在到达极值后,会维持6~8天,而极涡分裂型1波振幅增温开始后开始减小;极涡转移型和弱SSW期间2波也较为相似,在增温前期波动振幅也会出现一定程度的增幅,在增温后开始减小,而极涡分裂型会在增温后出现2波振幅的增幅。1波和2波EP通量的分析表明,极涡转移型和弱SSW期间1波EP通量会在前期和盛期有较强的上传,2波EP通量上传较弱,而极涡分裂型2波EP通量上传则较强。 展开更多
关键词 平流层爆发性增温 行星波 EP通量
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