冬季北太平洋西部发展型天气尺度涡旋活动与海气相互作用过程

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利用NCEP/DOE R2大气再分析资料、HadISST和GODAS海洋同化资料,采用动力学诊断和合成分析等方法,对冬季北太平洋上空西部发展型天气尺度涡旋的活动和相关的海气相互作用过程进行了详细研究,分析了有利于西部发展型天气尺度涡旋发生发展的海气背景特征,揭示了西部发展型天气尺度涡旋与大尺度平均流之间的相互作用,探讨了海洋对西部发展型天气尺度涡旋的间接响应。结果表明,中纬度大气环流和海表温度异常对西部发展型天气尺度涡旋的强度变化具有重要影响。当阿留申低压增强且位置偏东时,对应副极地海洋锋的加强,低层大气温度梯度增强(即斜压性增强),从而有利于西部发展型天气尺度涡旋的发展;同时副极地海洋锋的增强会导致其上空西风急流增强并向北移动,西风急流的平流作用能够促进西部发展型天气尺度涡旋的向东传播。西部发展型天气尺度涡旋强度偏强引起的动力强迫会使得涡旋中心移动路径上的纬向西风增强,从而造成北太平洋中纬度上空的西风急流增强并向北移动;而其热力强迫则减弱中纬度的大气斜压性。当西部发展型天气尺度涡旋偏强时,西北太平洋上空对流层低层扰动斜压有效位能向扰动动能的转化增强,同时扰动动能向平均动能的转化也增强,而在中纬度地区对流层高层,平均动能向扰动动能的转化增强。此外,强的西部发展型天气尺度涡旋对西太平洋(WP)型遥相关负位相有一定的维持作用。通过滞后合成分析和对海洋混合层热收支诊断分析发现,大气环流对西部发展型天气尺度涡旋的响应时间尺度在1月以内,而海洋对大气环流的响应时间尺度在1月以上。在西部发展型天气尺度涡旋发展到最强以后,扰动动能向平均动能的转化减弱,平均动能减少,高层西风急流减弱,阿留申低压减弱,该过程完成时间在1月以内。在1个月后,副极地海洋锋仍维持增强的状态。冬季北太平洋由西部发展型天气尺度涡旋异常变化而导致的大气环流异常主要通过影响湍流热通量、海水的Ekman平流输运和共同决定海表面温度的变率。
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