【摘 要】
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本文基于ERA-Interim再分析数据和中国地面气象站基本气象要素日值数据集(V3.0)的观测数据,采用客观的识别与追踪算法筛选出1980/1981-2015/2016年冬季(12月、1月和2月)生成于北大西洋中高纬度的146个极端气旋(Extreme Cyclones,简称ECs),统计分析其时空特征,并使用K均值聚类法和综合相似指数对不同路径和环流的ECs进行分类,通过分析与对比相应的环流特
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本文基于ERA-Interim再分析数据和中国地面气象站基本气象要素日值数据集(V3.0)的观测数据,采用客观的识别与追踪算法筛选出1980/1981-2015/2016年冬季(12月、1月和2月)生成于北大西洋中高纬度的146个极端气旋(Extreme Cyclones,简称ECs),统计分析其时空特征,并使用K均值聚类法和综合相似指数对不同路径和环流的ECs进行分类,通过分析与对比相应的环流特征,探究不同路径ECs对中国气候的影响。统计结果表明,ECs的平均生命期为3.9天,发生频次呈现轻微减少的趋势,生成于格陵兰岛南部或北美东部,并沿格陵兰岛东侧北移的ECs出现最多。ECs对后期中国天气的影响表现为有63.70%的ECs对应有寒潮的发生,其中在格陵兰岛南部生成并沿其东侧北移的ECs更易发生寒潮,比例高达80.77%。进一步研究表明,ECs的生成(lag 0天)伴随有显著的异常增暖和异常高压,通过加强高纬度和中纬度两支Rossby波,能量由此向下游频散,异常高压发展北伸并入侵极区,lag 9天左右极涡分裂,同时异常高压东侧的低压系统加强并东伸至我国上空,受其影响,在ECs生成滞后1～2周的时间内,我国出现异常偏冷并发生寒潮。对比发现,不同移动路径的ECs在lag 0天的环流形势和异常Rossby波不同,对我国天气的影响也不同:沿格陵兰岛中西部北移(第一类,路径偏西)的ECs对应在lag 14天我国开始出现异常偏冷,较强的偏冷和寒潮主要集中在北方地区,强度较强;沿格陵兰岛东部北移(第二类,路径偏中)的ECs对应从lag 7天起我国全国范围内出现异常偏冷,尤其是南方地区,持续久、范围广,但强度略弱;沿欧洲大陆西部北移(第三类,路径偏东)的ECs对应暖异常和异常Rossby波较弱,对我国影响较小,主要影响我国西南和西北东部。对于生成纬度较高的ECs,对应环流系统的位置偏北、强度更强且移速更快,我国出现异常偏冷与寒潮的滞后时间早、范围广、强度强。
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