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2016与1998年春季北大西洋海表温度异常的差异及成因

热带海洋学报 2020年第3期39卷 19-30页

作者：薛文璟余锦华陈林南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

利用再分析资料以及混合层海温诊断方程,研究1997-1998与20152016年超级厄尔尼诺次年北大西洋海表温度异常(sea surface temperature anomalies,SSTA)的差异及成因。结果显示,北大西洋SSTA在1998年春季呈明显正负正三极型式分布,而在201... 详细信息

利用再分析资料以及混合层海温诊断方程,研究1997-1998与20152016年超级厄尔尼诺次年北大西洋海表温度异常(sea surface temperature anomalies,SSTA)的差异及成因。结果显示,北大西洋SSTA在1998年春季呈明显正负正三极型式分布,而在2016年呈弱的负正负型态。诊断热带北大西洋SSTA的影响因素表明,1998年春季暖SSTA除了之前研究强调的海洋表面向大气的潜热输送异常减少,以及吸收太阳辐射的增加外,海洋动力过程即Ekman纬向漂流也起着重要的作用。热力过程与厄尔尼诺峰值后出现的北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)负位相有关,其可引起亚速尔高压减弱,产生西南风异常,通过风-蒸发-海表温度(sea surface temperature,SST)反馈机制使热带北大西洋蒸发减弱,海表增暖,沃克环流下沉支的东移对这一增暖也有贡献。与19971998厄尔尼诺事件不同,2015-2016厄尔尼诺事件没有强迫出负位相NAO,而是出现弱NAO正位相,热带北大西洋为弱的东风异常,使海表发生一定的冷却,形成2016春季北大西洋SSTA与1998年的明显差异。

关键词：北大西洋海表温度异常厄尔尼诺衰减位相大气遥响应 NAO位相

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华北夏季三类极端高温的变化及其与北大西洋海表温度异常的联系

华北夏季三类极端高温的变化及其与北大西洋海表温度异常的联系

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作者：陈鹏南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文首先根据1979-2019年CN05.1夏季逐日日最高气温和日最低气温的90百分位阈值将华北夏季极端高温划分为独立暖昼型、独立暖夜型和日夜复合型三类极端高温。其次分析了华北夏季三类极端高温的变化特征,并对它们的环流特征及差异进行了... 详细信息

本文首先根据1979-2019年CN05.1夏季逐日日最高气温和日最低气温的90百分位阈值将华北夏季极端高温划分为独立暖昼型、独立暖夜型和日夜复合型三类极端高温。其次分析了华北夏季三类极端高温的变化特征,并对它们的环流特征及差异进行了研究,最后探讨了华北夏季三类极端高温日数的年际变化与北大西洋海表温度异常的可能联系,得到了如下主要结论:(1)华北夏季三类极端高温白天和夜间的温度异常不同,且主要集中发生的时间段也不同。三类极端高温白天的温度异常通常为独立暖昼型>日夜复合型>独立暖夜型,夜间的温度异常通常为日夜复合型>独立暖夜型>独立暖昼型。独立暖夜型和日夜复合型极端高温白天的温度异常能持续到夜间,而独立暖昼型则不能。独立暖昼型(独立暖夜型)极端高温的发生主要集中在夏季的6月上旬到7月上旬(7月下旬到8月上旬),日夜复合型极端高温的发生主要集中在7月中旬。(2)影响华北夏季三类极端高温的局地环流异常配置不同,导致三类极端高温白天和夜间温度异常的不同并造成这些类型极端高温发生。华北三类极端高温发生时其上空的500 h Pa反气旋性环流异常位置不同,独立暖昼型和日夜复合型极端高温发生时反气旋性环流异常中心位于华北上空。反气旋性环流异常引起的下沉运动异常,导致独立暖昼型极端高温发生时华北上空云量减少,从而吸收大量的太阳辐射,造成独立暖昼型极端高温白天温度异常为三类高温里最大的。日夜复合型极端高温发生时,华北低层的上升运动异常导致其上空云量较独立暖昼型极端高温偏多,从而导致白天吸收的太阳辐射较独立暖昼型极端高温偏少,因此白天温度异常较独立暖昼型极端高温偏低。独立暖夜型极端高温发生时,华北位于反气旋性环流异常中心后部,低层到高层为上升运动导致云量为三类极端高温里最大的,地面吸收的太阳辐射有限,因此白天温度异常为三类极端高温里最低的。(3)华北夏季三类极端高温发生时大尺度环流异常的不同是造成三类极端高温局地环流异常配置不同的原因。独立暖昼型(独立暖夜型)极端高温发生时华北南面850 h Pa的偏东北(南)风异常,不利于(有利于)海面水汽向华北输送。西太平洋副热带高压偏南(北)和东亚副热带西风急流偏弱(强)导致孟加拉湾和西太平洋向华北输送的水汽极少(大),同时这也是独立暖昼型(独立暖夜型)主要发生在夏季6月上旬到7月上旬(7月下旬到8月上旬)的原因。而日夜复合型极端高温发生时,850 h Pa偏南风异常的强度、西太平洋副热带高压的位置、东亚副热带西风急流的强度介于独立暖昼型和独立暖夜型之间,导致华北上空的水汽含量介于两者之间。干燥的空气不利于白天温度维持到夜间,湿润的空气有利于白天的温度维持到夜间,从而导致夜间的温度异常为日夜复合型>独立暖夜型>独立暖昼型极端高温。(4)发现了与华北夏季三类极端高温日数年际变化密切相关的北大西洋海表温度异常关键区,揭示了关键区海表温度异常影响三类极端高温的可能机理。影响华北夏季独立暖昼型极端高温日数年际变化的关键海区为北大西洋自南向北的正、负、正的三极型海温异常分布,其异常与对流层中上层西伯利亚向东南传播至华北的遥相关波列密切联系,导致华北上空反气旋性环流异常引起该区极端高温发生。影响独立暖夜型极端高温日数年际变化的关键海区为北大西洋西部自南向北的负、正的偶极型海温异常分布,其异常与里海沿西风急流向下游传播至华北的遥相关波列密切联系。而影响日夜复合型极端高温日数年际变化的关键海区为北大西洋东部自南向北的负、正的偶极型海温异常分布,其异常与欧洲北部向东南传播至华北的波列密切联系。

关键词：极端高温华北遥相关波列北大西洋海表温度异常机理

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春季北大西洋SSTA特征及其与ENSO关系的研究

春季北大西洋SSTA特征及其与ENSO关系的研究

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作者：薛文璟南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文利用再分析资料以及混合层海温诊断方程,在提取春季北大西洋海表温度异常(sea surface temperature anomalies,SSTA)特征的主模态基础上,探究了主模态海温异常产生的可能原因,以及ENSO事件对其的重要影响,同时对1997-1998与2015-201... 详细信息

本文利用再分析资料以及混合层海温诊断方程,在提取春季北大西洋海表温度异常(sea surface temperature anomalies,SSTA)特征的主模态基础上,探究了主模态海温异常产生的可能原因,以及ENSO事件对其的重要影响,同时对1997-1998与2015-2016年超级厄尔尼诺次年春季北大西洋SSTA的差异及成因进行个例分析。北大西洋春季的海温异常EOF第一模态为三极模态,第二模态整体表现为较强的单极中心,第三模态为偶极模态,其中第一、三模态与ENSO关系密切。ENSO事件通过热带开尔文波东传以及中高纬度PNA(Pacific North American Pattern)遥相关波列,影响北大西洋的大气环流即北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO),引起亚速尔高压的变化,产生南北侧风场异常,通过风-蒸发-海表温度(sea surface temperature,SST)反馈机制使北大西洋蒸发减弱(增强),海洋增暖(降温)。通过以上机制,厄尔尼诺事件对北大西洋的影响强度要大于拉尼娜事件。三极型海温是海洋内部动力过程与海气表面热量交换共同作用的结果,通过混合层诊断分析,不同纬度海温异常中心的影响因素有一定的差异,其中海洋内部的纬向平流,热力因素中的潜热通量的作用较为显著,潜热通量的变化与海表面风场的变化直接有关。个例分析结果显示,北大西洋SSTA在1998年春季,呈明显正负正三极型式分布,而2016年呈弱的负正负型态。诊断热带北大西洋SSTA的影响因素表明,1998年春季暖SSTA除了海洋表面向大气的潜热输送异常减少以及吸收太阳辐射的增加外,海洋内部Ekman纬向漂流也起着重要的作用。热力过程与厄尔尼诺峰值后出现的NAO负位相有关,其可引起亚速尔高压减弱,产生西南风异常,热带北大西洋蒸发减弱,海表增暖,沃克环流下沉支的东移对这一增暖也有贡献,但这一机制的影响较弱。与1997-1998厄尔尼诺事件不同,2015-2016厄尔尼诺事件没有强迫出负位相NAO,而是出现弱NAO正位相,热带北大西洋为弱的东风异常,使海表发生一定的冷却,形成2016的春季北大西洋SSTA与1998年的明显差异。

关键词：北大西洋海表温度异常厄尔尼诺衰减位相大气遥响应 NAO位相海温诊断

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