夏季西太平洋副热带高压次季节经向活动及其机理研究

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西太平洋副热带高压的季节内南北异常进退对东亚季风区天气气候具有重要影响。本文利用NCEP/DOE的逐日再分析资料、NOAA的逐日向外长波辐射资料,运用回归分析、合成分析等方法,基于西太副高次季节经向活动指数,研究了次季节尺度上西太副高经向位置的异常变动特征及其相联系的大气低频演变物理过程,进一步探讨了西太副高经向位置低频振荡的可能物理机制,最后评估了 NECP的第二代气候预报系统(CFSv2)对西太副高次季节经向活动的预报效果。(1)西太副高经向位置的异常活动存在10-30天和40-50天两个次季节周期。在10-30天低频尺度上,西太副高在北进过程中,中纬度地区从正压结构向斜压结构调整,南退时重新调整为正压结构;在40-50天低频尺度上,西太副高北进时低纬从正压结构转变为斜压结构,而中纬度地区则一直维持准正压结构。(2)西太副高10-30天周期的异常经向活动受中高纬波列和热带对流的共同影响。西太副高北进时,高纬有源自大西洋-欧洲中部的东传遥相关波列,乌拉尔山和贝加尔湖的正、负位涡异常随之向东南向传播影响东北亚地区的高层辐合辐散。中纬度由中北太平洋上空低频Rossby波西传影响东亚沿岸气压场,波动通过正压过程从西风急流中获得能量;同时,自副热带大西洋经北美、东北太平洋西传至中北太平洋的Rossby波,进一步加强了中北太平洋的低频扰动;在热带,赤道西太平洋的低频异常对流向西北向传播并在东亚沿岸激发出气旋性-反气旋性环流异常,进而影响西太副高南北位置。(3)西太副高异常经向活动的40-50天周期与MJO(Madden-Julian Oscillation)和季风季节内振荡相互作用下的对流异常密切相关。热带MJO自印度洋东传至西太平洋后向北传播,并与印度洋-印度半岛北部-西北太平洋遥相关型的东北向传播共同作用,造成西北太平洋上空的反气旋性环流,有利于西太副高在次季节时间尺度上的北抬。(4)NCEP/CFSv2模式对于西太副高异常活动的10-30天周期的预报效果较好,预报时长为15天,同时验证了北太平洋上空低频西传波列的存在以及赤道西太平洋对流北传的活动特征。对2020年西太副高第二次北跳过程的模拟也说明了当北太平洋副高逐渐增强时,副高内部会分裂成几个副高单体,当西部主体西伸至东亚沿岸时,副高西部会发生断裂,造成了西太副高的北抬。位于日本东侧的正位势高度异常中心的出现以及西移可以作为西太副高北抬的一个前期信号。
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