近60a西北地区东部低层气旋性风场演变特征及其可能成因的研究

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本文利用1953-2012年NCEP/NCAR全球再分析风场资料,结合同期NCEP全球月平均再分析资料和74项环流特征量资料,通过相关分析、M-K突变检验、小波分析等合成诊断分析方法,研究了近60年西北地区东部低层气旋性风切变频次的突变和转型特征,摸清了环流异常对西北地区东部气旋性风场格局的影响。得到以下结论:(1)西北地区东部低层气旋性切变以横切变为主,横切变点与总切变点频次的月际变化较同步,一致呈单峰型,竖切变点变化呈多峰型;气旋性风切变频次的年际变化近60年呈显著的减少趋势,通过了α=0.001(n=60,α=0.5743)的显著性水平检验;风切变频次在1976年出现由多到少的明显突变。(2)通过分析小波变换系数实部和小波功率谱的时频分布,得出西北地区东部气旋性风切变出现频次在1960-1970年间存在3-7a的振荡周期,其中以3a和7a的周期最为显著。(3)气旋性切变点多年500hPa高度距平场在四个季节一致呈西低东高的分布形势,且负距平中心较常年偏强,说明位势高度场的异常偏低更容易诱发气旋性风切变的生成;夏季西太平洋较常年同期强度减弱,冬季东亚大槽偏浅、强度减弱;气旋性风切变点多发年份西北地区东部较多年背景场有一闭合的气旋性环流;气旋性切变点少年正好相反。(4)突变前后中国西北地区东部四季都处于高度场负距平控制,中心位置除冬季位于内蒙自治区西部以外其余三个季节都位于蒙古国,且夏季负距平中心强度最强,冬季最弱。夏季,西太平洋地区处在负距平区。突变前较突变后西太平洋副高强度较弱。(5)850hPaUV合成风场距平场很好了体现了切变点多年份组合少年份组的低层环流的特征的差异。在风切变多年份组图发现我国西北地区和蒙古国上空以及里海上空有一闭合的气旋性环流,西太平洋上有一反气旋性环流;从少年份组合成风场距平场可发现原先位于我国西北地区上空的气旋性环流变为反气旋性环流,西太平洋副高发生了明显的西伸且强度加强。气旋性风切变点多发年份西北地区东部较多年背景场有一闭合的气旋性环流,而切变点少年份组正好相反。(6)西北地区东部低层气旋性风切变的年际变化可能受各种环流因子的共同影响。北非副高面积指数、北非副高强度指数、北非大西洋北美副高面积指数、南海副高面积指数与气旋性风切变年际变化呈显著地负相关;大西洋副高脊线、北半球副高北界、北非大西洋北美副高北界等环流因子与气旋性风切变年纪变化呈显著地正相关。
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