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用1958-1997年40年NCEP／NCAR冉分析资料,求得了逐月北半球中高纬度(30-60°N)500hPa位势高度场定常波(H)*500、低纬(30°S-30°N)850、200hPa风场定常波(V*)850、(V*)200及整层大气热源定常波(Q*)。分析了它们的波谱特征及风压场定常波与热源定常波间的配置关系。阐明了定常不平稳性概念,定义了风压场定常波不平稳性的度量参数——全域(局域)定常波不平稳度Ius(Iusl),借助Ius(Iusl)系统地分析了上述区域定常波不平稳性。用奇异值分解方法,分析了1月风压场局域定常波不平稳区的定常波异常H*、(V*)850与我国同期气温异常T的相关关系。论文的主要结论为:
1)北半球中高纬度(H*)500及低纬度(V*)850、(V*)200均具有低阶、低维特征,定常波主要由超长波(波数(1,3))、长波(波数(4,6))的少数谐波分量构成。1月(H*)500的低阶、低维特征较7月更典型；1、7月V的低阶、低维特征较4、10月更典型；(V*)200的低阶、低维特征较(V*)850典型；多数季节和纬度,(H*)500和(V*)850、(V*)200最强定常波分量为1波。从冬到夏,中纬西风带(H*)500波动能量向短波转移(1波除外)。小波分析表明,风压场定常波波谱局域特征明显。定常波异常({H*500}、{(V*)850}、{(V*)200})也具有低阶、低维特征,但其收敛速度明显低于定常波本身。风压场定常波及其异常的波谱特征成因可归结为海陆热力差异、地形与基本流的相互作用。
2)整层大气热源气候场(Q)的高值区在热带,多数季节(Q)存在两个高值带,它们与赤道辐合带(ITCZ)的南北分支对应。纬圈平均[(Q)]的最强热源(热汇)位于夏半球内热带(冬半球外热带)；北半球中高纬度[(Q)]上半年为随季节北扩的热源带,下半年均为热汇。定常波(Q)*也为低阶、低维特征。但其收敛速度低于对应的区域的(H*)500、(V*)850。(Q)*与海陆分布、地形和(H*)、(V*)850如关系密切；中高纬度(Q)*的热源位于(H)*的槽前脊后,低纬位于(V*)850的气旋区域；热源与风压场定常波间的上述配置在其超长波分量上也存在。这些区域的上升运动有利于凝结潜热释放是其动力因为。因此,风压场定常波与大气热源间互为因果关系。
3)阐明了定常波不平稳性概念。定义了风压场定常波不平稳性度量参数一一全域(局域)定常波不平稳度Ius(Iusl),它们是准定常波{Z*(t)}的变异系数。H500和(V)850的Ius纬度-月剖面图,揭示出一条冬季位于外热带、盛夏到达50°N的定常波不平稳带,它随季节北进南退,其上六月前后变化明显。而1、7月的Iusl分布图,给出一系列重要的局域定常波不平稳区,其中1月覆盖我国南方的南亚、西太平洋不平稳区和7月覆盖我国北方的东北亚不平稳区,是相应季节这些区域气候异常频发的环流因为。由此可见,定常波不平稳性是定常波的一种新的重要的统计属性。
4)对1月和4月的定常波不稳定区的定常波异常(A、B区的H*和C、D区的(V*)850)与我国同期气温异常T160的相关关系作了奇异值分解,它们给出的区域风压场定常波异常与中国同期气温异常显著相关,并与区域气候异常因为的分析经验相符。从而为区域气候异常成因分析及预测提供了新的视角,具有一定的应用价值。