冬季北太平洋多尺度水汽输送和大气河的变化特征及其与PDO和ENSO的联系

利用1950-2015年NCEP/NCAR大气再分析资料和NOAA海表面温度资料,通过回归分析和合成分析的方法研究了冬季北太平洋不同尺度水汽输送和大气河(Atmospheric River, AR)的变化特征及其与PDO、ENSO的联系。结果表明,在PDO正位相时期,时间平均的水汽输送将大量水汽从太平洋北部和中部地区输送到东北太平洋的阿拉斯加湾及北美西岸地区,同时将北太平洋副热带地区的水汽输送到热带地区;低频尺度的水汽输送主要是将水汽从北太平洋向低纬地区输送;天气尺度的水汽输送使得大量水汽在北太平洋中部风暴轴区域汇集;北太平洋AR中部和阿拉斯加及北美西岸地区的AR频率显著增强,热带太平洋AR中西部明显增强,而东部减弱并向西南方向移动延伸。在ENSO正位相时期,时间平均的水汽输送使得东北太平洋和热带太平洋地区降水异常增多;低频尺度的水汽输送导致北美西岸易发生极端降水事件;天气尺度的水汽输送与北太平洋风暴轴活动密切相关;北太平洋AR中西部有所减弱,但在其东部的北美西岸地区AR频率明显增强,热带太平洋AR中部地区显著增强,而在其东南部则明显减弱。PDO和ENSO处于不同位相下时对AR的影响表现出一定的非对称性,其中PDO对北太平洋AR的影响起主导作用,而ENSO对热带太平洋AR的影响起主导作用。

冬季北太平洋大气低频环流的年际和年代际变化特征及其与大气环流和海温异常的联系

利用1979—2015年ECMWF逐日再分析资料,通过EOF分解和回归分析研究了冬季北太平洋大气低频环流的年际和年代际变化特征及其与海表面温度异常(SSTA)和大气环流异常之间的联系。研究结果表明:冬季中纬度北太平洋地区850 h Pa低频尺度环流存在3个明显的变化模态:第一模态为海盆尺度的单极型异常气旋(反气旋)式环流,同期太平洋SSTA呈现El Ni1o(La Ni1a)以及PDO暖位相(冷位相)空间分布,阿留申低压强度增强(减弱),对流层中高层是正位相(负位相)的PNA型遥相关,北太平洋天气尺度风暴轴中东部南压(北抬);第二模态为在白令海峡和副热带地区呈气旋式与反气旋式环流南北向偶极型变化,同时中纬度北太平洋SSTA呈现NPGO(North Pacific Gyre Oscillation)正位相(负位相)的空间分布,黑潮区域SSTA偏暖(偏冷),北太平洋SSTA经向梯度加大(减小),对流层中高层为负位相(正位相)的WP型遥相关,北太平洋天气尺度风暴轴整体偏北(偏南),强度增强(减弱);第三模态为北太平洋中西部和北美西岸呈气旋式与反气旋式环流东西向偶极型异常,黑潮区域SSTA偏冷(偏暖)而北太平洋东部SSTA偏暖(偏冷),SSTA纬向梯度加大(减弱),同时赤道东太平洋出现类似La Ni1a(El Ni1o)的SSTA分布,北太平洋天气尺度风暴轴中东部明显减弱(加强)而西部略有加强(减弱)。