下边界条件对北极涛动影响的数值模拟研究

利用NCAR大气模式CAM3.0探讨了包括山脉和海陆分布等下边界条件对北极涛动(AO)或北半球环状模(NAM)形成的影响。主要进行了控制试验和两个地形敏感性数值试验,对比了控制试验结果与资料分析结果。控制试验和NCEP/NCAR资料分析结果对比指出,CAM3.0模式能够较好地模拟出AO的水平环状结构和垂直相当正压结构。在去除山脉的敏感性试验中发现,AO中纬度北太平洋和北大西洋两个活动中心的强度、范围和位置发生变化。在水球敏感性试验中发现,AO两个大洋上的活动中心被环绕极地主活动中心的环状结构代替。两个敏感性试验共同表明,AO是大气内部某种过程作用的结果,它的存在本身不取决于下边界条件的改变。山脉和海陆分布主要影响的是AO的具体形态。通过控制试验和两个敏感性试验对比,又分析了准定常波和瞬变波对AO的影响。去除山脉和海陆分布热力差异共同强迫的准定常波,AO纬向平均纬向风高纬地区平流层异常最大值活动中心消失,这表明在平流层准定常波和纬向平均流的相互作用与AO活动关系密切。在只有对流层瞬变波作用时,AO仍然存在,表明准定常波不是AO存在的必要条件。平流层准定常波与平均流的相互作用和对流层瞬变波与平均流的相互作用与AO形成之间的具体关系有待通过E-P通量诊断进一步确定。