近百年东亚冬季气温及其大气环流变化型态

利用最新20世纪近百年再分析气象资料,研究近百年东亚冬季气温变化型及其相关的大气环流型态。结果表明近百年内东亚冬季气温主要有两种变化型:第一是东亚西南与东北相反气温变化型,表现在40°N以南及105°E以西地区(西南地区)气温变化与40°N以北及105°E以东地区(东北地区)变化相反;第二是40°N以南气温一致变化型。与第一种气温变化型耦合的大气模态是500hPa欧亚型遥相关、西伯利亚高压及北大西洋涛动。当欧亚型遥相关负位相,北大西洋涛动正位相及西伯利亚高压减弱时,有利于蒙古和我国105°E以东的区域增温而我国西南地区和青藏高原降温,反之亦然。第二种气温变化型耦合大气模态是500hPa西太平洋型遥相关,北太平洋涛动。当西太平洋型遥相关及北太平洋涛动处于正位相时(北太平洋北负南正),东亚40°N以南地区增温,东亚40°N以北地区降温。耦合的大气模态的型态差异,影响各阶段气温的年际变化。近一百年中,欧亚型遥相关和北大西洋涛动在1984～2010期间的型态最显著,是20世纪80年代东亚显著增暖的原因之一。研究还发现20世纪中期后东亚气温的年际变化与极地环流的变化联系紧密,表现在西伯利亚高压范围东扩并与极地环流联系,也是近百年气温趋势上升的一个原因。

秋冬季节转换期东亚环流变化特征及机制分析

利用NCEP／NCAR候平均再分析资料，对秋冬季节转换前后大气环流特征及高低层季节转换的时间差异进行研究。结果表明：青藏高原表面气温的季节性转变是东亚地区秋冬季节转换的信号，其剧烈的降温将快速引导环流形势向冬季型转变，一定强度的西伯利亚冷高压的建立亦是季节转换的指示器。从秋冬季节转换前后的环流形势对比来看，急流南撤至35°N以南、急流中心稳定移至西太平洋上空、南亚高压反气旋中心退至西太平洋上空时间比较一致，可视为冬季环流建立的标志。通过分析青藏高原及江准地区表面热通量的变化得知，秋冬季节，青藏高原地面对大气感热及潜热加热的急剧减少，远远超过了净长波辐射加热的增加，这种热量的减少使得离地最近的地面气温出现相应降温，在滞后表面加热突变后2～3候出现季节转换。由于感热的变化主要影响低层，高层对感热变化的响应主要是通过热力适应机制，导致高层的季节转换时间滞后于低层。而江淮流域地区地表潜热加热的急剧减少亦是大气环流改变的一个热力因素，可能是由于潜热加热到达一定的高度通过凝结加热的方式直接影响高层，所以高低层季节转换时间基本一致。