平流层北半球环状模异常信号下传与臭氧时空分布的关系研究

发布时间：2020-10-22 14:19

　　使用ECMWF提供的ERA-Interim再分析逐日资料,运用2009年Baldwin所提出的改进算法,计算得到逐日北半球环状模指数。通过对逐日NAMI数据的分析,提取了 7个NAM正异常下传事件和12个负异常事件,研究了 NAM异常下传的特征、与波—流相互作用的关系及与平流层臭氧的关系。结果表明,平流层NAM异常下传时,在平流层各个气象要素场均有异常,并有下传趋势。而正负异常两类事件的主要差异体现在异常的强度及持续时间,其次在中纬度地区的对流层。平均纬向风异常场中,当NAM高指数时,平均纬向风在平流层和对流层均有一个弱异常中心,持续时间短;在NAM低指数时,仅在70° N附近的平流层具有一个强烈、持续的西风异常中心且平流层上部的平均纬向风异常中心值高达30m.s-1。温度异常及经向环流场中,在NAM高指数时,显著的特征是在平流层中部有一个低于196K的低温中心。在NAM低指数时,平流层上中部存在明显的高温中心,200hPa以上的对流层上层及平流层的温度均为222K以上,并在极地地区自对流层至平流层下部均存在强烈的上升气流。平流层环状模异常下传的前期及中期与波—流相互作用联系紧密,主要为行星波1～2波的作用。下传前期的大气基本状态有利于对流层行星波的上传,而下传中期有助于极地地区平流层中下部波动的向下传播及NAM异常的下传。该动力过程对平流层臭氧具有明显的输运作用,即将热带的臭氧向中高纬度输运,在高纬度地区下沉气流使得平流层低层臭氧含量增加。1OhPa上的NAM指数与在平流层中高层高纬度北极地区的臭氧变化有明显的负相关关系,且随着高度的增加,相关性越好。该相关性通过0.01的显著性检验。其次,在中纬度的西欧地区平流层高层出现了较弱的正相关,并随着高度的降低,正相关中心向东移动。NAM影响平流层低频臭氧变化的机制可以认为,在极区平流层中上部的臭氧变化主要由光化学作用影响,在平流层下部动力输运的作用较为明显。在NAM高指数时,极地地区平流层中层存在较持久的低温中心,有利于消耗臭氧的异相化学反应进行,因此,臭氧在该层消耗增大,臭氧含量较少。在NAM低指数时,平流层中上层温度异常增高,将抑制消耗臭氧的异相光化学反应,进而使得臭氧含量增加;同时,极涡较弱,绕极西风较弱,对流层的准定常波可以传播至高纬度平流层,经圈环流较强,将臭氧从臭氧大值区带到平流层低层,从而,使得臭氧含量增加。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P421
【部分图文】：

EOF分解,海平面气压,空间形态,环状

随后，Ｌｉ等［３４］将环状模现象解释为中高纬度“大气环状活动带（Ａｎｎｕｌａｒ?Ｂｅｌｔｓ??ｏｆＡｃｔｉ〇ｎ，ＡＢＡｓ）”之间在海平面气压场存在的反位相变化，并且负相关中心分??（ｃ）?Ａｎｏｍａｌｏｕｓ?Ｗｉｎｔｅｒ?Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｓ?ａｔ?Ｐｏｓｉｔｒｖｅ?Ｚｌ?Ｐｈａｓｅ??１００?ｊ??Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ?Ｊｅｔ?１??２００?■?？?＾?＾ｌａｒ?Ｖ?ｔ?Ｊ??？?＼??ｇ?３００?．?Ｈａｄｌｅｙ?Ｃｅｌｌ??Ｓ?＾１?＼?Ｆｅｒｒｅ！?Ｃｅｌｌ?Ｊ?ｒｊ?Ｗ＼??

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