热带太平洋大气经圈和纬圈环流的年际及年代际变化
【摘要】本文采用1951年1月-2010年12月共60年的NCEP/NCAR月平均再分析数据，计算不同经度、纬度的经向和纬向质量流函数，表征大气垂直环流。从季节、年际及年代际尺度，分析和讨论了热带太平洋局域Hadley环流和Walker环流以及全纬圈Hadley环流的主要特征。根据Hadley环流年际变化主要模态的空间分布，选取西太平洋区域（WP区：100°E~140°E）和中太平洋区域（CP区：170°E~150°W）的局域Hadley环流进行分析，并对太平洋上Walker环流的变化特征进行研究，发现太平洋局域Hadley环流和Walker环流之间有非常紧密的联系。全文主要结论如下：1.全纬圈Hadley环流的主要特征Hadley环流有显著的季节演变特征：冬、夏季节为跨赤道的单圈环流，春、秋季节为赤道准对称的双圈环流；Hadley环流年际变化主要发生于太平洋上空，与ENSO现象密切相关；较强的赤道准对称双圈异常Hadley环流多数会出现在ElNio（LaNia）盛期；强ElNio盛期前单圈夏季Hadley环流加强，而盛期后单圈夏季Hadley环流减弱，造成Hadley环流强的准两年振荡；60年来跨赤道单圈类冬季型环流线性增强；年代际变化主要表现为由1970年代中期至2000年的跨赤道单圈类冬季型异常环流，转变为近10年来类夏季型异常环流。非洲和南美大陆对长期线性趋势和年代际异常都有重要作用。2.太平洋局域Hadley环流和Walker环流的主要特征（1）季节变化：WP区域Hadley环流主要受暖池加热的作用，热带地区上升区域强且宽；冬、夏季节为跨赤道的单圈环流，尤其夏季南支Hadley环流可达20°N附近，表现为很强的夏季风特性，春、秋季节为赤道准对称的双圈环流；CP区域受西太平洋暖池和东太平洋冷舌的共同作用，Hadley环流分布与WP区相差较大，特别是环流跨赤道影响的范围很小，上升区分别在赤道南北两侧；Walker环流中心位置随季节有约10个经度的东西移动，秋冬季节偏东，夏季最西，中心强度在夏季最强，春季最弱。（2）年际变化：WP和CP区Hadley环流以及Walker环流的年际变化都与ENSO关系密切，ElNio盛期对应着关于赤道对称的双圈异常环流，CP区为正向Hadley环流加强，即赤道区异常上升，WP区为负向Hadley环流异常，即赤道区异常下沉，而Walker环流减弱；LaNia盛期则相反；强ElNio盛期前春夏季WP和CP区都是跨赤道的单圈逆时针异常环流，Walker环流为赤道中太平洋异常上升，而强ElNio盛期后春夏季两区都是跨赤道的单圈顺时针异常环流，Walker环流为赤道中太平洋异常下沉，反映了强ElNio期间大气垂直环流的准两年振荡特性；但一般性ElNio和LaNia期间准两年振荡信号较弱。（3）年代际以上变化：60年来WP区Hadley环流的北支有明显增强的趋势，南支环流有减弱的趋势；赤道中太平洋上空的异常下沉气流趋势使得CP区Hadley环流和Walker环流都有明显的减弱趋势；2000年后的Walker环流和WP区Hadley环流都强于1980-1999年的平均环流，而CP区Hadley环流北支环流变强、南支环流变弱。3.垂直环流与降水主要特征垂直速度可以分解为经向环流的垂直速度m和纬向环流的垂直速度z，在气候态、年际和年代际变化上，垂直速度与降水分布有很好的匹配关系；m及其异常分布区域呈东西向带状，z及其异常的区域呈南北向分布，可能与海陆分布相关；热带西（东）太平洋m中心位置随季节的南北移动显著（不显著）；年际变化主要模态是ENSO信号；热带地区m异常和z异常符号比较一致，但m异常强度明显大于z异常；中纬度地区两者量级差别不大，但符号有时相反，反映了异常经向环流和纬向环流相互减弱的特性；通过对中国南方和北方区域平均降水年际异常与z、m的相关分析得知，经向环流和纬向环流的变化对热带外降水异常作用的都比较重要。
【作者】宫晓庆；
【导师】王启；
【作者基本信息】中国海洋大学，气象学，2014，博士
【关键词】质量流函数；Hadley环流；局域Hadley环流；Walker环流；年际年代际变化；
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