北大西洋涛动位相转换数值和观测的初步研究

发布时间：2020-11-04 17:18

　　 本文首先借助一个非线性准地转正压模型，数值模拟了基本西风气流的强弱、不同空间分布的天气尺度扰动涡对北大西洋涛动(NAO)位相转换的作用，以及大尺度双波地形对其的影响。通过一系列的对比试验发现，适当弱的基本西风气流有利于下游系统西退使NAO由正（负）位相转换为负（正）位相；振幅强、活动范围大的天气尺度扰动波是NAO由负位相转换为正位相的有利条件，而加强并向北移的天气尺度扰动波是NAO由正位相转换为负位相的有利条件；叠加上大尺度双波地形后，NAO由正（负）位相转换为负（正）位相的个例数减少。对这一结论的理解，可采用有限振幅的罗斯贝波相速度公式。当基本西风气流（u_0）越小，导致波动相速度（C_p）越容易出现负值，即下游系统越容易西退至中心，而原中心的模态将不断减弱，最终使中心的位相发生位相转换；当天气尺度波越强，就会产生较大振幅的波动，波动振幅（M_0）的值越大，就会导致波动相速度（C_p）越容易出现负值；大尺度双波地形的存在使中高纬度的基本西风气流增强，从而使得波动相速度（C_p）越容易出现正值，不利于下游系统西退。 除了基本流、天气尺度涡以及地形这些局地因子会对NAO位相转换的有影响，在大气中海温、热带季节内振荡等多种外强迫因素对NAO位相转换也有着重要的影响。所以本文利用热带地区大气季节内振荡双变指数（RMM）和NAO指数，通过运用K均值聚类法将冬季北大西洋及欧洲地区的天气型态分为4种不同的流型，研究了不同时间段内8种不同位相的热带季节内振荡(MJO)与这4种流型的年际变化的关系。通过一系列的对比试验发现，K均值聚类法划分得到的不同位相NAO的天数能很好地反映NAO指数；无论是在1978-1990阶段（简称P1阶段）还是在1991-2010阶段（简称P2阶段），MJO第三(六)位相超前影响NAO正（负）位相；但在P1阶段存在NAO的位相转换，当MJO处于第一位相时，NAO由弱的负位相转换为NAO正位相，当MJO处于第六位态时，NAO由正位相转换为NAO负位相；而在P2阶段NAO并没有明显的位相转换，当MJO处于第一位相时，NAO由偶极子结构转换为波列结构。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P732
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 北大西洋涛动的概况
    1.2 北大西洋涛动的天气、气候意义
    1.3 本文的研究内容及目的
2 资料和方法
    2.1 所用资料
    2.2 所用方法简介
3 北大西洋涛动位相转换的数值研究
    3.1 引言
    3.2 数值模式
        3.2.1 模式方程
        3.2.2 初始场
        3.2.3 扰动场（强迫场）
    3.3 NAO 负位相转正位相的数值模拟
        3.3.1 无地形条件下的数值模拟
        3.3.2 大尺度双波地形条件下的数值模拟
    3.4 NAO 正位相转负位相的数值模拟
        3.4.1 无地形条件下的数值模拟
        3.4.2 大尺度双波地形条件下的数值模拟
    3.5 本章小结
4 热带季节内振荡与北大西洋涛动位相转换的关系的初步研究
    4.1 引言
    4.2 北大西洋地区 4 种天气型态的特征
    4.3 MJO 8 种位相及其特征
    4.4 MJO 的 8 种位相与北大西欧洲地区 4 种天气型态的关系
    4.5 MJO 位相与北大西洋涛动位相转换的关系
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
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本文编号：2870378