大气遥相关课件

1、大气环流的遥相关 地面气压场的遥相关 遥相关指相距一定时间或相隔一定空间的天气现象或天气过程之间的稳定联系。一般有三种情形： 固定空间的时间遥相关，如韵律关系。 固定时间的空间遥相关，如遥相关型。 不同时间、不同空间的时空遥相关，如海气时空遥相关。南方涛动形势图： 当印度洋地区出现气压正距平时，东南太平洋及南美地区将有负距平；反之亦然。1962年12月1977年2月45个冬季月的气压资料1962年12月1977年2月45个冬季月的气压资料对流层大气环流的遥相关 东大西洋型遥相关 EA ：表明副热带东大西洋、北大西洋及欧洲地区500hPa位势高度变化的遥相关型。 一般北大西洋有异常高的500hP

2、a高度，而副热带东大西洋和东欧地区500hPa高度较低，则出现正EA型遥相关型；反之亦然。 太平洋北美型遥相关 PNA ：表明中东太平洋与北美大陆500hPa环流形势变化的遥相关型。 正PNA型遥相关对应着北美大陆西岸为强高压脊控制，北太平洋和北美东部是高空槽控制；负PNA型遥相关对应的形势不同，整个北美大陆为高空大槽控制，而北太平洋高压脊明显存在。 西大西洋型遥相关 WA：表明北大西洋与热带大西洋和西欧地区500hPa位势高度变化的遥相关型。（6050W） 正WA型遥相关在500hPa上表现为弱的北美东岸大槽和弱的西大西洋急流；负WA型遥相关对应强烈发展的北美东岸大槽和强的西大西洋急流。 西

3、太平洋型遥相关 WP：与地面气压的 NPO 相对应的500hPa位势高度变化的遥相关型。（150160E） 在500hPa环流形势上若阿留申地区为弱（强）的低压槽，而日本上空的高空急流也较弱（强），则对应着正（负）WP型遥相关。 欧亚太平洋型遥相关 EUP ：西伯利亚与欧洲、日本500hPa位势高度变化的遥相关型，其纬向特征明显。 在500hPa环流形势上，正EUP对应着30E附近有较强的高空槽，西伯利亚反气旋比较强；负EUP对应着60E附近有较强的高空槽，西伯利亚反气旋比正常偏弱。太平洋日本波列 基于西太平洋地区云量和对流层环流长期变化特征，有人（1986年）提出太平洋日本（ PJ ）涛动的

4、存在，随后进一步指出夏季北半球环流存在 PJ 波列，其遥相关形势如图。 并认为该遥相关波列的出现同赤道西太平洋地区的对流活动及El Nino事件有密切关系。 在研究我国东部旱涝发生的原因时，发现，旱涝不仅与菲律宾周围的对流活动有关，而且也发现有从菲律宾经东亚到北美的波列，该波列的活动直接与菲律宾周围的对流有关（黄荣辉、李维京，1988）。 在菲律宾周围的对流强的年份，强的副热带高压位于日本及我国江淮流域上空（500hPa有高度正距平），我国江淮流域和日本高温少雨；而在鄂霍茨克海上空有500hPa高度负距平出现； 在菲律宾周围的对流弱的年份，正负距平分布几乎相反，江淮及日本上空为负距平控制，江淮

5、流域降水偏多。(夏季） 为较好地定量描写各种遥相关型的显著性，尤其是辨别正遥相关型和负遥相关型，提出一种计算遥相关指数的方法。 基于标准化的月平均500hPa高度异常资料，对特别格点（相关系数极大值所在位置）进行计算，对不同的遥相关型，遥相关指数计算格点不一样。 大气对外源强迫的遥响应 大气对外源强迫的遥响应 大气环流的长时间演变存在着遥相关特征。 大气环流变化为什么会出现各种遥相关型呢 ? 人们首先将对流层大气环流的遥相关型的产生归结为大气对地形和准定常热源的强迫响应。 Bjerknes(1966) 就指出:大气对外强迫 ( 例如 SST 异常 ) 可以产生一定的响应形势 , 地形和准定常热

6、源将在大气中激发出遥响应。 遥相关型也就是遥响应的产物。 ENSO与PNA型遥相关ENSO与PNA型遥相关 基于资料分析, 人们首先把 PNA 遥相关型同赤道东太平洋的 SST 异常 (ENSO) 联系起 来（Horel和Wallace,1981）， 认为 PNA 遥相关型的出现就是大气对赤道东太平洋 SST异常的响应。 其后，数值模拟也证明了这种结论（1983）, 并且人们把这种遥响应归纳为如图 所示的形势。 根据一系列分析研究和数值模拟试验的结果 , 可以认为: PNA 遥相关型 ( 其它遥相关型也一样 ) 是大气环流演变的基本特性之一 , 它 ( 们 ) 的产生和 El Nino 事件并

7、没有直接关系，没有 El Nino 的时候 , 它照样可以出现。但是 , 在 El Nino 事件时期 , 往往有利于 PNA 遥相关型的发生。 地形和定常热源的强迫响应气候基本态的重要性气候基本态的重要性 大气对外源强迫可以产生极为清楚地遥响应，说明外源强迫对大气环流演变和气候变化的重要性。 但是大气中出现某种形式的遥响应，并不完全取决于外源强迫，气候基本态的情况也起着重要作用。 一方面，数值模拟试验结果表明： 低纬度的热源强迫会在中高纬度地区较强的大气环流的遥响应；而位于中高纬度地区的热源强迫在热带大气中却不能激发出强的响应。似乎说明外源强迫对大气遥响应及大气环流变化是极其重要的，甚至外源

8、的地理位置都有重要作用。 另一方面，一些数值模拟研究又表明： 遥响应的发生，特别是将出现什么形势的遥响应，大气的基本气候态（基本流场形势）也有重要作用。低纬度热源可以在中纬度引起较强的遥响应，而中高纬的热源在低纬度地区却难以产生强的遥响应，这同大气基本风场的结构是有关系的，所以其本身就已包括了基本气候态的影响。综上所述，大气对外源强迫的遥响应包含两方面： 外源强迫（强度、位置、种类、结构），它们对所激发的大气响应形势都有影响。 既然是大气的响应，其响应的程度和性状同大气的基本特征有密切的关系，其中气候基本态是尤其重要的因素。 外源强迫和气候基本态对于某种遥响应的产生都有重要的作用，既不能过分夸

9、大外强迫的重要性，也不能片面强调基本气候态的作用。 对于某种具体的遥响应或遥相关型来讲，两者的重要性可能有些差异。 东亚遥相关型 东亚遥相关指数遥相关型东亚遥相关指数 综合考虑 高纬鄂霍次克海附近有无阻塞形式; 中纬度日本海附近西风带的位置; 低纬副热带地区副高强弱和位置的变化;反映高、中、低纬环流系统的配置结构。 东亚遥相关指数计算 高纬选取A区（50-60N,125-140E）7个点的500hPa高度距平和，作为反映鄂霍次克海附近有无阻塞形势。 500hPa高度距平为正时，说明鄂霍次克海高压存在； 高度距平为负时，说明鄂霍次克海附近为低槽区。 中纬选取B区（40N,120E，35N,115

10、-125E ）3个点的500hPa高度距平和，作为反映日本海附近西风带活动情况。 当500hPa高度距平为负时，说明中纬度西风带位置偏南；高度距平为正时，说明中纬度西风带位置偏北。 低纬选取C区（20N,100-130E，15N,105-115E ）7个点的500hPa高度距平和，作为反映副热带高压强弱及南北位置的情况。 当500hPa高度距平为正时，说明副热带高压偏强、位置偏南；高度距平为负时，说明副热带高压偏弱、位置偏北、偏东，赤道辐合带活跃的趋势。 两类遥相关型的环流特征 对6,7,8月两类遥相关型的年份，作500hPa高度和距平合成图6月主要差异：（+ - +，- + -） 前者西太平

11、洋副高强而偏西；后者弱而偏东。 前者中高纬度西风带在东亚上空出现分支现象，东亚南支锋区在35-40N附近，北支锋区在60N以北；后者西风带锋区无分支现象，环流平直，锋区位于50-60N之间。 前者鄂霍次克海以西有阻塞高压；后者无阻塞形势。 前者西北欧为高压区；后者为槽区。 从距平合成图上看，波列位相差异较大。两者的波列传播方向从东亚低纬到朝鲜半岛到美洲东部，但两类波列在东亚地区呈现反位相。7月主要差异：（+ - +，- + -） 前者西太平洋副高西部脊线位置在台湾-福建一带，25N附近；后者副高西部脊线位置抵达浙北，30N附近。 前者中高纬度西风带在贝加尔湖附近向东有分支现象，东亚南支锋区在3

12、5-42N附近，北支锋区在60N以北；后者西风带无分支现象，西风带环流平直，西风带锋区位于40N以北。 前者鄂霍次克海以西有阻塞高压；后者无阻塞形势。 前者印度低压弱，范围小；后者印度低压强，范围大。 从距平合成图上看，波列传播方向与6月大致相同，前者不穿过极地；后者穿过极地。8月主要差异：（+ - +，- + -） 前者西太平洋副高强，西部脊线位置偏南；后者副高强，西部脊线位置偏北。 前者中高纬度西风带在贝加尔湖附近向东有分支现象，东亚南支锋区在35-42N附近，北支锋区在60N以北；后者西风带环流平直，西风带锋区位于60N以北。 前者印度低压弱，赤道辐合带不活跃位置偏南 ；后者印度低压强，赤道辐合带活跃位置偏北 。 前者中高纬贝加尔湖以东有阻塞高压出现；后者无阻塞形成。 从距平合成图上看，