北太平洋850hPa和500hPa夏季副热带高压的时空特征分析

摘要

北太副高与我国天气、气候变化关系密切。北半球副高各层在年、季尺度上都具有独特性质，早期研究多针对于500hPa副高，而850hPa副高是向东亚地区输送水汽的主要通道，对其深入研究同样十分重要。文中以850hPa和500hPa北太副高为线索，定义了副高的面积IA、强度II、脊线IR和北界IN指数，利用滑动平均、小波分析、相关分析等方法先分析了1951~2010年夏季中、低层副高多年平均、多年月平均、年变化和年代变化特征，此后结合对6~8月中、低层副高面积指数异常年进行的500hPa大850hPa大、500hPa小850hPa小、500hPa大850hPa小、500hPa小850hPa大四种分类（简称LL型、SS型、LS型、SL型），利用合成分析、T检验等方法，来关注当两层副高同、反位相的变化时大气环流及太平洋SST配置的特征。具体结论如下：
　　一.年变化特征：中、低层副高的面积和强度指数均为单峰型，峰值在7月，850hPa（500hPa）副高在7~8（6~7）月较强；脊线和北界指数，峰值均在8月。850hPa（500hPa）副高的气候特征在7、8（6、7）月较相似。
　　二.方差特征：夏季500hPa副高位势高度场方差值更大，表明其在夏季变动更活跃。夏季三个月的方差均有显著差异，且7月均与夏季平均最为相近，需分开进行讨论。
　　三.年代变化特征：副高特征指数5年滑动平均表明，6~7月500hPa副高强度在78年前后有突变，脊线位置位相与之相反。而850hPa副高这些特征不明显。
　　四.副高指数特征：夏季副高面积与强度变化基本一致；两层副高之间的面积（强度）变化呈正相关，而南北位置变化相关一般。6月500hPa副高IA十分关键，它能影响850hPa副高6~8月面积变化及6~7月脊线位置变化。
　　五.面积指数周期特征：850hPa副高的周期，6月以2~3a、5a和8~10a为主，7月为2~3a和10a，8月为2~4a；500hPa副高的周期，6月为3~5a，7月最显著，为3~5a和3.3~5a，8月为2~3a、2.5~4.5a和5~7a。
　　六.纬向风特征：6~8月在西太赤道地区，中、低层副高均与200hPa纬向风呈正相关，850hPa纬向风仅与低层副高呈负相关；6~8月，高（低）空纬向风，在 Nino区主要与500hPa副高呈负（正）相关，7月最为显著；6~8月LL（SS）型时，西太中纬度地区出现正（负）西风距平，高空副热带东风（西风）急流增强；LS（SL）型时，6~8月高空北太中纬度西风（东风）急流增强，Nino区高空6月均为西风异常，7月为东风（西风）异常，8月均为东风异常。
　　七.矢量风场特征：6~8月当500hPa副高增强（减弱）时，东亚梅雨锋增强（减弱），且位置逐渐北移； LL（SS）型，6~8月在东南太平洋赤道附近的气旋性（反气旋）环流显著，西太赤道西风急流减弱（增强），越赤道气流减弱（增强）；LS型和SL型，在低空，6月 Nino区中均为上升运动，7~8月东亚季风增强（减弱），上升（下沉）运动增强。
　　八.垂直运动特征：6~8月LL（SS）型时，副高与中低空Nino区和ITCZ区的下沉（上升）运动相关；7~8月LL（SS）型时，东太平洋热带地区、我国几大雨带、西太暖池区中低空的上升（下沉）运动加强；8月低空Nino3区的下沉（上升）运动主要与850hPa副高增强（减弱）有关。
　　九. SST特征：6~8月LL型（SS型）时，东南亚海域、西太暖池区SST为正（负）异常，北太平洋中部的正（负）、负（正）异常区呈现马蹄型；6月在赤道地区纬向呈现“∞”垂直环流圈，西侧为顺（逆）时针方向，东侧相反，7、8月则呈“W”型。
　　十. Nino区SST特征：Nino指数与6~7月850hPa副高相关不显著；Nino区超前6~16个月的SST正异常及同期的SST负异常均会促进当年8月850hPa副高增强；6~8月，超前的Nino指数与500hPa副高呈正相关，极值出现前一年9~10月。
　　十一.其他海区SST特征：春季西太暖池区SST正异常和北太中部中低纬度的SST负异常，均会促使当年夏季中、低层副高增强（850hPa副高仅为7~8月）；7~8月500hPa副高增强，同年9月在西太暖池区和10~12月在西风漂流区均会有SST正异常；夏季中、低层副高增强，次年10月西太暖池区SST会出现负异常。具体正反馈机制还有待探讨。

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第一章 绪论

1.1北太平洋副热带高压综述，气候学研究

1.2太平洋副热带高压的研究进展

1.3太平洋副热带高压影响机制的研究

1.4北太平洋副热带高压对我国气候的影响

1.5本文内容

第二章 资料和方法

2.1 资料介绍

2.2 方法说明

第三章 中、低层副高强度和位置的气候特征

3.1 850hPa与500hPa副高强度和位置多年月平均的气候态特征

3.2 850hPa和500hPa副高多年平均的气候态特征

3.3 850hPa和500hPa副高指数年变化的研究

3.4 夏季850hPa和500hPa多年平均位势高度场的方差分布

3.5 夏季850hPa和500hPa副高指数的年际变化特征

3.6 夏季850hPa和500hPa副高面积指数的周期分析

3.7 小结

第四章 夏季中、低层副高强度异常时的大尺度环流特征

4.1 夏季副高强度异常的分类

4.2 夏季副高强度异常时高低空纬向风场的特征

4.3 夏季副高强度异常时低层矢量风场的特征

4.4 夏季副高异常时垂直运动场的特征

4.5 夏季副高与300hPa位势高度场的相关分析

4.6 小结

第五章 夏季副高强度与太平洋海表温度的联系

5.1 夏季副高与太平洋海表温度的相关分析

5.2 夏季副高异常时太平洋SST异常场的特征

5.3 夏季副高面积指数年际变化与关键海区SSTA的关系

5.4 小结

第六章 结论与不足

参考文献

致谢

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