大氣遙相關

大氣遙相關可簡要地定義為相隔一定距離的氣候異常之間的聯繫。雖然早在17世紀中期人們就開始了對遠距離氣候異常之間聯繫的研究,但"遙相關"這個詞,首先是瑞典氣象學家Anders Angstrom 於1935年在其有關北大西洋地區氣候研究的一篇論文中使用的。實際上,早在20世紀初,沃克在世界天氣研究中,就已經發現了這種現象,並由此推出了三大濤動,只是當時沒有使用這個名詞。

基本介紹

  • 中文名:大氣遙相關
  • 首次提出:1935年
  • 定義:相隔一定距離氣候異常之間的聯繫
基本介紹,現象與機制,分布特徵,

基本介紹

觀測事實表明,全球大氣環流的變化和異常存在相關性,一個區域的環流異常可以引起距離遙遠的另一個區域的環流異常,這種遙遠距離的大氣環流變化與異常間的相關聯稱為大氣遙相關。遙相關最早由1879年Hiedbrandon提出。由熱帶熱源強迫的大氣運動大致上可以分成兩種主要類型。一種是哈得來型的環流。這也包括沃克環流;另一種是遙相關場。
大氣遙相關一般分為三種情形:
1固定空間的時間遙相關,如韻律關係
2固定時間的空間遙相關,如遙相關型
3不同時間、不同空間的時空遙相關,如海氣時空遙相關。

現象與機制

氣候系統中存在著大量的大氣遙相關現象,這些大氣環流變化和異常在空間上可以相距遙遠,在時間上可以同時或有先後。一般認為大氣遙相關是由準定常行星波在球面大氣中的傳播及平均氣流上的正壓不穩定造成的。譬如從熱帶太平洋傳播到大西洋需要一個月左右,這正是短期氣候變化的一個具有物理意義的規律,所以吸引著氣象學家的關注和研究。當然,這些遙相關關係並不是一成不變的,往往會隨著時間的變化而變化。
大氣遙相關機制:直接激發沿球面向高緯度傳播的行星波[球面羅斯貝波],在這一方面,較多的研究集中在ENSO時遙相關及我國降水的遙相關。大氣遙相關型對氣候異常起著重要的影響作用。因而在過去的多年裡得到了廣泛的研究。用高度場資料確定了在北半球冬季500hPa氣壓場存在5種遙相關型分別為太平洋北美型(PNA)、太平洋西部型(WP)、大西洋西部型(WA)、大西洋東部型(EA)以及歐亞型(UA)。

分布特徵

地面氣壓場的大氣遙相關
南方濤動是地面氣壓年際變化的東西方向的蹺蹺板形勢,即當東南太平洋及南美地區出現氣壓正距平時,印度洋地區將出現氣壓負距平,反之亦然。地面氣壓場除了東西向的蹺蹺板現象,還存在南北向的蹺蹺板現象,如格陵蘭和北大西洋地區的氣壓變化。
摺疊對流層大氣環流的大氣遙相關
北半球冬季遙相關型
1)太平洋-北美遙相關(PNA):表明中東太平洋與北美大陸500hpa環流形勢不變化的遙相關型,與阿留申地區和美國東部500hPa之間的反相關。正太平洋-北美遙相關型對應著北美大陸西岸為強高壓脊控制,北太平洋和北美東部是高空槽控制;負太平洋-北美遙相關型對應的形勢不同,整個北美大陸為高空大槽控制,而北太平洋高壓脊明顯存在。
2)西大西洋遙相關(WA):北大西洋與熱帶大西洋和西歐地區500hPa位勢高度變化的遙相關(50°w~60°W)。正西大西洋遙相關型在500hPa上表現為弱的北美東岸大槽和弱的西大西洋急流;負西大西洋遙相關型相對應強烈發展的北美東岸大槽和強西大西洋急流。
3)東大西洋遙相關(EA):副熱帶東大西洋、北大西洋及歐洲地區500hPa位勢高度變化的遙相關型。一般北大西洋有異常高的500hPa高度,而副熱帶東大西洋和東歐地區500hPa高度較低,則出現正東大西洋遙相關型;反之亦然。
4)西太平洋遙相關(WP):與地面氣壓的北太平洋濤動相對的500hPa位勢高度變化的遙相關型(150°E~160°E)。在500hPa環流形勢是哪個若阿留申地區為弱低壓槽,而日本上空的高空急流也比較弱,則對應正西太平洋遙相關型、;反之為負西太平洋遙相關型。
5)歐亞-太平洋遙相關(EUP):西伯利亞與歐洲、日本500hPa位勢高度變化的遙相關型,其緯向特徵明顯。在500hPa環流形勢上,正歐亞-太平洋遙相關對應著30°E附近有較強的高空槽,西伯利亞反氣旋比較強;負歐亞-太平洋遙相關對應著60°E附近有較強的高空槽,西伯利亞反氣旋比正常偏弱。
北半球夏季遙相關型
1)日本-太平洋遙相關型(P-J型)或東亞-太平洋相關型(EAP型):Huang等(1987)揭示出菲律賓附近的對流活動激發的東亞-太平洋相關型(EAP型)遙相關。Nitta(1987)通過定義一個雲量指數,並與北半球500hpa高度場求相關,發現存在起始於菲律賓移動洋面到達北美的遙相關波列,稱為日本-太平洋遙相關型(P-J型)。
2)亞洲-太平洋濤動(Asian-Pacificoscillantion,APO):夏季對流層擾動溫度在亞洲與太平洋中緯度之間的一種"蹺蹺板"現象,當亞洲大陸中緯度對流層偏冷是,中、東太平洋中緯度對流層偏暖,反之亦然;這種遙相關也出現在平流層中,只是其相位與對流層相反。
3)全球遙相關(CGT):北大西洋和歐洲地區的環流異常可以導致亞洲副熱帶急流區環流異常,並和印度夏季風相互作用,形成從巴基斯坦經東亞和別太平洋到達北美的遙相關波列。
4)東京-芝加哥"快車"和上海-堪薩斯"快車":研究指出,夏季東亞-北美遙相關型似的東亞降水與北美之間存在著密切聯繫,並且歐亞和北美夏季氣候異常受到北太平洋的調節 。

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