北大西洋海表面溫度鋒與大西洋風(fēng)暴路徑及大氣大尺度異常的關(guān)系研究

摘要： 運(yùn)用NCEP、Had ISST再分析資料,北大西洋濤動(dòng)(NAO)月指數(shù)序列,探討了海表面溫度(SST)鋒的時(shí)空變化特征,揭示了北大西洋SST鋒的主要?dú)夂蜃兟始捌渑c北大西洋風(fēng)暴軸和大氣大尺度環(huán)流異常的關(guān)系。研究表明,剔除季節(jié)循環(huán)后的SST鋒顯示其最主要變率為鋒區(qū)的向南/北擺動(dòng),其對(duì)應(yīng)的風(fēng)暴軸發(fā)生相應(yīng)的西南/東北移動(dòng),并同時(shí)在北大西洋上空對(duì)應(yīng)一個(gè)跨海盆的位勢高度負(fù)/正異常。這種環(huán)流異常可引起高緯度海平面氣壓(SLP)的反氣旋/氣旋式環(huán)流,這有利于增強(qiáng)海表面風(fēng)對(duì)大洋副極地環(huán)流的負(fù)/正渦度異常輸入,進(jìn)一步減弱/加強(qiáng)了高緯度上層冷水向SST鋒區(qū)的輸送。北大西洋SST鋒的另一主要模態(tài)為鋒區(qū)在南北方向的分支和合并。當(dāng)SST鋒異常在40°N~45°N以單支形式加強(qiáng)時(shí),對(duì)流層位勢高度場和SLP南北梯度增大,對(duì)應(yīng)NAO正位相,此時(shí)風(fēng)暴軸也為單支型;同時(shí)SLP異常場促使冰島附近具有氣旋式風(fēng)應(yīng)力異常,亞速爾地區(qū)具有反氣旋式風(fēng)應(yīng)力異常,導(dǎo)致副極地環(huán)流和副熱帶環(huán)流均加強(qiáng),增加高緯度冷水和低緯度暖水在鋒區(qū)的輸入,從而進(jìn)一步增強(qiáng)40°N~45°N附近的SST鋒區(qū)。當(dāng)SST鋒異常在40°N~45°N緯帶南北發(fā)生分支時(shí),風(fēng)暴軸也同時(shí)出現(xiàn)北強(qiáng)南弱的南北分支,此時(shí)對(duì)應(yīng)了負(fù)位相NAO,來自北南的冷暖水輸送減弱,SST鋒也發(fā)生減弱分支。此外,位于大洋內(nèi)區(qū)的SST鋒東端也存在一個(gè)偶極子型的模態(tài),盡管其解釋方差相對(duì)較小,但仍與偏東北的NAO型具有顯著相關(guān)。譜分析表明,北大西洋SST鋒與風(fēng)暴軸具有1~3年和年代際共振,與中高緯大尺度環(huán)流也存在周期1~3年的共變信號(hào),其中準(zhǔn)一年共變信號(hào)體現(xiàn)了SST鋒和NAO之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。進(jìn)一步診斷分析表明,SST鋒上空的近表層大氣斜壓性和經(jīng)向溫度梯度隨著SST鋒的增強(qiáng)而增強(qiáng),經(jīng)向熱通量的向北輸送導(dǎo)致渦動(dòng)有效位能的增加;海洋的非絕熱加熱產(chǎn)生更強(qiáng)的垂直熱量通量,這有利于渦動(dòng)有效位能釋放成為渦動(dòng)動(dòng)能,從而表現(xiàn)為該區(qū)域的風(fēng)暴軸加強(qiáng),并進(jìn)一步影響風(fēng)暴軸中的天氣尺度擾動(dòng)與下游大尺度環(huán)流異常的相互作用過程。 （共18頁）