2002/03与2003/04冬季爆发性增温期间动力特征的比较

摘要

利用ECMWF 提供的60 层气象场资料诊断分析了2002/03 和2003/04 年两个冬季的爆发性增温（SSW）演变过程,，通过比较它们高纬地区的平均温度和平均纬向风的差异，在此基础上分析其极涡的变化，从变形的欧拉方程出发，比较两年行星波的活动及其与平均流的作用，最后讨论了SSW 期间剩余环流的变化，可以得出：1、03/04 年冬季增温发生较早，持续时间较短，温度很快恢复，东风向下传播到对流层高层，并且东风持续时间很长。而02/03 年增温出现波动，对应的东风也出现波动，并且增温下传的高度也相对较低；2、03/04 年高层极涡崩溃后很快恢复，并且形成强大的绕极中心，但是中低层极涡恢复得慢。可以看出增温是由高层往低层传播，伴随着极涡的崩溃也是高层向低层传播，而02/03 年的极涡也可以分为几次崩溃的过程，高层极涡弱，恢复时间也长，中低层极涡分裂了三次； 3、03/04 年冬季的增温是持续时间长，增温强度大的一次过程，东风出现后由于低层EP 通量的辐合使得低层东风持续，行星波不能继续往高层传播导致了高层温度的恢复和极涡的恢复，02/03 年冬季，对流层产生了很强的行星波，传播到平流层极地与高层的平均流相互作用导致了2002/2003 年的第一次增温，增温后绕极的西风环流发生变化，导致极涡崩溃，但是环流转变成东风后，极地平流层迅速出现EP 通量的辐散，辐散引起了东风的崩溃和西风的恢复，为下一次行星波的上传准备了条件 [15]，引起了再次的增温，但是由于EP 通量辐散的出现导致高温并不能传到较低的层次；4、通过两年剩余环流比较可以看出SSW 能够引起剩余环流的变化， 03/04 年SSW 期间高纬地区形成了一个以3hPa 为中心的顺时针的环流圈。增温发生以后，剩余速度变小，并且环流反向，而2002/03 年SSW 期间高纬地区10hPa 以上都有强烈的下沉气流，02/03 年形成的环流圈比2003/04 年偏低。