北大西洋涛动与极涡的变化研究

摘要

本文利用NCEP/NCAR再分析资料，分析了春夏秋冬四个季节北大西洋涛动与极涡的变化周期，及其相关的年际和年代际变化规律。主要得出了以下结论： 冬季PVA(Polar Vortex Area)指数基本和NAO(North Atlantic Oscillation)指数呈反位相变化，冬季PVA指数具有明显的下降趋势。冬季NAO指数、PVA指数、PVI(Polar Vortex Intension)指数都具有多重周期变化特征，具有较为一致的年际、年代际变化周期，都具有准9a的年代际振荡周期和4-5a的年际振荡周期；在年际变化尺度上，冬季NAO与极涡的关系主要表现在极涡为2极型分布，且极涡偏向大西洋侧，太平洋侧较弱，为典型的北大西洋局地的NAO分布；在1988年左右，冬季NAO指数有一突变现象，冬季PVI指数在1976年前后有一突变现象，比冬季NAO指数的气候突变要稍微提前，冬季PVA指数没有明显的突变现象。NAO指数突变后60°N以北的距平中心位置更靠东，强度更大。在年代际变化尺度上，冬季NAO与极涡的关系主要是极涡表现为3极型，其显著变化中心主要表现在40°N附近的异常高中心，且环球一圈，没有极涡的优势偏心特征。 春季NAO指数、PVA指数、PVI指数均呈现下降趋势，春季PVA指数和PVI指数的的下降趋势比较显著。春季NAO指数、PVA指数、PVI指数主要存在年代际尺度的变化。在年际变化尺度上，春季NAO与极涡的关系主要表现为极涡为多极分布，即表现出NAO分布，同时还表现出NPO(North Pacific Oscillation)分布形态，此外在亚洲和美洲的东部地区，极涡也有表现。春季NAO指数在1986年有一明显的突变。春季PVA指数的突变发生在1978年左右，比春季NAO指数的气候突变要稍微提前。春季PVI指数的突变同样发生在1978年左右。春季NAO指数突变前后，极涡的变化不明显。 夏季NAO指数、PVA指数、PVI指数均呈现下降趋势。夏季PVA指数具有明显的下降趋势。夏季NAO指数具有年际和年代际的多重周期，PVA指数、PVI指数主要存在年代际振动周期。在年际变化尺度上，夏季NAO与极涡的关系主要表现为极涡为偏心型，在北大西洋一侧较为显著，而在北太平洋一侧则较弱。夏季NAO指数在1991年前后有一次比较显著的突变，PVA指数的突变发生在1971年前后，PVI指数的突变则发生在1982年前后，三者的突变发生时间不一致。在年代际变化尺度上，夏季NAO与极涡的关系表现为夏季极涡没有显著的变化。 秋季NAO指数、PVA指数和PVI指数都呈下降趋势。NAO指数和PVA指数具有明显的下降趋势，PVI指数的下降趋势不明显。秋季NAO指数、PVA指数和PVI指数都具有多重周期的变化。在年际尺度上，秋季NAO与极涡的关系主要表现为极涡为2极分布，且极涡偏向大西洋侧，太平洋侧较弱。秋季NAO指数在1988年有一次比较明显的突变。秋季PVA指数的突变发生在1986年前后，与秋季NAO指数的突变时间较为一致。秋季PVI指数的气候突变发生得较晚，在1996年。在年代际尺度上，秋季NAO与极涡的关系主要表现为秋季极涡没有很显著的变化。 在冬季，年代际尺度上，不仅是NAO高纬度的距平中心有东移的特征，NAO整体也略有东移。NAO高纬度距平中心的年代际东移与NAO正负位相的转换有关。急流和风暴轴的年代际东移可能是造成NAO整体东移的一个重要原因。 对北大西洋涛动与极涡的关系，本文只是做了初步探讨，还有许多问题需要进一步的研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1全球大气涛动的揭示及意义

1.2北大西洋涛动的概况与研究进展

1.3极涡的概况与研究进展

1.4本文内容及意义

第二章资料与方法

2.1资料

2.2所用方法简介

2.2.1相关分析法

2.2.2线性倾向估计

2.2.3滑动平均

2.2.4墨西哥帽小波分析

2.2.5合成分析法

2.2.6 Mann-kendall气候突变检验法

2.2.7经验正交函数分解(EOF)

2.2.8滑动t检验

2.3极涡指数计算方法

2.4涡动动能的计算方法

第三章 冬季北大西洋涛动与极涡的变化研究

3.1冬季NAO指数、PVA指数、PVI的周期分析

3.2冬季NAO和极涡的年际变化

3.3冬季NAO和极涡的年代际变化

第四章 春季北大西洋涛动与极涡的变化研究

4.1春季NAO指数、PVA指数、PVI的周期分析

4.2春季NAO和极涡的年际变化

4.3春季NAO和极涡的年代际变化

第五章 夏季北大西洋涛动与极涡的变化分析

5.1夏季NAO指数、PVA指数、PVI的周期分析

5.2夏季NAO和极涡的年际变化

5.3夏季NAO和极涡的年代际变化

第六章 秋季北大西洋涛动与极涡的变化分析

6.1秋季NAO指数、PVA指数、PVI的周期分析

6.2秋季NAO和极涡的年际变化

6.3秋季NAO和极涡的年代际变化

第七章 北大西洋涛动年代际变化的可能机制分析

7.1北大西洋涛动年代际变化分析

7.2北大西洋涛动年代际变化的可能机制

第八章总结和展望

8.1全文总结

8.2存在的问题和研究展望

参考文献

附图和附表

致谢

个人简历及发表的学术论文