一个观察北极涛动与北大西洋涛动关系的典型个例

摘要

北极涛动与北大西洋涛动是否属同一气候变率模态一直是北极涛动动力学研究方面的一个颇具争议的话题.文中通过对"0801南方雪灾"期间及其前后北极涛动与北大西洋涛动异常及产生原因进行个例分析,对两者之间的关系进行了讨论.首先使用交叉子波变换与子波相关方法分析了两者的相位关系.发现在30-60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动相位相差90°或-90°.而在10-20天这一尺度上北极涛动与北大西洋涛动具有大致相同的相位.对北极涛动及北大西洋涛动形成的动力过程及其在拉尼娜背景下各自特点的分析表明,这种不同尺度上位相关系的差异来自于波-流相互作用动力学的局域性.众所周知,北极涛动的3个活动中心的形成与分别位于北大西洋、北太平洋和北极平流层的3个波-流相互作用中心有关.而北大西洋涛动则主要与位于北大西洋的波-流相互作用中心有关.拉尼娜事件的出现通过影响太平洋急流及行星尺度的准定常波从而进一步强化了30-60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动的这种差异.这主要是因为太平洋急流或准定常行星波在对流层中直接影响了位于该区域的北极涛动的活动中心.同时准定常行星波冬季向上传播至平流层并与平流层极涡相互作用从而也影响了北极涛动在北极的活动中心.而在10-20天时间尺度上的北极涛动与北大西洋涛动同步关系则说明它们都是北极涛动的另一活动中心即大西洋上同一波-流相互作用现象--天气波破碎的反映.基于上述分析,文中倾向于认同将北极涛动和北大西洋涛动区别考虑的观点.