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本文利用1951-2009年NCEP/NCAR逐日再分析资料,在中期和延伸期尺度上,针对冬季中国大范围持续性极端低温事件,讨论了其关键大气环流特征以及前期NAO活动对它的触发作用。主要结论如下:
1.大范围持续性低温事件中,西伯利亚高压(SH)加强并扩展至整个亚洲大陆,其对应的温度距平场显出“北暖南冷”特征。在对流层中层,亚洲中高纬上空为一对大陆尺度的大型斜脊斜槽。其中,有的斜脊斜槽可以表现为横脊横槽,有的会与加深的南支槽匹配,形成亚洲大陆大型分叉流。
2.作为一个重要前期信号,以表征SH强度及形态的多项指数在低温事件发生前的一周左右会发生较大变化。对大多数低温事件而言,对流层上层欧亚大陆次极区西风气流的加强,以及平流层极涡在欧亚大陆一侧的明显减弱,是两个重要的前兆信号。而“0801”事件的前期信号则有所不同,其平流层极涡异常分布以2波结构转变为1波结构为主要特征。
3.按亚洲斜槽的空间尺度可将低温事件分为长、短斜槽类事件。前者(后者)易于在El Ni(n)o(La Ni(n)a)背景下发生。总体而言,在低温事件开始时段西太副高易于偏北,长斜槽类事件的西太副高偏北特征更为显著。相比较,长斜槽类事件中冷平流强度更强,同期的阿留申低压也显著加强。
4.正、负位相NAO型异常环流的均可触发低温事件,其主要触发机理是,通过Rossby波能量的向下游频散,使得亚洲大陆上的斜脊(或斜槽)发展成为大陆尺度的大型斜脊斜槽,最终引发低温事件。但三类触发机制存在显著差异。
5.本文中所构建逐日的多项指数,包括阻塞指数、NAO指数、WP指数、PNA指数、SH指数(6项),能够很好地刻画出每次大范围持续性低温事件的大气环流特征的演变过程,为此类事件的深入研究提供了基础。