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中国北方春季沙尘暴活动与高空西风急流变化的联系
Alternative TitleRelation of Spring Dust-storm Activi ties in northern China and Changes of the Upper Westerlies
李雪
Subtype硕士
Thesis Advisor刘晓东
2014-04
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Degree Discipline环境科学
Keyword中国北方 沙尘暴 西风急流 相关分析
Other Abstract         本文主要利用1954-2007年由中国国家气象信息中心气象资料室制作的强沙尘暴序列数据集和美国国家环境预报中心与国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料,分析了30°N以北的中国北方沙尘暴活动与东亚高空西风急流变化的联系。研究结果表明:
(1)中国沙尘暴活动分布特征:在时间上,中国沙尘暴活动主要集中于春季(3-5月份),尤其以4月份最为频繁,秋季最少。沙尘暴活动发生频率在过去几十年具有明显的年际振荡和减少趋势。在空间上,沙尘暴活动主要出现在35°N以北的干旱、半干旱地区地区,五个大值活动中心分别是盐池、和田、民勤、且末和若羌。
(2)亚洲大陆(60-120°E, 15-55°N)高空西风时空分布特征:200hpa纬向风的经验正交分解(EOF)表明第二主分量能够反映西风急流轴位置的南北偏移,其时间系数呈现强烈的年际变化,并反映出近54a来高空西风急流的南移趋势。同时,第二时间系数与中国北边界至蒙古国地区的关键区(70-120°E, 42.5-52.5°N)的平均纬向风场相关系数高达0.8,进一步说明第二时间系数可以作为衡量中纬度西风急流位置和强度的指标。
(3)中国北方春季沙尘暴活动与高空西风变化的相关性分析表明:二者的负相关关系在年际和年代际时间尺度上均得到体现:在多(少)沙尘暴活动年,急流轴位置较正常年份偏北(南);在1954-2007年间,沙尘暴活动呈现减少的趋势,高空西风急流轴存在系统性的南移。
(4)高空西风急流变化影响地面沙尘暴活动的可能机制有两种:
当200hPa高空西风急流及与之对应的200hPa关键区的西风减弱时,通过动量下传作用低层风和表面风也将减弱,从而限制了起沙的动力条件,减少了沙尘暴的发生。
当高空西风急流的减弱限制了风切变和大气斜压性时,不利于蒙古气旋的生成,而正是蒙古气旋通过强风及与气旋相关的垂直运动提供了沙尘活动的形成和演变条件,于是蒙古气旋的减弱使得沙尘暴活动减少。
(5)前冬NAO指数与春季地面沙尘暴活动的关系:前冬的北大西洋涛动指数变化序列与关键区平均风速变化序列的相关系数达到-0.49,超过了α=0.01的显著性水平检验;高(低)NAO指数导致关键区200hpa弱(强)纬向风,从而导致来年春季地面沙尘活动发生较少(频繁)。
(6)前冬NAO指数变化对春季东亚高空西风变化影响的可能机制:在高NAO指数年,北大西洋地区的偏西风气流加强,并在贝加尔湖的西部地区激发出一个反气旋式异常环流。该环流配置可加强并维持到第二年春季,这样邻近异常反气旋南部边缘的关键区发生偏东风异常,该异常叠加到平均风场上便会使关键区的西风减弱。
Subject Area大气科学 ; 环境科学
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ieecas.cn/handle/361006/2605
Collection硕士研究生论文
Recommended Citation
GB/T 7714
李雪. 中国北方春季沙尘暴活动与高空西风急流变化的联系[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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