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東亞高空急流多尺度變化特征及其氣候效應 版權信息
- ISBN：9787030748997
- 條形碼：9787030748997 ; 978-7-03-074899-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
東亞高空急流多尺度變化特征及其氣候效應 本書特色
本書可供大氣科學研究工作者、高等院校師生和氣象業務工作者參考使用
東亞高空急流多尺度變化特征及其氣候效應 內容簡介
東亞高空急流是東亞大氣環流系統的一個重要組成部分，對東亞地區的天氣和氣候具有重要影響。本書在全面回顧有關東亞高空急流研究的基礎上，圍繞東亞高空急流的季節、年際及年代際等多尺度變化特征及其氣候效應，利用觀測和再分析資料揭示東亞副熱帶急流在初夏季節東西方向的突變特征、副熱帶急流和極鋒急流位置和強度的協同變化等新的現象及其與中高緯低頻遙相關型和我國氣候異常的聯系，闡明東亞高空急流多尺度變化的熱力學和動力學機制。本書是作者及其團隊近二十年來在東亞高空急流研究方面積累的**研究成果，增加了對東亞高空急流活動基本特征和變化規律的認識，對深入開展東亞大氣環流及短期氣候預測研究具有重要應用價值。
東亞高空急流多尺度變化特征及其氣候效應 目錄
目錄
前言
第1章 東亞高空急流研究歷史回顧 1
1.1 東亞高空急流的基本特征 1
1.2 東亞高空急流季節性突變特征 3
1.3 東亞高空急流天氣氣候效應 5
1.4 東亞高空急流形成及變化機制 9
1.4.1 大型渦旋和地形的作用 10
1.4.2 大氣波動和不均勻加熱的作用 10
1.4.3 青藏高原的動力與熱力作用 12
1.4.4 ENSO與急流 12
1.4.5 積雪與急流 13
1.4.6 環狀模與急流 15
1.4.7 瞬變擾動與急流 16
1.5 本書的主要內容 17
第2章 東亞副熱帶西風急流的基本特征 18
2.1 西風急流的全球分布特征 18
2.1.1 風場的經向分布特征 18
2.1.2 全球西風急流的空間分布 19
2.1.3 全球西風急流的年際變率 20
2.2 東亞副熱帶西風急流季節變化特征 21
2.2.1 東亞西風帶垂直結構的季節變化 21
2.2.2 東亞副熱帶西風急流水平結構的季節變化 22
2.2.3 東亞副熱帶西風急流特征參數的季節變化特征 23
2.2.4 東亞副熱帶西風急流軸的季節性推移 24
2.3 東亞副熱帶西風急流季節變化的熱力機制探討 25
2.3.1 東亞副熱帶西風急流季節變化的熱力影響機制分析 25
2.3.2 熱力學方程中各項在東亞副熱帶西風急流季節變化中的作用 30
第3章 季節轉換期間東亞副熱帶西風急流變化特征 36
3.1 東亞副熱帶西風急流年內形態變化特征 36
3.1.1 基本時空變化特征 36
3.1.2 急流中心位置的季節變化 38
3.1.3 急流軸的北跳特征 39
3.1.4 急流中心東西向形態變化特征 41
3.2 春夏過渡季節東亞副熱帶西風急流變化特征與夏季風的關系 44
3.2.1 東亞夏季風爆發前后各要素形態變化 44
3.2.2 東亞西風急流北跳與夏季風的爆發 49
3.2.3 南海夏季風爆發早晚年急流變化特征 51
3.2.4 急流中心東西向位置和形態變化與季風的關系 56
3.3 秋冬季轉換季節東亞副熱帶西風急流的變化特征 61
3.3.1 秋冬季轉換前后大氣環流變化特征 61
3.3.2 秋冬季西風急流形態變化的年際差異 67
3.4 東亞副熱帶西風急流中心東西向位置變化的影響機制 68
3.4.1 溫度場結構的變化 68
3.4.2 熱力學方程的診斷 71
3.4.3 非絕熱加熱對急流中心位置變化的引導作用 72
第4章 盛夏季節對流層上層西風急流的兩類型態及其氣候效應 74
4.1 盛夏季節對流層上層西風急流的兩類型態 74
4.1.1 西風急流與南亞高壓的關系 74
4.1.2 盛夏西風急流的結構 75
4.1.3 盛夏西風急流的兩類型態 77
4.2 西風急流兩類型態的環流差異 78
4.2.1 高度場 78
4.2.2 溫度場 80
4.2.3 流場 81
4.2.4 垂直環流 82
4.3 西風急流兩類型態的熱力學特征 83
4.3.1 200hPa風場的正斜壓分解 83
4.3.2 西風急流兩類型態的熱力學診斷 85
4.4 兩類西風急流型態的氣候效應 87
4.4.1 東亞地區的氣候差異 87
4.4.2 中國地區的氣候差異 88
第5章 東亞副熱帶西風急流年際異常對東亞地區氣候的影響 89
5.1 東亞副熱帶西風急流的年際變化特征 89
5.1.1 夏季 89
5.1.2 冬季 91
5.2 東亞副熱帶西風急流位置異常對中國東部夏季降水的影響 93
5.2.1 東亞副熱帶西風急流軸線指數的定義 93
5.2.2 東亞副熱帶西風急流位置變化對中國夏季降水的影響 96
5.2.3 西風急流位置影響長江中下游地區降水機制探討 97
5.2.4 西風急流位置、形態變化影響“南澇北旱”降水異常分布的機理 101
5.3 東亞副熱帶西風急流強度變化與冬季風的關系 107
5.3.1 急流特征指數與冬季風指數的關系 107
5.3.2 東亞西風急流強度指數與冬季大氣環流的關系 112
5.3.3 冬季急流強度與北極濤動的關系 118
5.3.4 冬季西風急流強度變化的預測意義 123
第6章 東亞副熱帶西風急流變化機制 125
6.1 200hPa緯向風場與地表加熱場的奇異值分解 126
6.1.1 東亞地表加熱場及200hPa緯向風分布的季節性差異 126
6.1.2 東亞地表加熱場與200hPa緯向風的奇異值分解 127
6.2 地表加熱場對高層風場影響機理 134
6.2.1 冬季西太平洋黑潮暖流區加熱強弱年的合成分析 134
6.2.2 夏季地表加熱強弱年的合成分析 137
6.3 冬季西太平洋暖流區加熱異常對西風急流的影響機制 139
6.3.1 數值試驗方案 139
6.3.2 結果分析 140
6.3.3 對溫度場及西風急流的影響 142
6.4 春夏季節青藏高原熱力作用對西風急流的影響機制 143
6.4.1 數值試驗方案 143
6.4.2 結果分析 143
第7章 東亞副熱帶急流和極鋒急流協同變化特征及其氣候效應 148
7.1 東亞高空急流的空間結構 148
7.1.1 北半球西風急流的基本特征 148
7.1.2 北半球西風指數與環狀模 149
7.1.3 東亞副熱帶急流和極鋒急流的空間結構 151
7.2 東亞副熱帶急流和極鋒急流的協同變化特征 156
7.2.1 東亞副熱帶急流和極鋒急流的關鍵區 156
7.2.2 兩支急流位置和強度變化特征 157
7.2.3 兩支急流的主要協同變化模態 158
7.3 高空急流協同變化的氣候效應 159
7.3.1 急流強度協同變化對應的大氣環流特征 159
7.3.2 急流強度協同變化對應的中國地區溫度和降水異常 162
7.3.3 急流強度協同變化對應的中國境內冷空氣活動特征 164
7.3.4 急流位置協同變化對應的大氣環流特征 173
7.3.5 急流位置協同變化對應的中國地區溫度和降水異常 177
7.4 東亞高空急流位置和強度協同變化機制 178
7.4.1 經向溫度梯度變化 178
7.4.2 溫度平流輸送異常 180
7.4.3 熱帶海溫強迫 182
7.4.4 天氣尺度瞬變強迫作用 183
7.4.5 定常波活動異常 186
第8章 東亞副熱帶急流和極鋒急流不同配置對梅雨期降水的影響 189
8.1 梅雨期東亞上空兩支急流強度的變化特征 189
8.1.1 梅雨期東亞上空兩支急流的基本特征 189
8.1.2 梅雨期兩支急流關鍵區的確定 190
8.1.3 梅雨期兩支急流強度的不同配置 192
8.2 東亞上空兩支急流不同配置對梅雨期降水的影響 195
8.2.1 兩支急流單獨變化對降水的影響 195
8.2.2 兩支急流不同強度配置對梅雨期降水的影響 196
8.3 東亞上空兩支急流不同配置對應的環流特征 197
8.4 東亞上空兩支急流不同配置與冷、暖空氣活動的關系 200
8.4.1 副熱帶急流和暖濕空氣活動 200
8.4.2 極鋒急流和冷空氣活動 201
8.4.3 兩支急流不同配置與冷暖空氣活動 202
8.5 梅雨期東亞極鋒急流與中高緯環流系統的關系 206
8.5.1 極鋒急流區經向風和緯向風的變化特征 206
8.5.2 梅雨期極鋒急流與中高緯槽脊系統的關系 211
8.5.3 極鋒急流區經向風異常對應的中高緯環流系統特征 216
8.5.4 極鋒急流區北風異常對應的冷空氣路徑 220
第9章 歐亞遙相關型與高空急流協同變化 223
9.1 歐亞遙相關型的變化特征 223
9.1.1 歐亞遙相關型的時間變化特征 223
9.1.2 歐亞遙相關型的空間結構特征 225
9.1.3 歐亞遙相關型與東亞大氣環流的關系 226
9.1.4 歐亞遙相關型年際尺度的氣候效應 233
9.2 歐亞遙相關型時空演變的動力學分析 235
9.2.1 歐亞遙相關型的生命史 235
9.2.2 歐亞遙相關型的動力機制研究 241
9.2.3 歐亞遙相關型對中國氣候異常的影響 244
9.3 歐亞遙相關型與兩支急流協同變化的關系 248
9.3.1 歐亞遙相關型對東亞高空急流的影響 248
9.3.2 高頻和低頻渦動強迫的作用 255
9.3.3 極鋒急流和副熱帶急流不同配置對歐亞遙相關型氣候效應的影響 258
9.4 歐亞遙相關型與影響我國冷涌活動的關系 262
9.4.1 中國地區冷涌的變化特征 262
9.4.2 歐亞遙相關型與冷涌的關系 265
第10章 持續性暴雪事件中東亞副熱帶急流和極鋒急流協同變化特征 269
10.1 暴雪期間降水和東亞高空急流整體結構特征 270
10.2 與東亞高空急流變化相關聯的大氣環流異常特征 276
10.2.1 暴雪過程與東亞高空急流關系及環流結構 276
10.2.2 暴雪期間冷空氣活動異常 279
10.2.3 暴雪期間大氣低頻信號特征 281
10.3 暴雪過程中東亞副熱帶急流的位相演變特征 286
10.4 暴雪期間東亞高空急流變化特征與其他冬季的對比分析 296
10.5 持續性暴雪期間高空急流協同變化的可能機制 303
第11章 東亞高空急流協同變化與東亞冬季風的聯系 312
11.1 冬季東亞高空急流協同變化的基本特征 312
11.1.1 冬季東亞高空急流氣候態分布 312
11.1.2 東亞極鋒急流和副熱帶急流的強度變化特征 313
11.2 冬季東亞高空急流的主要變率模態 316
11.3 高空急流的主要變率模態與東亞冬季風的聯系 317
11.3.1 與東亞冬季風各成員的聯系 317
11.3.2 與地表氣溫的聯系 319
11.3.3 與高空急流相聯系的東亞冬季風的三維結構特征 320
11.4 東亞高空急流協同變化模態與東亞冬季風內在聯系機制 324
11.4.1 熱帶海溫異常的影響 324
11.4.2 北極海冰異常的影響 325
11.4.3 定常波活動 327
11.5 與極鋒急流和副熱帶急流強度反位相變化模態相聯系的外強迫和大氣內部動力過程 328
11.5.1 熱帶海溫異常的影響 328
11.5.2 定常波活動和瞬變波活動 329
第12章 東亞高空急流協同變化的年代際演變及機制 332
12.1 高空急流協同變化的年代際特征及機制 333
12.1.1 年代際轉折點的確定 333
12.1.2 急流強度和位置的年代際變化特征 334
12.1.3 急流年代際變化背景下的環流和氣候異常 336
12.1.4 高空急流年代際變化機制 339
12.2 IPO和AMO對不同增暖期高空急流協同變化的年代際異常的影響 344
12.2.1 不同增暖期高空急流協同變化年代際異常及其氣候效應 344
12.2
前言
第1章 東亞高空急流研究歷史回顧 1
1.1 東亞高空急流的基本特征 1
1.2 東亞高空急流季節性突變特征 3
1.3 東亞高空急流天氣氣候效應 5
1.4 東亞高空急流形成及變化機制 9
1.4.1 大型渦旋和地形的作用 10
1.4.2 大氣波動和不均勻加熱的作用 10
1.4.3 青藏高原的動力與熱力作用 12
1.4.4 ENSO與急流 12
1.4.5 積雪與急流 13
1.4.6 環狀模與急流 15
1.4.7 瞬變擾動與急流 16
1.5 本書的主要內容 17
第2章 東亞副熱帶西風急流的基本特征 18
2.1 西風急流的全球分布特征 18
2.1.1 風場的經向分布特征 18
2.1.2 全球西風急流的空間分布 19
2.1.3 全球西風急流的年際變率 20
2.2 東亞副熱帶西風急流季節變化特征 21
2.2.1 東亞西風帶垂直結構的季節變化 21
2.2.2 東亞副熱帶西風急流水平結構的季節變化 22
2.2.3 東亞副熱帶西風急流特征參數的季節變化特征 23
2.2.4 東亞副熱帶西風急流軸的季節性推移 24
2.3 東亞副熱帶西風急流季節變化的熱力機制探討 25
2.3.1 東亞副熱帶西風急流季節變化的熱力影響機制分析 25
2.3.2 熱力學方程中各項在東亞副熱帶西風急流季節變化中的作用 30
第3章 季節轉換期間東亞副熱帶西風急流變化特征 36
3.1 東亞副熱帶西風急流年內形態變化特征 36
3.1.1 基本時空變化特征 36
3.1.2 急流中心位置的季節變化 38
3.1.3 急流軸的北跳特征 39
3.1.4 急流中心東西向形態變化特征 41
3.2 春夏過渡季節東亞副熱帶西風急流變化特征與夏季風的關系 44
3.2.1 東亞夏季風爆發前后各要素形態變化 44
3.2.2 東亞西風急流北跳與夏季風的爆發 49
3.2.3 南海夏季風爆發早晚年急流變化特征 51
3.2.4 急流中心東西向位置和形態變化與季風的關系 56
3.3 秋冬季轉換季節東亞副熱帶西風急流的變化特征 61
3.3.1 秋冬季轉換前后大氣環流變化特征 61
3.3.2 秋冬季西風急流形態變化的年際差異 67
3.4 東亞副熱帶西風急流中心東西向位置變化的影響機制 68
3.4.1 溫度場結構的變化 68
3.4.2 熱力學方程的診斷 71
3.4.3 非絕熱加熱對急流中心位置變化的引導作用 72
第4章 盛夏季節對流層上層西風急流的兩類型態及其氣候效應 74
4.1 盛夏季節對流層上層西風急流的兩類型態 74
4.1.1 西風急流與南亞高壓的關系 74
4.1.2 盛夏西風急流的結構 75
4.1.3 盛夏西風急流的兩類型態 77
4.2 西風急流兩類型態的環流差異 78
4.2.1 高度場 78
4.2.2 溫度場 80
4.2.3 流場 81
4.2.4 垂直環流 82
4.3 西風急流兩類型態的熱力學特征 83
4.3.1 200hPa風場的正斜壓分解 83
4.3.2 西風急流兩類型態的熱力學診斷 85
4.4 兩類西風急流型態的氣候效應 87
4.4.1 東亞地區的氣候差異 87
4.4.2 中國地區的氣候差異 88
第5章 東亞副熱帶西風急流年際異常對東亞地區氣候的影響 89
5.1 東亞副熱帶西風急流的年際變化特征 89
5.1.1 夏季 89
5.1.2 冬季 91
5.2 東亞副熱帶西風急流位置異常對中國東部夏季降水的影響 93
5.2.1 東亞副熱帶西風急流軸線指數的定義 93
5.2.2 東亞副熱帶西風急流位置變化對中國夏季降水的影響 96
5.2.3 西風急流位置影響長江中下游地區降水機制探討 97
5.2.4 西風急流位置、形態變化影響“南澇北旱”降水異常分布的機理 101
5.3 東亞副熱帶西風急流強度變化與冬季風的關系 107
5.3.1 急流特征指數與冬季風指數的關系 107
5.3.2 東亞西風急流強度指數與冬季大氣環流的關系 112
5.3.3 冬季急流強度與北極濤動的關系 118
5.3.4 冬季西風急流強度變化的預測意義 123
第6章 東亞副熱帶西風急流變化機制 125
6.1 200hPa緯向風場與地表加熱場的奇異值分解 126
6.1.1 東亞地表加熱場及200hPa緯向風分布的季節性差異 126
6.1.2 東亞地表加熱場與200hPa緯向風的奇異值分解 127
6.2 地表加熱場對高層風場影響機理 134
6.2.1 冬季西太平洋黑潮暖流區加熱強弱年的合成分析 134
6.2.2 夏季地表加熱強弱年的合成分析 137
6.3 冬季西太平洋暖流區加熱異常對西風急流的影響機制 139
6.3.1 數值試驗方案 139
6.3.2 結果分析 140
6.3.3 對溫度場及西風急流的影響 142
6.4 春夏季節青藏高原熱力作用對西風急流的影響機制 143
6.4.1 數值試驗方案 143
6.4.2 結果分析 143
第7章 東亞副熱帶急流和極鋒急流協同變化特征及其氣候效應 148
7.1 東亞高空急流的空間結構 148
7.1.1 北半球西風急流的基本特征 148
7.1.2 北半球西風指數與環狀模 149
7.1.3 東亞副熱帶急流和極鋒急流的空間結構 151
7.2 東亞副熱帶急流和極鋒急流的協同變化特征 156
7.2.1 東亞副熱帶急流和極鋒急流的關鍵區 156
7.2.2 兩支急流位置和強度變化特征 157
7.2.3 兩支急流的主要協同變化模態 158
7.3 高空急流協同變化的氣候效應 159
7.3.1 急流強度協同變化對應的大氣環流特征 159
7.3.2 急流強度協同變化對應的中國地區溫度和降水異常 162
7.3.3 急流強度協同變化對應的中國境內冷空氣活動特征 164
7.3.4 急流位置協同變化對應的大氣環流特征 173
7.3.5 急流位置協同變化對應的中國地區溫度和降水異常 177
7.4 東亞高空急流位置和強度協同變化機制 178
7.4.1 經向溫度梯度變化 178
7.4.2 溫度平流輸送異常 180
7.4.3 熱帶海溫強迫 182
7.4.4 天氣尺度瞬變強迫作用 183
7.4.5 定常波活動異常 186
第8章 東亞副熱帶急流和極鋒急流不同配置對梅雨期降水的影響 189
8.1 梅雨期東亞上空兩支急流強度的變化特征 189
8.1.1 梅雨期東亞上空兩支急流的基本特征 189
8.1.2 梅雨期兩支急流關鍵區的確定 190
8.1.3 梅雨期兩支急流強度的不同配置 192
8.2 東亞上空兩支急流不同配置對梅雨期降水的影響 195
8.2.1 兩支急流單獨變化對降水的影響 195
8.2.2 兩支急流不同強度配置對梅雨期降水的影響 196
8.3 東亞上空兩支急流不同配置對應的環流特征 197
8.4 東亞上空兩支急流不同配置與冷、暖空氣活動的關系 200
8.4.1 副熱帶急流和暖濕空氣活動 200
8.4.2 極鋒急流和冷空氣活動 201
8.4.3 兩支急流不同配置與冷暖空氣活動 202
8.5 梅雨期東亞極鋒急流與中高緯環流系統的關系 206
8.5.1 極鋒急流區經向風和緯向風的變化特征 206
8.5.2 梅雨期極鋒急流與中高緯槽脊系統的關系 211
8.5.3 極鋒急流區經向風異常對應的中高緯環流系統特征 216
8.5.4 極鋒急流區北風異常對應的冷空氣路徑 220
第9章 歐亞遙相關型與高空急流協同變化 223
9.1 歐亞遙相關型的變化特征 223
9.1.1 歐亞遙相關型的時間變化特征 223
9.1.2 歐亞遙相關型的空間結構特征 225
9.1.3 歐亞遙相關型與東亞大氣環流的關系 226
9.1.4 歐亞遙相關型年際尺度的氣候效應 233
9.2 歐亞遙相關型時空演變的動力學分析 235
9.2.1 歐亞遙相關型的生命史 235
9.2.2 歐亞遙相關型的動力機制研究 241
9.2.3 歐亞遙相關型對中國氣候異常的影響 244
9.3 歐亞遙相關型與兩支急流協同變化的關系 248
9.3.1 歐亞遙相關型對東亞高空急流的影響 248
9.3.2 高頻和低頻渦動強迫的作用 255
9.3.3 極鋒急流和副熱帶急流不同配置對歐亞遙相關型氣候效應的影響 258
9.4 歐亞遙相關型與影響我國冷涌活動的關系 262
9.4.1 中國地區冷涌的變化特征 262
9.4.2 歐亞遙相關型與冷涌的關系 265
第10章 持續性暴雪事件中東亞副熱帶急流和極鋒急流協同變化特征 269
10.1 暴雪期間降水和東亞高空急流整體結構特征 270
10.2 與東亞高空急流變化相關聯的大氣環流異常特征 276
10.2.1 暴雪過程與東亞高空急流關系及環流結構 276
10.2.2 暴雪期間冷空氣活動異常 279
10.2.3 暴雪期間大氣低頻信號特征 281
10.3 暴雪過程中東亞副熱帶急流的位相演變特征 286
10.4 暴雪期間東亞高空急流變化特征與其他冬季的對比分析 296
10.5 持續性暴雪期間高空急流協同變化的可能機制 303
第11章 東亞高空急流協同變化與東亞冬季風的聯系 312
11.1 冬季東亞高空急流協同變化的基本特征 312
11.1.1 冬季東亞高空急流氣候態分布 312
11.1.2 東亞極鋒急流和副熱帶急流的強度變化特征 313
11.2 冬季東亞高空急流的主要變率模態 316
11.3 高空急流的主要變率模態與東亞冬季風的聯系 317
11.3.1 與東亞冬季風各成員的聯系 317
11.3.2 與地表氣溫的聯系 319
11.3.3 與高空急流相聯系的東亞冬季風的三維結構特征 320
11.4 東亞高空急流協同變化模態與東亞冬季風內在聯系機制 324
11.4.1 熱帶海溫異常的影響 324
11.4.2 北極海冰異常的影響 325
11.4.3 定常波活動 327
11.5 與極鋒急流和副熱帶急流強度反位相變化模態相聯系的外強迫和大氣內部動力過程 328
11.5.1 熱帶海溫異常的影響 328
11.5.2 定常波活動和瞬變波活動 329
第12章 東亞高空急流協同變化的年代際演變及機制 332
12.1 高空急流協同變化的年代際特征及機制 333
12.1.1 年代際轉折點的確定 333
12.1.2 急流強度和位置的年代際變化特征 334
12.1.3 急流年代際變化背景下的環流和氣候異常 336
12.1.4 高空急流年代際變化機制 339
12.2 IPO和AMO對不同增暖期高空急流協同變化的年代際異常的影響 344
12.2.1 不同增暖期高空急流協同變化年代際異常及其氣候效應 344
12.2
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東亞高空急流多尺度變化特征及其氣候效應 節選
第1章 東亞高空急流研究歷史回顧 東亞地區東臨太平洋，南接印度洋，西倚青藏高原，地形陡峭多變，周邊海陸分布和地表類型復雜，形成了與同緯度其他地區明顯不同的區域氣候特征，是全球*明顯的季風區，氣象要素具有明顯的季節變化，并呈現顯著的年際及年代際異常。東亞地區氣候受到諸多環流系統控制，位于對流層上層、平流層下層的高空急流作為低緯和中高緯環流系統相互作用的橋梁，其位置和強度變化體現了南北冷暖勢力的強弱對比，已成為季節轉換的信號和標志。急流變化伴隨著熱量和動量輸送，是大氣環流調整和氣候異常變化的重要指示，因此，開展東亞高空急流基本特征、變化規律及其異常活動機理的研究，對于提高東亞地區尤其是我國天氣氣候變化的預測水平具有重要的科學意義和應用價值。 1.1 東亞高空急流的基本特征 熱帶外大氣環流主要表現為環繞著極地的西風氣流，從近地層一直延伸到平流層，極值中心位于對流層頂附近。西風帶在某些區域風速顯著增加，從而形成急流，急流有著非常強的垂直和水平風切變，為風暴和氣旋的發生發展提供了斜壓不穩定環境，并向極地輸送動量、熱量和水汽。東亞上空的高空急流根據所處位置可劃分為東亞副熱帶西風急流和極鋒急流（也稱溫帶急流），前者位于副熱帶地區，起源于熱力驅動哈得來環流的角動量輸送，后者位于中高緯地區，由極鋒斜壓帶中渦動動量輻合所驅動。兩支急流既相互獨立又密切聯系，它們之間的協同變化對東亞氣候有著重要影響。 對東亞副熱帶西風急流的關注可追溯至20世紀上半葉，1944年，第二次世界大戰期間，飛行員在奪占硫磺島作為轟炸機提供補給前進基地的飛行過程中，發現在40°N～50°N距海平面約3萬英尺的上空有一股以200mi①/h速度移動的狹長氣流，他們在執行戰斗任務時是向西飛行，剛好是逆風，要消耗大量燃料，而返航時就借助這股氣流。此后，氣象學家對此氣流—東亞副熱帶西風急流進行了大量的研究，研究表明，東亞副熱帶西風急流存在于對流層中上部，是與高空鋒區相對應的狹窄強風帶，通常出現在西太平洋副熱帶高壓的北部邊緣，全年活動在東亞上空，風速一般大于30m/s。急流的位置和強度存在明顯的季節變化：冬季急流中心位于日本南部的西太平洋上空，強度在1月*強，急流軸位置處于*南；夏季急流中心位于青藏高原北部40°N附近，強度在8月*弱，急流軸位置處于*北。從20世紀40年代起，人們先后對東亞副熱帶西風急流的形成及變化進行了大量研究，指出大型渦旋、角動量的輸送及青藏高原大地形是急流形成的重要原因（Chen and Trenberth，1988；Chen and Kang，2006），大氣波動和不均勻加熱作用與急流變化密切相關，熱帶海溫變化、高原積雪、北極濤動（AO）、北半球中高緯瞬變擾動活動等亦是急流變化的重要影響因子（葉篤正和朱抱真，1958；Wallace，1983；董敏等，1999；張艷和錢永甫，2002；況雪源和張耀存，2006b；任雪娟等，2010）。研究表明，東亞副熱帶西風急流是影響東亞和我國天氣氣候的重要環流系統，東亞大氣環流的季節轉換、我國大部分地區雨季的開始和結束都與東亞副熱帶西風急流位置的南北移動及強度變化有緊密聯系（Yeh，1950；葉篤正等，1958；陶詩言等，1958；陶詩言和朱福康，1964；Lin et al.，2010；董麗娜等，2010）。在年際及年代際尺度上，急流的異常通常伴隨著許多重要的氣候異常信號，如東亞季風異常、我國雨帶分布異常等（丁一匯，1991；Liang and Wang，1998；Krishman and Sugi，2001；Yang et al.，2002；Ding and Chan，2005；Jin et al.，2013；Huang et al.，2014）。近年來，人們還通過數值模擬手段探討未來全球變暖情景下高空急流的變化及其對氣候的影響（Hu et al.，2000）。 相較而言，東亞極鋒急流位于中高緯地區，在極鋒區的位置變動比較大，強度不及副熱帶西風急流，氣候平均態上也不明顯（Riehl，1962；Lee and Kim，2003；Zhang et al.，2008b；Ren et al.，2010；任雪娟等，2010）。以前的研究側重于東亞副熱帶西風急流，較少關注極鋒急流，近年來相關研究表明，東亞極鋒急流與東亞冬季風及北太平洋地區天氣尺度瞬變擾動活動密切相關（Nakamura et al.，2002；Lee et al.，2010），其位置和強度變化能反映與低溫、寒潮大風等災害性天氣相關聯的異常大氣環流特征（Zhang et al.，1997；Wang et al.，2009a；丁一匯，2008；葉丹和張耀存，2014）。 近年來的研究發現，極鋒急流與副熱帶急流具有顯著的協同變化特征。從全球范圍的空間分布來看，當兩支急流距離較近時，強度較強，反之強度較弱（Lee and Kim，2003）。北半球冬季高空急流具有顯著的區域性，在大西洋地區上空，副熱帶急流和極鋒急流分離，風場主要模態體現在極鋒急流的南北位置變動；在太平洋上空，兩支急流靠近合并，急流強度變化為主要模態（Nakamura et al.，2002；Eichelberger and Hartmann，2007）。東亞高空急流由于地理位置和地形特征影響而具有一定的特殊性，在高空平均風場上，東亞大陸上空冬季副熱帶急流和極鋒急流分別位于青藏高原南北兩側：副熱帶急流自青藏高原南側向東北延伸到北太平洋中部，極鋒急流自高原北側40°N～65°N地區向東南延伸，在東亞沿海至日本東南側的西太平洋上空與南支副熱帶急流匯合，形成全球強度*強的一支急流（Cressman，1981，1984）。北支極鋒急流是渦動驅動，南支副熱帶急流是熱力驅動，兩支急流在西北太平洋上空匯合后的急流則是熱力驅動與渦動驅動共同作用（Liao and Zhang，2013）。與全球尺度高空急流相比，東亞副熱帶急流和極鋒急流具有獨*的協同變化關系，兩支急流的年際變化主要模態為強度的反位相變化，并能很好地反映東亞冬季風的年際變化（Zhang and Xiao，2013）；不同急流強度配置通過影響中緯度低頻環流系統，對我國天氣氣候有很大的影響（Wang and Zhang，2015；Li and Zhang，2014）。 近幾十年來，由于極地增暖，海冰大量融化，冬季水面區域的增加會向極地和附近陸地區域上空輸送更多的熱量和水汽（Serreze and Barry，2011），從而減弱近地面的經向溫度梯度，這意味著極地增暖可能會通過改變急流的位置和強度變化，產生異常的天氣氣候效應（Francis and Vavrus，2012）。此外，急流傳播速度減緩伴隨著大氣波動振幅增大，對陸地上空的極端低溫事件的發生發展產生顯著影響。因此，極地增暖海冰融化造成熱力因素異常，對東亞地區急流的協同變化產生影響，從而導致異常的天氣氣候效應，這是人們關注的焦點。 1.2 東亞高空急流季節性突變特征 東亞大氣環流的季節轉換、我國大部分地區雨季的開始和結束都與東亞高空急流位置的變動及強度變化有著緊密聯系。20世紀40年代末，Yin（1949）把印度西南季風爆發和亞洲南部急流突然消失及孟加拉灣低槽迅速西移聯系起來，指出這次變化是北半球行星波的一次大調整。Stucliffe和Bannon（1954）也曾指出6月初行星環流季節變化與印度西南季風爆發是同時發生的。Yeh（1950）在研究1946年亞洲南部副熱帶西風急流建立問題時，指出西風急流建立以后，高空環流型便屬于典型的冬季環流。后來葉篤正等（1958）對這一問題進行深入研究，并將東亞地區的一些天氣過程的發展與這支高空急流的建立及撤退相聯系，指出東亞地區大氣環流的季節轉換有明顯的突變特征，即在每年6月中旬北半球大氣環流會在很短的時間內由冬季環流型轉變為夏季環流型，在10月中旬會在很短的時間內由夏季環流型轉變為冬季環流型。此外，況雪源等（2008）的研究表明副熱帶急流的南撤與急流中心的“東退”是秋冬季節轉換的標志，二者基本同步，急流軸南撤到35°N以南，急流中心穩定移到西太平洋上空標志著冬季環流的建立。 伴隨著以東亞副熱帶西風急流北跳和南移過程為主要特征的東亞大氣環流季節轉換的突變，我國氣候的季節轉換亦呈現顯著的突變特征。高由禧（1999）指出大雨帶基本與強西風的位置一致，副熱帶西風急流是降水的控制因子，*大降水中心一般位于西風急流中心的南側。陶詩言等（1958）、陶詩言和朱福康（1964）的研究表明，東亞梅雨的開始和結束與6月及7月亞洲上空南支西風急流的二次北跳過程密切相關。許多研究（Lau and Li，1984；Lau et al.，1988；He et al.，1987；丁一匯等，2007）亦表明，高空西風急流位置在6月中旬的北跳與中國江淮流域的梅雨及夏季風在印度地區的全面爆發有顯著的關系。李崇銀等（2004）探討了南海夏季風爆發和江淮流域梅雨起始與東亞高空西風急流位置北跳的關系，指出在從冬到夏的季節轉換過程中，西風急流事實上存在兩次明顯的北跳過程。Lin和Lu（2008）指出東亞高空急流在7月20日左右存在一次明顯的北跳過程，在這次北跳過程中，急流中心由40°N北跳到45°N以北地區，對應日本梅雨的結束。與之前的急流軸北移主要出現在東亞大陸上空不同，7月中下旬的這次北跳主要發生在東亞沿海地區。Lin（2010）進一步分析指出，東亞高空西風急流盛夏季節的突然北跳具有兩類不同的北跳方式：一類為急流北側的西風增強所致，另一類則由急流中心強度的減弱引起。在**類急流北跳過程中，高緯地區形成的低壓槽和南亞高壓向東亞地區的伸展引起西風增強，從而導致東亞高空急流北跳；而第二類北跳則主要受到沿著亞洲副熱帶西風急流傳播的波活動的影響。 除了存在明顯的北跳過程以外，夏季東亞高空急流的中心也存在顯著的西退過程。Zhang等（2006）指出東亞高空急流風速*大中心在6月底到7月中旬，具有東西方向位置的突變特征。況雪源和張耀存（2006b）的研究認為非絕熱加熱對急流中心的東西移動有引導作用，青藏高原春夏季對對流層中上層強大的加熱作用是導致6～7月急流中心位置西移突變的原因。杜銀等（2008）發現梅雨期西風急流中心東西向位置變化對梅雨起訖有著較好的指示意義。6月底到7月初，東亞高空急流中心在35～39候 快速地從140°E西移到90°E附近，西北太平洋上空副熱帶急流核減弱消失，青藏高原上空急流核形成，我國江淮地區由急流的入口區轉變為急流的出口區，次級環流的轉變抑制了局地的上升運動，梅雨季降水結束（Zhang et al.，2006；況雪源和張耀存，2006b；杜銀等，2008）。東亞副熱帶急流的中期演變特征對梅雨降水有重要影響，可作為判定入梅和出梅時間的重要參考依據（金榮花，2012）。梅雨期降水落區、降水中心強度都與東亞副熱帶急流中心位置有關（周曾奎，1992），當副熱帶急流位置偏東，梅雨鋒位于急流入口區右側時，局地上升氣流導致梅雨鋒活躍，有利于梅雨降水尤其是暴雨的產生（Akiyama，1973；斯公望，1989；杜銀等，2008）。個例分析結果顯示，梅雨期暴雨大多出現在西北風副熱帶急流的右前方和西南風副熱帶急流的右后方（王小曼等，2002），長江中游多次大暴雨過程中也有高空急流軸的傾斜（徐海明等，2001）。 1.3 東亞高空急流天氣氣候效應 由于急流通常與高空鋒區相對應，而鋒區內的強斜壓性往往導致擾動的發展和風暴的生成，帶來劇烈的天氣過程。大量研究表明東亞高空急流與許多天氣尺度現象諸如鋒生、阻塞高壓、風暴活動等密切相關（Kung and Chan，1981；Gao and Tao，1991；陳菊英等，2001），所以深入理解急流的變化對天氣分析及預報都有重要的意義。Murray和Daniels（1953）利用觀測資料證實了主要急流區翻轉流的存在，丁一匯（1991）指出高空急
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