北半球冬季东太平洋波列的机理、变率及其它对区域和全球大气环流和气候变化的影响

本项目研究的东太平洋波列是指冬季发生在北太平洋东部和北美地区中纬度的静止行星波。本项目将对东太波列的形成、变化以及它对大气环流的影响进行研究。揭示大气内部动力学（波-流相互作用、静止波-天气尺度波相互作用等）、北太平洋中纬度和热带地区的海气相互作用以及海洋内部动力学（海洋环流和遥相关）等物理过程对东太平洋波列的形成和变化的机理。分析东太平洋波列对太平洋、北美及其邻近地区以及平流层环流的影响，揭示行星波在平流层-对流层双向相互作用过程中所起的作用。本项目还将进一步探讨温室气体浓度增加导致的全球变暖背景下到太平洋波列的响应，揭示东太平洋波列传播性质的变化及其对大气环流的影响及其机理。

基于再分析资料和模式资料，本项目研究了北半球冬季的几个重要遥相关波列的形成机理和气候影响。这些遥相关波列有：东部型遥相关（EP）、西部型遥相关（WP）、太平洋/北美型遥相关（PNA）和北极涛动（AO）。项目着重研究了热带对流加热、欧亚大陆低频波列和中纬度天气尺度波等在遥相关波列形成中的贡献。.主要发现有：. (1) 西太暖池上空的对流加热激发两支罗斯贝波，一支沿太平洋急流向东传播，另外一支沿东亚沿岸-俄罗斯远东地区-阿拉斯加湾传播。两支波列和中纬度的天气尺度波的正反馈均对EP的形成起有重要作用。对流加热的季节变化导致了EP的季节变化。. (2) 正位相的WP可以加强行星波的1波分量及其相应的垂直波通量，进而触发SSW；同时，WP-SSW关系还受ENSO调制。在暖ENSO年，WP事件频次增多，振幅加大，触发SSW的几率也增大。冷ENSO年，北太平洋东部阻塞事件增多，有利于2-波振幅增强并触发SSW事件。. 本研究还发现两类WP模态：偏西和偏东WP模态。偏东WP模态与中纬度和热带海温异常密切相关。同时，偏东WP对北太平洋，北美和平流层极区的气候比偏西WP要显著得多。. (4) 有和没有热带对流加热驱动PNA具有不同的特征，加热驱动的PNA的生命期为3周，没有加热的PNA只有2周。欧亚大陆低频波列对两类PNA形成的作用也不同。正位相PNA情形，在加热驱动情形欧亚波列的作用要小于没有加热驱动的情形。. (5) AO空间模态不是唯一的，它可用5个代表性的类AO模态来描述。这些类AO模态各自的形成机理和其天气影响显著不同。同时，ENSO和平流层极涡对AO具有显著的调制作用。. 本研究的结果加深了人们对北太平洋冬季的主要遥相关波列的形成机理和气候影响的认识，同时，对预测与这些遥相关相联系的天气也有潜在的意义。