亚洲副热带高空急流季节转换期间非对称性变化特征及机理研究

本项申请拟将亚洲副热带高空急流视为一个有机的整体，从气候学的角度围绕季节转换期间对流层中上层亚洲副热带高空急流非对称性结构变化特征及其在亚洲季风建立及撤退过程中扮演的角色，采用诊断分析和数值模拟的方法，基于"急流发生频数"概念,利用NCEP/NCAR及ERA40再分析资料研究季节转换期间急流非对称性变化的具体表现，探讨急流与其他环流系统的耦合变化特征，揭示急流非对称性变化在季风环流转换过程中所起的作用。在此基础上，研究造成季节转换期间急流非对称性变化的动力热力学机理，分析非绝热加热的空间不均匀性尤其是西北太平洋海区及青藏高原加热差异对急流的影响,讨论不同形式扰动能量的转换对急流非对称变化的贡献,最后，运用气候模式对诊断结果作进一步的验证。为深入了解东亚地区气候变化规律及机理提供一定的理论参考依据。

利用再分析资料对北半球高空急流季节变化及其机理的空间差异进行研究。研究结果表明，北半球高空急流在冬季呈螺旋形分布，在夏季呈环形分布，急流在东半球的发生频率较西半球多，位置比后者偏南。基于急流发生频率和气温梯度比较，高空急流与气温梯度之间的关系取决于区域、季节和急流类型，总体而言，前者主要是由后者确定。在此基础上，分析了2007/2008年冬季中国低温雨雪期间温带急流与副热带急流的协作变化作用，并从天气尺度瞬变扰动活动的角度探讨二者的协作变化机理，研究表明高原上空副热带急流的加强伴随着温带急流的减弱，而海洋上空副热带急流的变化滞后高原上空急流约5天左右，青藏高原南北侧不同位相瞬变扰动向下游的传播是导致海温上空副热带急流时间滞后性的原因。与此同时，对海气耦合模式Fgoals 模拟冬季北半球副热带西风急流的性能进行了评估。模式再现了东亚急流及北大西洋急流，但对中亚急流强度模拟偏弱。相对于急流强度较好模拟性能，模拟的西风急流轴偏南。分析表明对瞬变涡动活动的模拟误差影响了热量的极向传播，从而部分导致了平流层中上层经向非均匀性冷却，因此引起了急流轴的模拟误差。