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本文利用58年NCEP/NCAR全球再分析资料以及50年的我国160站温度资料,客观地定义了表征西伯利亚高压位置和强度变化的四个指数,系统地分析了西伯利亚高压正常及异常变化特征,并讨论了其异常变化与海温的关系,以及对我国冬季气温异常的影响。得到主要结论如下:
1.西伯利亚高压变化特征
西高特征参数具有明显的年际变化和年代际变化。在年代际尺度上,西高表现出随着时间变化先减弱、缩小,后增强、加大的趋势。西高的位置变化趋势是先西撤、后东进,1999年后又西撤。另外,在年代际时间尺度上,西伯利亚高压是随时间向南推进的。西高各指数异常变率存在不同的变化周期。西高面积和中心强度距平指数均存在周期为26年和14年左右的年代际振荡和周期分别为8年左右和4-6年的年际振荡;中心经度和纬度距平指数都存在周期为准30年及14年左右的年代际振荡,同时还存在周期为8年和4-6年的显著年际变化。
西高各距平指数之间是互相联系的。西高面积和中心强度变化有很好的一致性,即西高面积增大时,其中心强度也往往会明显增强,反之亦然。西高面积距平指数、中心强度距平指数和中心纬度距平指数有很好的正相关关系,即当西高面积增大时西高中心位置偏北,而西高面积减小时中心位置偏南;当西高强度增大时中心位置偏北,而西高强度减小时中心位置偏南。
2.西伯利亚高压异常与海温异常的关系
西高面积距平指数、中心强度距平指数、中心纬度距平指数与同期海温距平有很好的相关性,相关场分布在结构上十分类似。相比之下,西高经度距平指数与海温距平的同期相关不是很好。
代表西高强度异常的面积指数和中心强度指数,与同年春季、秋季、夏季大西洋北部海温距平的相关都很显著,与副热带南印度洋、热带南太平洋的显著负相关区及与西南大西洋的显著负相关区都存在明显的季节差异。西高中心经度距平指数,春季和秋季与西南大西洋和热带南太平洋的正相关显著,西高中心纬度与各海区海温距平有很好的的相关。对西高异常变率影响较大的主要是副热带南印度洋、中高纬北太平洋、大西洋北部、热带南太平洋、西南大西洋和北冰洋几个海区的海温异常。
3.西高异常变化与中国冬季气温异常变化的关系
西高面积、强度和中心纬度异常与我国冬季气温关系密切,而西高经度异常变化对我国冬季气温异常变化影响不大。
西高面积和强度异常与我国大部分地区冬季气温都呈负相关。其中显著负相关区主要位于东北南部、新疆北部和西北的部分地区。这种相关结果表明,当冬季西高面积、强度异常大的时候,我国冬季气温异常主要表现为西南地区温度偏高,其它地区尤其是东北南部、新疆北部和华南部分地区温度偏低。西高纬度距平指数与我国冬季气温异常关系密切。从全国来看,负相关的区域比较多。其中显著负相关区主要位于新疆北部、甘肃和东北南部地区。另外,西高的纬度变化和500hpa的环流形式有很好的相关性。前期秋季500hpa的环流形式变化对西高的面积和纬度变化有很好的指示性。
西高异常与我国冬季气温异常的相关分布,主要反映了东北、华北和东部沿海地区气温异常与长江中上游地区及南部沿海的相反变化关系,其中年代际变率相关占主导。