北半球中高纬前后冬气温转向与AO/NAO位相转变的联系

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冬季气温除了季节平均外,其显著的季内起伏对国民生活及经济活动有着深远的影响。本文利用1959~2018年观测及再分析资料,阐述了北半球中高纬冬季气温季内起伏特征,探讨了其与AO/NAO季内转向的联系。本文主要结论如下:(1)冬季气温的前、后冬转向在北半球中高纬普遍存在。东亚区域气温时空分布表现为全区一致的前冬暖(冷)、后冬冷(暖),方差贡献达31.1%。环流场上表现为欧亚遥相关型波列从前冬12月的负位相(正位相)向后冬2月正位相(负位相)的转变。西半球北美季风区冬季气温的时空特征为东西偶极子的前、后冬转向,对应环流场为AO/NAO前、后冬位相的反转。(2)AO/NAO季内转向的模态在冬季经常发生,并可影响到整个北半球中高纬冬季气温的季内起伏。但北半球的不同区域,AO/NAO的前、后冬转向对冬季气温的影响及物理机制是不同的。对于欧亚地区,AO/NAO需通过北大西洋地区热通量(“海洋桥”)影响横跨欧亚大陆的欧亚型遥相关波列(“大气桥”)的季内反转,进一步影响东亚气温的前、后冬转向,其影响是间接的。对于北美区域,AO/NAO的前、后冬转向直接通过北大西洋以及北太平洋两个中心的环流影响北美冬季气温偶极子分布前、后冬的反转,其影响是直接的。(3)2015/16年北半球冬季气温发生了显著的前、后冬转向。前冬受到平流层极涡的影响,AO/NAO位相为正位相,东亚及北美东部气温显著偏高。而后冬受到厄尔尼诺事件的影响,AO/NAO位相转为负位相,东亚与北美东部气温偏低。2015/16年AO/NAO位相的季内转向与平流层极涡和ENSO的共同作用有关。
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