【摘 要】
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本文基于1979–2019年ERA-interim逐日再分析数据,利用前人提出的二维阻塞指数,分析了冬季(12月–2月)太平洋阻塞的时空变化特征及热带大气季节内振荡(MJO)对太平洋阻塞频率的逐月影响,并重点关注了在两类(中部型和东部型)厄尔尼诺背景下MJO对太平洋阻塞的调节作用。本文最后,评估了11个CMIP6模式对冬季太平洋阻塞活动的模拟效果。具体结论如下:(1)冬季太平洋阻塞在50°N以北各
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本文基于1979–2019年ERA-interim逐日再分析数据,利用前人提出的二维阻塞指数,分析了冬季(12月–2月)太平洋阻塞的时空变化特征及热带大气季节内振荡(MJO)对太平洋阻塞频率的逐月影响,并重点关注了在两类(中部型和东部型)厄尔尼诺背景下MJO对太平洋阻塞的调节作用。本文最后,评估了11个CMIP6模式对冬季太平洋阻塞活动的模拟效果。具体结论如下:(1)冬季太平洋阻塞在50°N以北各个纬度均会发生,其中1月份是太平洋阻塞最为活跃的月份。无论是冬季平均还是冬季逐月,太平洋阻塞的最大频率均位于(140°E–160°W,50°–70°N)区域,并定义该区域为太平洋阻塞关键区。研究表明,1月份关键区的太平洋阻塞频率存在年代际变化。第1个时期(1980–1988年)和第三个时期(2009–2019年)的太平洋阻塞活动比第2时期(1989–2008年)更为频繁。第1时期和第2时期(第2时期和第3时期)之间的位势高度差异导致在日界线附近的高纬度地区(中纬度的亚洲地区)存在为负的T2m异常,在东亚及北亚地区(70°N高纬度地区)存在为正的T2m异常。(2)通过对比分析ERA-interim再分析数据与11个CMIP6模式数据得到的结果,发现各模式均能较好地模拟冬季气候态的太平洋地区阻塞频率。其中Can ESM5(Can)、EC-Earth3(EC)、GFDL-CM4(GFD)、IPSL-CM6A-LR(IPS)和MPI-ESM-1-2-HAM(MPI)对冬季气候态的太平洋阻塞有较强的模拟能力,并选取这几个模式作为重点关注模式。逐月的评估结果表明,大部分CMIP6模式1月份的模拟结果均优于冬季的其他月份。在重点关注模式中,MPI在2个评估指标(均方根误差和泰勒得分)中均排名前3。GFD、IPS和EC在其中1个指标均排前3位,但GDF的整体性能优于IPS和EC。因此在11个CMIP6模式中,MPI是模拟太平洋阻塞频率的最佳模式,其次是GFD模式。(3)选取太平洋阻塞出现频次较高且平均振幅较强的位相3和7作为重点研究位相,分析在MJO不同位相下太平洋阻塞频率的逐月差异。研究表明,在MJO第3位相期间,冬季太平洋阻塞频率呈现逐月上升的特征。在MJO第7位相期间,1月份是冬季3个月中太平洋阻塞最为活跃的月份。由此可知,不同位相下太平洋阻塞频率的月际差异不同,这是由于各位相下逐月的MJO对流对太平洋阻塞的影响存在差异所导致的。(4)MJO第3位相期间,在两类厄尔尼诺背景下,MJO激发的遥相关位置相似,且激发的遥相关异常有利于阻塞频率的增加。MJO第7位相(EP7)期间,在东部型厄尔尼诺背景下,中高纬太平洋地区存在正的阻塞频率异常。而在中部型厄尔尼诺背景下没有出现大范围的显著异常阻塞频率。这是因为EP7期间MJO激发的异常Rossby波源位于急流核区的西北部,使得MJO的遥相关可以传至50°N以北,引起中高纬度地区有利于阻塞频率增加的位势高度异常。而CP7期间MJO激发的异常Rossby波源位于急流核区内部,使得对应的遥相关仅在副热带急流中传播,对高纬度地区的位势高度影响较小,导致该时期内没有出现大范围的显著阻塞频率异常。
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