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西北太平洋天气尺度扰动是重要的降水系统,同时也是热带气旋最主要的前身。因此,研究西北太平洋天气尺度扰动的年际变率对加深西北太平洋以及东亚和东南亚天气气候变率的理解具有重要作用。本文利用观测资料和再分析资料研究表明,天气尺度扰动具有明显的年际变化,其年际变率受热带大尺度环流和中纬度波列的影响,并且与热带气旋活动密切相关。本文的主要结论如下: 1.天气尺度扰动的气候态及年际变化 西北太平洋天气尺度扰动的强度和年际变率在6-11月份最强并且两者的高值区基本重合。1958-2014年6-11月西北太平洋850-hPa天气尺度扰动动能的EOF结果表明,第一模态的异常区位于副热带西北太平洋,呈西北-东南向;第二模态的主要异常区也表现为西北-东南向,不过位置相对第一模态偏西南,位于菲律宾附近。根据这两个模态的分布,我们命名第一模态为东北型,第二模态为西南型。通过分析东北型和西南型对西北太平洋各格点天气尺度扰动动能年际变化方差的解释率,发现这两个模态对各自主要异常区扰动年际变化方差的解释率都高于50%。两者相加后,50%以上的解释率高值区基本可以覆盖整个西北太平洋,从而说明东北型和西南型可以很好地反映西北太平洋天气尺度扰动的年际变化。 2.影响天气尺度扰动年际变化的环流因素 东北型和西南型的形成与大尺度环流密切相关。与东北型有关的低层环流异常主要表现为位于西北太平洋的气旋式环流,与西南型有关的低层环流异常也存在一个气旋式环流但位于南海-菲律宾。另外,两个模态都在热带太平洋有显著的纬向风异常,其中东北型为西风异常,西南型为东风异常,这是由于两个模态和ENSO具有一定的联系。 虽然东北型和西南型都与ENSO有关,但去除ENSO影响后,前两个EOF模态仍保留着东北型和西南型的主要特点。此时,两个模态伴随的热带太平洋纬向风异常减弱并局限在西太平洋,但第一模态位于菲律宾海和第二模态位于南海-菲律宾的气旋式异常环流依然存在。这些气旋式异常环流主要通过正压能量转换来影响天气尺度扰动活动,其中与之有关的纬向风切变起主要作用。 3.天气尺度扰动与热带气旋的联系 东北型和西南型都与热带气旋(Tropical cyclone,简称TC)出现频率的偶极子型异常分布有关,并且表现出反位相的特征。因此我们将东北型和西南型联合起来,探究它们反位相变化与TC路径和登陆的联系。这里我们将东北型为正、西南型为负的年份简称为东正西负年,而东北型为负、西南型为正的年份简称为东负西正年。 TC路径和登陆位置在这两类年份有明显不同。在东正西负年,TC大多往北转向,导致登陆北部沿岸的TC偏多而登陆南部沿岸的TC偏少。与之相比,东负西正年直行西传的TC异常偏多,造成登陆南部沿岸的TC偏多而登陆北部沿岸的TC偏少。TC路径和登陆位置在这两类年份之间的差异可以归因于大尺度引导气流和TC生成位置的变化。 4.中纬度波列对天气尺度扰动和热带气旋的影响 秋季,沿急流传播的波列与天气尺度扰动联系密切,这是因为波列引起了西北太平洋附近明显的环流异常,从而通过正压能量转换影响天气尺度扰动活动。与此同时,秋季波列对热带气旋的路径和登陆也有重要影响。在正位相年,TC大多往北转向,TC登陆北部沿岸的可能性增加。而在负位相年,TC大多向西直行,此时登陆南部沿岸的机率加大。秋季波列对TC的这种影响主要通过改变大尺度引导气流来实现。进一步的分析发现,秋季波列与南部登陆TC的密切联系主要受ENSO影响,而与北部登陆TC的紧密联系则不受ENSO调制。