摘要
基于 NCEP/NCAR 等再分析资料，论文首先研究了北太平洋风暴轴“深冬抑制”现象的基本特征，分析了与“深冬抑制”现象年际变化相关联的大气环流异常。其次通过合成分析，研究了东亚大槽和北太平洋阻塞对“深冬抑制”现象年际变化的影响。然后，论文分析了CMIP6模式对“深冬抑制”现象和准定常波热输送的模拟效果，并指出了影响“深冬抑制”现象气候态模拟的可能原因。利用大气环流模式 FGOALS-f3-L，揭示了青藏-伊朗高原大地形的机械和热力作用对“深冬抑制”现象的影响。最后，发现了北太平洋风暴轴南北部分变化的不一致，为理解“深冬抑制”现象提供了新视角。得到主要结论如下： 北太平洋风暴轴“深冬抑制”现象存在明显的年际变化。当未发生“深冬抑制”现象时，高空急流减弱，中纬度西风增强，大气斜压性在40°N以北显著增强。另外，秋季和春季的风暴轴异常以及高层纬向风异常并不显著，说明“深冬抑制”现象年际变化的重点仍是深冬时期的大气环流异常变化。未发生“深冬抑制”现象的年份可能对应减弱的东亚大槽和北太平洋阻塞。然而，当发生“深冬抑制”现象时，大气环流异常并不显著。 东亚大槽与“深冬抑制”现象之间具有显著的年际相关性。当东亚大槽偏弱时，风暴轴季节循环与大气斜压性一致，“深冬抑制”现象并不明显。增强的斜压能量转换和非绝热加热引起的瞬变涡旋有效位能有利于增强风暴轴。背景环流的经向切变减弱，风暴轴上游有显著的暖异常，“正压调控机制”和减弱的静力稳定度可以解释风暴轴的异常增强。然而，背景场的平流作用和“上游播种效应”不能解释与东亚大槽相关的风暴轴的异常变化。 北太平洋阻塞与“深冬抑制”现象的年际变化存在显著的相关性。当北太平洋阻塞偏弱的时候，东部北太平洋风暴轴“深冬抑制”现象并不明显，但是西部仍有明显的“深冬抑制”现象。与北太平洋阻塞相关的大气斜压性异常可以较好地解释风暴轴的异常变化。上游的东亚大槽能通过改变背景场经向位涡梯度影响下游的北太平洋阻塞，它们可以协同影响风暴轴。当它们同时偏弱时，“深冬抑制”现象不再明显。另外，风暴轴能通过瞬变涡旋强迫与北太平洋阻塞建立正反馈。 CMIP6 模式能较好地重现风暴轴的气候态。在对流层低层，有个别模式（IPSL-CM5A2-INCA，INM-CM4-8，GISS-E2-1-G和MIROC6）未能模拟出明显的“深冬抑制”现象。在中层，除了INM-CM4-8和MIROC6，其它模式都能再现出“深冬抑制”现象。在高层，所有模式都能模拟出“深冬抑制”现象。模式中风暴轴与准定常波热输送和北太平洋阻塞的气候态存在显著的负相关，而与高层 中纬度西风有显著的正相关。当某个气候态存在偏弱的准定常波热输送或北太平洋阻塞，或偏强的高层中纬度西风，风暴轴气候态倾向于偏强，不容易出现“深冬抑制”现象。 青藏-伊朗高原大地形的机械、热力作用都能显著地影响风暴轴。当移除青藏-伊朗高原的机械强迫时，“深冬抑制”现象仍然存在，但不如以前明显。纬向非对称风场和温度场的振幅减小，且它们的“干涉”作用减弱，导致准定常波热输送减弱。急流减弱并变宽，“正压调控机制”可以增强风暴轴。减弱的东亚大槽和增强的斜压能量转换有利于增强风暴轴。当移除青藏-伊朗高原的热力强迫时，风暴轴季节循环没有发生明显的改变，“深冬抑制”现象依然明显。 北太平洋风暴轴南北部分有着不一致的年际变化、季节变化和气候变化。在年际变化上，北部和南部风暴轴的异常变化分别主要与中高纬度大气环流异常和赤道海温异常有关。在季节变化上，北部风暴轴的季节循环表现为双峰值结构，而南部风暴轴仅有一个峰值。风暴轴南北部分的季节循环与纬向风场一致，均符合斜压不稳定理论的预期。在气候变化上，当一个气候态有偏强的北部风暴轴时，南部风暴轴并不显著地倾向于偏强。
NETL