冬季西风环流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究
东亚-北太平洋区域冬季大气环流趋势分析
２ ２ 东 亚 一北 太 平 洋 区域 冬 季 大 尺 度 大 气 环 ．
流趋 势分 析
存 在一个 温 度下 降 的 区域 ， 国境 内 ， 我 除新 疆 外 的长江 以北 地 区 ８０ｈ ａ 度上 增 温趋 势 明 显 。 ５ Ｐ 高
为 了求 得北 半球 冬 季大 尺 度 大 气环 流倾 向 趋势 ， 所用 的北 半 球 冬 季 资 料 在 每 一 个 网格 对 点上 运用 一元 线性 回归 方 法 求 得 每一 格 点 的线 性倾 向趋势值 ｂ 并绘 出。如 图 ２ 示 。 ， 所 由图 ２ ａ 可 以看 出 ， 在 两个 明 显 的 通 过 （） 存
２ ９卷 ２期
浙
江
气
象
１ ３
圳刚 划 圳
（ｄ）
图 １ 东 亚 一北 太 平 洋 冬 季 气 候 分 布 型
（ａ 海平面气压场 ， （） 单位 ：Ｐ 。（ ）０ Ｐ 高度场 ， ｈ ａ ｂ５０ｈ ａ 单位 ：ｐ ｇｍ。
（ ）５ Ｐ 温 度 场 ， 位 ： 。 （ ）０ Ｐ ￣８ｏｈａ 单 ℃ ｄ ５０ｈａ温 度 场 ， 位 ： 。 （ ）０ Ｐ 纬 向 风场 单 位 ： ／ 。 单 ℃ ｅ２０ｈａ ， ｍ ｓ）
在 ８０ｈ ａ温 度场 （ １ ｃ ） ５ Ｐ 图 （ ） 上有 一 明显 的 冷 中心存 在 于 俄 罗 斯 远 东 地 区上 空 ， 中心 温 度
家大气研究 中心（ Ｃ Ｐ Ｎ Ａ ） Ｎ Ｅ／ Ｃ Ｒ 发布的全球再分 析月平 均资 料 ， 取 的时 间段 为 １４ 选 ９８—２０ ０５年
共 ５ 年 ， 用 的再 分 析资 料 包括 月 平 均海 平 面 ８ 采
气 压场 （ Ｌ ） 月 平 均 ５ ０ ｈ ａ高 度 场 、 平 均 ＳＰ 、 ０ Ｐ 月 ８０ｈ ａ ５ ０ｈ ａ 度场 、 平均 ２ ０ｈ ａ 向 ５ Ｐ 和 ０ Ｐ 温 月 ０ Ｐ 纬
冬季西风带温带气旋频繁的原因
冬季西风带温带气旋频繁的原因冬季西风带温带气旋频繁是一个气象现象，主要出现在地球的中纬度地区。
西风带是指位于北半球和南半球的中纬度地区，大致介于30°至60°之间的区域。
这个区域的气候特点是四季分明，冬季寒冷，夏季炎热。
而温带气旋是指在西风带形成的一种气象系统，其形成和发展与大气环流和地球自转有关。
冬季西风带温带气旋频繁的原因主要有以下几个方面：1. 气候差异：冬季西风带温带气旋的形成与地球不同地区的气候差异有关。
在冬季，北半球中纬度地区大部分地区都是寒冷的气候，而南半球中纬度地区则是夏季。
这种气候差异使得冷空气和暖湿空气在西风带相遇并产生剧烈的天气变化，从而形成了温带气旋。
2. 西风带的存在：西风带是一个强大的大气环流系统，主要由高空急流和低层西风组成。
西风带的存在使得空气在地球表面上不断地向东移动，而气旋则是在这种运动的基础上形成的。
西风带的强大动力为温带气旋的产生提供了条件。
3. 气压差异：冬季西风带温带气旋的形成与地球不同地区的气压差异有关。
在冬季，北半球中纬度地区的气压一般较低，而南半球中纬度地区的气压一般较高。
这种气压差异使得冷空气和暖湿空气在西风带相遇时产生较大的气压差，从而形成了温带气旋。
4. 地球自转：地球自转是冬季西风带温带气旋形成的重要因素之一。
地球自转使得空气在地球表面上呈现出螺旋状的流动，从而形成了温带气旋。
地球自转的方向和速度是冬季西风带温带气旋形成的基础。
总结起来，冬季西风带温带气旋频繁的原因是多方面的。
气候差异、西风带的存在、气压差异和地球自转等因素相互作用，形成了冬季西风带温带气旋的复杂气象现象。
这些因素的相互作用使得冷空气和暖湿空气在西风带相遇时产生剧烈的天气变化，从而形成了频繁的温带气旋。
了解这些原因有助于我们更好地理解和预测冬季的天气变化，提高对气候变化的适应能力。
阿留申低压四种环流指数的分析和比较
阿留申低压四种环流指数的分析和比较孙晓娟;王盘兴;智海;郭栋【摘要】分析和比较了20世纪90年代以来不同学者提出的阿留申低压(Aleutian Low,AL)四种强度指数(Ii,i=1,4)、两种中心位置指数(λi、ψi,i=3、4)的时频特征及其与同期北半球太平洋海面温度、气温、降水的相关联系.结果表明:1)强度指数Ij、i=2,4演变特征最相似;20世纪70年代中期之前AL偏弱,之后AL偏强;近年来又出现AL偏弱趋势.因I1为5个月平均场中AL的强度指数,故它与Ii、i=2,4差别较大.2)两种中心位置指数地理分布区域(λc3,ψc3)大于(λc4,ψc4),这与平均时段长短及中心位置指数定义差别有关.λc4由偏西转向偏东较λc3提早约5 a,它与Ii、i=2,4的一致性更好.3)在强El Ni(n)o事件中,AL加强、中心位置偏东,强La Ni(n)a 事件则相反.强度指数I2、I4和位置指数λc4反映上述关系较好.4)AL偏强、偏东年,中纬北太平洋区域低温、少雨,北太平洋东北部至北美西北部气温偏高、降水偏多,而北关南部气温偏低、降水偏少;反之亦然.【期刊名称】《大气科学学报》【年(卷),期】2011(034)001【总页数】11页(P74-84)【关键词】阿留申低压;环流指数比较;演变规律;太平洋海表温度异常;气候异常【作者】孙晓娟;王盘兴;智海;郭栋【作者单位】南京信息工程大学,大气科学学院,江苏,南京,210044;南京信息工程大学,大气科学学院,江苏,南京,210044;南京信息工程大学,大气科学学院,江苏,南京,210044;南京信息工程大学,大气科学学院,江苏,南京,210044【正文语种】中文【中图分类】P4340 引言阿留申低压(Aleutian Low,AL)是冬季中心位于北太平洋阿留申群岛附近的副极地气旋,是北半球主要的半永久性大气活动中心之一,其强度和位置异常对北半球的天气、气候异常有重要的影响(Latif and Bernett,1994;Trenberth andHurrell,1994;郭冬和孙照渤,2004)。
东亚副热带西风急流的变化特征
东亚副热带西风急流的变化特征王天奇;王鹏凯【摘要】利用1979-2013年NCEP/NCAR再分析资料研究了东亚副热带西风急流的变化特征.结果表明:东亚副热带西风急流中心位置、强度有明显的季节变化,冬季偏东偏南、强度最强,夏季偏北偏西、强度最弱.冬半年东亚副热带西风急流南界、北界年际变化的幅度大,夏半年幅度较小.冬季、春季东亚副热带西风急流范围较大,秋季、夏季小,一年内,偏大年或偏小年的出现不具有季节的连续性.【期刊名称】《黑龙江气象》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】3页(P21-23)【关键词】东亚副热带西风急流;西风急流位置;西风急流强度【作者】王天奇;王鹏凯【作者单位】华风集团,北京100081;邹平县气象局,山东邹平 256200【正文语种】中文【中图分类】P468.01 引言东亚副热带西风急流是存在于对流层上部的，独立环绕副热带地区强而窄的气流带。
东亚副热带西风急流的变化与我国的天气气候演变有密切关系，陶诗言[1]分析了东亚梅雨的起始和亚洲上空急流的移动过程有密切联系。
杜银[2]研究西风急流轴位置变化与国内降水关系得出纬向分布的急流会为华北地区带来较多的降水，而急流中心偏西南时则会带走一些北方的降水。
董敏[3]发现了北半球对流层中部纬向西风的年际变化，其与东亚地区夏季的西风指数与夏季梅雨变化之间也有密切联系。
因此，研究东亚副热带西风急流的变化特征可以为天气灾害的预测提供理论依据。
本文将通过分析夏季东亚副热带西风急流中心位置、南北界以及范围变化来揭示夏季东亚副热带西风急流的变化特征。
2 资料来源采用美国国家环境预报中心（NCEP/NCAR）再分析资料，时间为1979年1月-2013年12月，数据为200 hPa月平均纬向风场、经向风场，水平分辨率为2.5°×2.5°。
3 东亚副热带西风急流强度、位置季节变化图1 1979-2013年(a)1月;(b)4月;(c)7月;(d)11月平均200 hPa风速分布通过分析1月、4月、7月、11月200 hPa风速来研究冬季、春季、夏季、秋季东亚副热带西风急流变化特征。
冬季西太平洋遥相关型的环流结构特征及其与我国冬季气温和降水的关系
气 压 场 上 西 伯 利 亚 高 压 偏 弱 ， 亚 冬 季风 偏 弱 ； 指 数 年 情 况 相 反 。冬 季 西 太 平 洋 遥 相 关 指 数 与 东 低 我 国 冬 季 气 温 和 降 水 存 在 显 著 的大 范 围正 相 关 ， 气 温 的 高 相 关 区 为 我 国东 部 、 部 沿 海 及 西 南 与 南 地 区 所 形 成 的 ｕ 型 区域 ， 与 降 水 的高 相 关 区则 主要 分 布 在 我 国东 部 地 区 。 而 关 键 词 西 太 平 洋 遥 相 关 型 环 流 异 常 冬 季气 温 降水
两 种 遥 相 关 型 （ ＡＯ 和 ＮＰ 。 Ｎ Ｏ）
Ｗａｌｃ 指 出的 ５种遥 相关 型 中 ， ｌ ｅ ａ 太平 洋北 美 型 （ ＮＡ） Ｐ 由于与 近 年来 人 们 普遍 关 注 的 Ｅ Ｏ 事 件有 密 ＮＳ
切 联 系 ， 此 已有许 多研究 工作 ＿ ］ 对 ２ 。徐 海 明等 研究 指 出前 冬 大西 洋 西 部 型 （ 。 ｗＡ） 与后 期 夏 季 风 的联 系
分类号 Ｐ ６ ４２ 文 献 标 识 码 Ａ
引 言
遥 相关 多年来 一直 是气 象界 所关 注 的一个 热点 。上 个世 纪 ８ Ｏ年 代初 ， ａｌ ｅ等［ 用 １ Ｗ ｌｃ ａ １ ］ ５ａ的资 料研 究 了北 半球 冬季 海 平面气 压场 以及 ５ ０ｈ ａ ０ Ｐ 高度 场 的遥 相 关 型 ， 确定 了在 北 半球 冬 季 的 ５ ０ｈ ａ高 度场 上 存 ０ Ｐ 在 ５ 遥相 关 型 ， 种 并且 证 实 了早在 上 个 世纪 ３ Ｏ年 代 Ｗａｋ ｒ ｌｅ 等人 就 指 出的北 半球 冬季 海 平 面气 压场 存 在 的
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第２卷 ７
第 ２期
北大西洋涛动指数的比较及其变率
大尺度大气环流变化对北半球冬季温度的影响龚道溢（北京大学地球物理系北京100871）摘要行星尺度的大气环流的变化对北半球冬季温度有很重要的影响，NAO和NPO都是行星尺度大气环流在区域的特殊表现形式。
当处于高指数时期时，则温度偏高，当处于低指数时期时，则温度偏低。
西风强度及NAO 和NPO能解释近50年来北半球冬季温度变化方差的27.2%。
关键词大气环流北半球温度1 前言全球气候变化及其区域特征与大气环流的作用有密切的关系。
近来人们认识到，要更好地理解气候变率及其区域特点，必须要首先了解大气环流变化的特征及其对全球气候的影响。
北大西洋涛动(NAO)和北太平洋涛动(NPO)，是北半球中高纬地区最为突出的大尺度大气环流因子，所以受到高度关注。
Hurrell和van Loon[1]及Hurrell[2]认为最近北大西洋海表温度的变冷及亚欧大陆的变暖很大一部分可由NAO的变化得到解释。
但是，NPO和NAO都是一个区域性的大气现象，如NAO对北大西洋及邻近的大陆地区气候异常有直接的控制作用，这是早为人们所认识的事实[3]，但区域性的NAO如何显著影响亚欧大陆及北半球平均温度的呢？并未有满意的解释。
近半个世纪来的全球温度的变化表现出有很大的空间尺度，其尺度远大于NAO和NPO，那么全球或北半球的温度变化是否与与之相匹配的行星尺度大气环流的异常有关呢？很早人们就发现，北半球近地面大气环流变化最基本的特征是中纬度和高纬海平面气压的反向变化，这本质上反映了中、高纬度之间大气质量的交换[4,5]，这种大气质量间的交换及其相应的热量的传输与交换，对行星尺度的气候异常有直接的控制作用。
因此人们用35︒N与55︒N(或40︒N与60︒N)间纬圈平均SLP或位势高度差定义西风指数来反映纬向风的强弱，西风指数高的时候为高指数状况，反之为低指数状况。
高低指数的循环的结果就表现为中纬度和高纬度海平面气压的反向关系，不管是南半球还是北半球，这种关系在中高纬表现出明显的纬向对称性，其变化对半球的气候有重要意义[5~8]。
冬季北大西洋风暴轴的变化及其对西伯利亚高压的影响
冬季北大西洋风暴轴的变化及其对西伯利亚高压的影响曾鼎文;朱伟军;马小娇;顾沛澍;刘鸣彦;高洁【摘要】采用1948-2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料,计算大西洋风暴轴特征指数和西伯利亚高压特征指数,研究了冬季北大西洋风暴轴的变化及其对西伯利亚高压的影响.结果表明:风暴轴经度指数与西伯利亚高压纬度、强度、面积指数显著相关.风暴轴经度指数正异常月,大西洋天气尺度瞬变波活动向东扩展到欧洲乃至乌拉尔山以东,西伯利亚及东亚地区反气旋式波破碎加强,瞬变波对月平均气流的反馈作用使得欧亚大陆上空50°N以北西风加速、50°N以南西风减速;中纬度经向环流加强,气候态的西欧沿岸脊、欧洲东部槽、青藏高原北部脊均加强,东亚大槽减弱东移;在西伯利亚地区,暖空气向北输送加强,来自极区的冷空气南下减弱,致使西伯利亚及东亚地区温度偏高,西伯利亚高压面积减少、纬度偏南、强度减弱.风暴轴经度指数负异常月的情况则反之.【期刊名称】《大气科学学报》【年(卷),期】2015(038)002【总页数】9页(P232-240)【关键词】大西洋风暴轴;西伯利亚高压;波破碎;温度平流【作者】曾鼎文;朱伟军;马小娇;顾沛澍;刘鸣彦;高洁【作者单位】气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学),江苏南京210044;中国气象局兰州干旱气象研究所,甘肃兰州730020;中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室,甘肃兰州730020;气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学),江苏南京210044;气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学),江苏南京210044;气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学),江苏南京210044;气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学),江苏南京210044;气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学),江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】P447观测分析显示,冬季北半球天气尺度(2.5～6 d)的瞬变涡动活动被组织成两大风暴轴,分别位于中纬度的两大洋上。
近百年北极涛动对中国冬季气候的影响_
本文的研究目的是分析AO对中国的气候影响，因为冬季是AO模态最显著、变率最强的季节，所以本文的研究时间选择为冬季。分析的时段包括两段， 一段是1951年以来的近50年，偏重于年际尺度的变化。另外一段是从1899年以来，偏重长期变化。
2 资 料
使用的资料包括中国气象局提供的全国160站月平均气温和月降水量资料，从1951年开始。美国国家环境预测中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析北半球月平均海平面气压及500hPa高度场资料[21]。 北极涛动指数定义为对北半球热带外海平面气压距平经验正交函数分析(EOF)第一模态的时间系数，近百年所有月份海平面气压连续序列EOF第一模态解释方差20％左右，冬季的解释率更高。AO指数由David Thompson提供，其时间序列有2种，一种是根据NCEP/NCAR再分析海平面气压资料计算的，从1958年以来；另外一种是根据NCAR观测的海平面气压资料计算的，从1899年到1997年。两种资料都可以由互联网获得，其网址是"/ao/"。 两条AO指数序列在1958－1997共同时段内变化有很高的一致性，四季的相关都在0.99以上，所以分析近百年来变化时，将NCAR资料计算的AO指数1997年以后的数据由再分析资料补充。因为AO分析的季节是冬季，所以本文所有的资料都处理为冬季(12月－2月)平均(AO指数，气温，气压等)或者总量(降水)。
冬季西风环流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究
收 稿 时 间 ： ２ ［）ｌ ｌ：修 订 时 间 ；２ ０ ４２２ ｛Ｋ ｌ ６ 】 ０ １ ３—０
基 盒 项 目 － 囝 家 自然 科 学 基 ｇ－４ １ ５ ０ ） 国 家 重 点 基 础 研 究 发 艟 觇 划 首 批 项 日［１ ９ ０ ０ ０ ） （０ ０ ０ ７ ： ６ ９ ８ ４ ９ ０资助
。
。
本 文将 利 用 再分 析资 料 ，分 析 北半 球冬 季 西风 环 流指 数 与海 平面 气压 及 ５ ０ｈ ａ ０ Ｐ
位 势 高度 的 联 系 ， 并 讨 论 其 变 率 与 北 半 球温 度 变 化 之 间 的关 系 。
２ 西 风 环 流 指 数 与 ５ ０ ｈ ａ位 势 高 度 及 海 平 面 气 压 的关 系 ０ Ｐ
摘
用
要
雇 ， 即 ４ 和 ６ Ｋ纬 圈 平 均位 势 高度 的 差 来 定 义西 风 指 数 ， 可 以很 好地 ０。 ５。
反 映温 带 地 区西 风 的强 弱 。西 风环 流 强 的 年 份 北半 球 气 温 通 常偏 高 ．主 要 是 中纬 度 大 陆 变暖 明显 、这 可 能 与 中高 纬 度 西 风强 时 ．向北 的经 向热 量 输 送 也加 强 有 关 。 在长 期 变化 的 趋 势 上 ． １５ ０年 代 以前 北 半球 偏 暖 时 期 的指 数 偏 低 ，而 偏 冷 时期 的指 数 偏 高 。但近 ３ ９ Ｏ多
１５ ０
量 及 热 量 的 交 换 ， 及 与 半 球 及 全 球 气 候 异 常 均 有 密 切 的 联 系 。如 Ｔ ｏ ｐ ｏ 等 （９ ８ ｈ ｍ ｓｎ １９ ）”
基 于北 半球 大气 环流 的分析 ，提 出了北极 涛动 的概 念 ，实 际 上也 是反映 中纬度 地 区的西 风 变 化 ，他 们 的 研 究 表 明 北 极 涛 动 与 北 半 球 温 度 变 化 之 间有 密 切 关 系 。其 他 一 些 反 映 中 纬 度 区 域 尺 度 纬 向 风 的环 流 系 统 ， 北 大 西 洋 涛 动 等 与 北 半 球 气 候 的 关 系 也 引 起 重 视 如
Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系
周波涛,王会军.Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系.地球物理学报,2006,49(5):1271～1278Zhou B T ,Wang H J.Interannual and interdecadal variations of the Hadley Circulation and its connection with tropical sea sur face tem perature.Chinese J .G eophys .(in Chinese ),2006,49(5):1271～1278H adley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系周波涛1,2,3,王会军11中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心,北京 1000292中国科学院研究生院,北京 1000493国家气候中心,北京 100081摘 要 利用NCEP ΠNC AR 再分析风场资料和NOAA 海表温度(SST )资料,分析了冬、夏季Hadley 环流的变化特征及其与热带海温在年际、年代际尺度上的关系.结果表明,冬季北半球Hadley 环流强度具有明显的年际和年代际变化,同时还呈现出明显的增强趋势.伴随着Hadley 环流的加强,环流中心位置南移,高度上升;夏季南半球Hadley 环流变化主要表现为强、弱、强的年代际振动,没有明显的线性趋势.研究还显示冬季Hadley 环流与Nino3区SST 正相关,这种相关性具有年代际变化特征.年际尺度上,冬季北半球Hadley 环流与Nino3区SST 正相关;夏季南半球Hadley 环流与Nino3区SST 负相关,即当赤道中东太平洋SST 异常偏暖(冷)时,冬、夏季Hadley 环流变强(弱).关键词 Hadley 环流,年际变化,年代际变化,热带海温文章编号 0001-5733(2006)05-1271-08中图分类号 P461收稿日期2005-05-19,2006-03-10收修定稿基金项目 中国科学院知识创新工程主要方向性项目(K ZCX3-SW -221)和国家自然科学基金项目(40221503)资助.作者简介 周波涛,男,1979年生,博士研究生,主要从事气候动力学研究.E -mail :zhoubt @I nterannual and interdecadal variations of the H adley circulation and its connection with tropical sea surface temperatureZHOU Bo-T ao 1,2,3,WANG Hui-Jun 11Nansen -Zhu International Research Center ,Institute o f Atmo spheric Physics ,Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100029,China 2G raduate School o f the Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100049,China 3National Climate Center ,Beijing 100081,ChinaAbstract The variations of the Northern Hemispheric Hadley circulation in winter and the S outhern Hemispheric Hadley circulation in summer and their connections with tropical sea surface tem perature (SST )on interannual and interdecadal scale are studied by use of NCEP ΠNC AR wind data and NOAA SST data.It is indicated that the winter Northern Hemispheric Hadley circulation not only exhibits remarkably interannual and interdecadal variability ,but als o shows a positive trend.Accom panying the strengthened winter Northern Hemispheric Hadley circulation ,its center shifts s outhward and its height ascends.The summer S outhern Hemispheric Hadley circulation ,lacking an obvious trend ,exhibits decadal variations with strong ,weak and strong pattern.The results als o show that a positive correlation between the Northern Hemispheric Hadley circulation and the Nino3region SST in winter exists ,and this correlation changes on the interdecadal scale.It is als o revealed that Nino3region SST is positively correlated with the Northern Hemispheric Hadley circulation in winter and negatively correlated with the S outhern Hemispheric Hadley circulation in summer on the interannual scale ,which means when SST in the mid-east Pacific becomes warmer (colder ),both winter and第49卷第5期2006年9月地 球 物 理 学 报CHI NESE JOURNA L OF GE OPHY SICSV ol.49,N o.5Sep.,2006summer Hadley circulations get stronger(weaker).K eyw ords Hadley circulation,Interannual variation,Interdecadal variation,Tropical SST1 引 言 平均经圈环流(M MC)是由子午面上纬向平均的经向风速度分量和垂直速度分量决定的环流.由于它们是大气垂直环流的重要分量,而后者又与气候异常关系密切,因此,自从1735年Hadley[1]发表了关于信风产生原因的论文后,M MC就一直成为人们长期关注的研究对象.关于M MC的重要意义,叶笃正[2]、Lorenz[3]的经典著作已作了全面的论述.构成M MC的主要系统有Hadley环流圈、Ferrel 环流圈和极地环流圈.Hadley环流是M MC中重要组成部分.近些年来,随着观测资料的增多,科学研究者[4～9]对Hadley环流的气候特征做了一系列研究.研究结果表明,Hadley环流一般位于赤道到30°～40°N(S)之间,在赤道辐合带上升,在两个半球的副热带地区下沉.Hadley环流的季节变化由两部分组成:一部分不随季节变化,上升支位于北赤道附近,下沉支位于副热带地区;另一部分则随季节呈正弦变化,在夏半球热带外地区上升,冬半球热带外地区下沉.Hadley环流是热力直接环流,其变化与下垫面加热存在联系.国内外学者对垂直经圈环流的变化与海温异常的关系也进行了一系列研究.如符淙斌等[10]分析了赤道太平洋增暖的1972年12月和该区异常偏低的1973年12月太平洋低纬地区的月平均环流后指出,赤道东太平洋SST异常增暖和冷却的情况下,太平洋上空的M MC表现为两种不同形式.孙柏民等[11]分析了赤道东太平洋SST东暖西冷的1982～1983年和西暖东冷的1984～1985年两种海温型对东、西太平洋地区大尺度环流场的影响,发现前者使此地区Hadley环流减弱东移,后者使此地区Hadley环流变得强盛.陈月娟等[12]分析了110°～140°E东亚季风区夏季垂直经圈环流与海温异常的关系.O ort和Y ienger[8]利用无线电探测资料分析了Hadley环流与E NS O(厄尔尼诺和南方涛动)的关系,发现赤道东太平洋海温升高(降低)时,Hadley环流增强(减弱).Wang[13]的研究表明,E NS O暖位相时西太平洋以及大西洋地区Hadley环流减弱,而东太平洋地区的则加强等.由于受到观测资料限制,以上研究大都或以某些特殊年份进行分析,或采用较短时段进行研究,对Hadley环流的年际、年代际变化特征及其与热带海温在长时间序列上的关系研究尚不多见.因此,有必要利用较长的资料进行进一步探讨.本文所用资料包括NCEPΠNC AR[14]再分析资料中1954～2003年(共50年)的月平均风场(v,ω)(v 为经向风速度,ω为p(气压)坐标系中的垂直速度)和NOAA(美国国家海洋和大气局)提供的SST资料.风场水平分辨率为215°×215°,v垂直方向为17层(1000～10hPa);ω垂直方向共12层(1000～100 hPa).SST水平分辨率为2°×2°.2 M MC质量流函数气候态 Hadley环流通常用质量流函数来描述[8],质量流函数的具体计算方法可参见文献[8].图1分别给出了1,4,7,10月50年平均的M MC气候场分布.从图1可以看出,Hadley环流具有很强的季节性.南、北半球Hadley环流圈的共同上升支的位置随热赤道作整体性移动,1月最南,7月最北,偏于赤道附近的夏半球一侧.冬半球Hadley环流强度较强,夏半球Hadley环流较弱.如1月北半球Hadley环流最大值为16×1010kgΠs,南半球Hadley环流较弱,仅为-2×1010kgΠs;7月Hadley环流中心位于南半球,中心值为-18×1010kgΠs.在过渡季节(4月和10月),南、北半球Hadley环流分布对称于赤道,强度相当. 4(10)月南、北半球Hadley环流强度中心值分别为-6×1010kgΠs(-8×1010kgΠs)和8×1010kgΠs(6×1010 kgΠs).图中还显示南半球Ferrel环流强度全年较稳定,基本在2×1010kgΠs左右变化,北半球Ferrel环流呈现明显的冬强夏弱趋势,1月Ferrel环流强度达到-4×1010kgΠs以上,而7月Ferrel环流几乎不存在了,4,10月基本维持在-2×1010kgΠs.3 Hadley环流的年际、年代际变化特征 为描述Hadley环流随时间的变化情况,本文采用O ort et al.[8]定义的Hadley环流强度指数,即选取0°～30°N区域里最大质量流函数值作为北半球Hadley环流强度指数(简称NHCI);0°～30°S区域里2721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 图1 纬向平均经圈环流的气候平均态分布(a)1月;(b)4月;(c)7月;(d)10月.等值线为质量流函数值(单位:1010kgΠs),阴影区表示流函数值大于0;箭头为流场(v单位:mΠs;ω单位:0101PaΠs),E Q为赤道.Fig.1 The climatological status of M MC in January(a),April(b),July(c)and October(d).Mass stream function (unit:1010kgΠs)is shown as contours with values larger than zero being shaded.Meridional wind(unit:mΠs)and vertical velocity(unit:0101PaΠs)are denoted as vectors.E Q means the equator.最小质量流函数值作为南半球Hadley环流强度指数(简称SHCI).Hadley环流强度指数的年际-季节剖面(图2)可以表征北、南Hadley环流特征参数距平场的年际和季节变化情形.图2a显示NHCI不仅具有明显的年际变化,还具有明显的年代际变化,70年代末期以前,NHCI为负距平,Hadley环流弱;70年代末期以后,NHCI为正距平,Hadley环流增强.这种变化特征在1～5月尤为突出.与NHCI相比, SHCI的变化有所不同(图2b).3～10月,在70年代之前和90年代之后,SHCI距平值为负,Hadley环流增强(由于南半球Hadley环流为负值,指数负距平表示Hadley环流相对较强);在70～80年代,SHCI 为正距平,Hadley环流减弱.由于冬季北半球Hadley环流占主导地位,夏季南半球Hadley环流比较强盛,因此后面将主要分析冬季北半球Hadley环流和夏季南半球Hadley环流的变化特征,本文所说的冬、夏季均相对北半球而言.由图3a可见,冬季北半球Hadley环流除了有明显的年际变化外,还具有明显的年代际变化,70年代中期以前NHCI为负距平,之后则为正距平,这与图2结果相吻合.从年代际曲线还可以看出,近50年来北半球Hadley环流具有明显的增强趋势,这与T anaka et al.[15]利用速度势函数所得出的结论相一致.如用200hPa与850hPa经向风切变来描述Hadley环流强度,也可得到相似的结果(该定义与NHCI的相关为0179,表明两者具有很高的相似性).与冬季NHCI变化相比,夏季SHCI的长期变化趋势则有所不同(图3b).70年代之前,SHCI为负距平,3721 5期周波涛等:Hadley环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系图2 Hadley 环流指数距平的季节-年际变异图(a )NHCI ;(b )SHCI.等值线为Hadley 环流指数距平值(单位:1010kg Πs ),阴影区代表正距平.Fig.2 Seas onal-interannual variation for NHCI (a )and SHCI (b )(unit :1010kg Πs ).The counters denotes the Hadleycirculation anomalies and the values larger than zero areshaded图3 Hadley 环流指数的时间序列(直方图)和11年滑动平均曲线(实线)(a )冬季NHCI ;(b )夏季SHCI.资料经过标准化.Fig.3 T ime series (bar )and 11-year running mean (s olid line )of normalized NHCI (a )in winter and SHCI (b )in summer70年代到80年代为正距平,90年代中期之后又转为负距平.可见,夏季南半球Hadley 环流变化呈现强、弱、强的年代际振动.伴随着Hadley 环流强度的变化,其中心位置也发生了一定的变化.Hadley 环流中心位置可以用该点的纬度以及气压值(值越大,高度越低)来表示.冬季,无论从纬度还是从气压变化图(图4)都可以看到,近50年来,伴随着NHCI 的增强,北半球Hadley 环流中心位置指数值都由正距平逐渐转向负距平,表现为下降趋势.NHCI 与中心纬度和气压指数相关系数分别为-0159和-0138(通过0101显著水平),即NHCI 为正位相时,纬度与气压指数都为4721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 图4 冬季北半球Hadley 环流中心位置的时间序列(直方图)和11年滑动平均曲线(实线)(a )纬度;(b )气压.资料经过标准化.Fig.4 T ime series (bar )and 11-year running mean (s olid line )of the center locations for the N orthern Hemispheric Hadley circulationin winter(a )Latitude ;(b )Pressure.All data are normalized.负位相,这意味着随着Hadley 环流加强,环流中心南移,高度上升.夏季,南半球环流中心位置比较稳定(图略),虽然其纬度在80年代中期有南移的变化趋势,但远不如冬季明显,高度上也没有明显的变化趋势,更多体现的是一种年际振动.图5 Hadley 环流指数与热带海温同期相关系数分布(a )冬季NHCI ;(b )夏季SHCI.等值线代表相关系数,阴影区表示通过0105的显著水平.Fig.5 C orrelation of tropical SST with NHCI in winter (a )and SHCI in summer (b )C ontours denotes the correlation coefficients and regions at 0105significant level are shaded.4 Hadley 环流与海温的联系 图5为冬、夏季Hadley 环流强度指数与同期热带SST 的相关系数分布.相关分析表明,在50年时间尺度上,冬季NHCI 与热带三个大洋SST 具有很好的正相关性,而夏季SHCI 除了与热带太平洋SST 具有负相关性,西太平洋暖池区正相关外,与其他两个大洋的相关关系并不明显.分别计算Hadley 环流指数与Nino3区(尼诺3区,150°～90°W ,5°S ～5°N )、印度洋(50°～120°E ,20°S ～20°N )和大西洋(60°W ～0°,20°S ～20°N )区域平均SST 的相关系数发现,冬季环流指数与SST 的相关明显高于夏季环流指数与SST 的相关,冬季NHCI 与Nino3、印度洋、大西洋SST 相关系数分别为01466,01674和01636,均通过0101显著水平检验;而夏季SHCI 与Nino3区SST 的相关为-01240(通过0110显著水平),其余两大洋上的相关比较弱.由前面分析可知,Hadley 环流具有明显的年代际变化.因此,本文分别选取NHCI 处于负位相的1954～1976年和NHCI 处于正位相的1981～2003年作为冬季Hadley 环流变化的弱年代与强年代,以此分析其在年代际尺度上与SST 的联系.比较图6a5721 5期周波涛等:Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系和图6b 发现,两者相关系数在热带地区分布比较相似,热带印度洋、热带大西洋、赤道中东太平洋均为正相关,但与弱年代的相关相比,强年代的相关更为显著,显著相关区明显扩大.在赤道中东太平洋地区,两者于80年代以后的相关高达015,而80年代前,两者虽为正相关,但相关系数不大.因此,Hadley 环流与E NS O 的联系具有年代际变化特征.从NHCI与Nino3区SST 的11年滑动相关(图7)也可证实这一结果.80年代初期之后NHCI 与Nino3区SST 一直保持着很高的正相关,而70年代中期之前,两者虽基本上维持着正相关,但这种相关性不稳定,60年代两者正相关较弱,甚至出现了负相关,所以导致在NHCI 负位相阶段NHCI 与Nino3区SST 正相关性下降.图6 冬季强、弱年代Hadley 指数与海温的相关系数分布(a )弱年代(1954～1976);(b )强年代(1981～2003).等值线代表相关系数,信度检验同图51Fig.6 C orrelation of SST with winter NHCI in weak decades (1954～1976)(a )and strong decades (1981～2003)(b )C ontours denotes the correlation coefficients and regions at 0105significant level areshaded.图7 冬季Hadley 环流指数与Nino3区海温之间11年滑动相关Fig.7 11-year m oving correlation between winter NHCI and Nino3SST 本文进一步分析了Hadley 环流在年际尺度上的变化与Nino3区SST 的关系.分析前,对原资料进行滤波,滤去10年以上的尺度变化,仅保留10年以内的波动.考察滤波后的Hadley 环流指数,选取标准化资料大于1(小于-1)的年份作为冬季(夏季)Hadley 环流强年份,小于-1(大于1)的年份作为冬季(夏季)Hadley 环流弱年份进行合成分析.冬季Hadley 环流强年份有如下8年:1955,1970,1973,1977,1983,1987,1995年和1998年;弱年份有如下8年:1956,1965,1972,1981,1990,1993,1994年和1996年.夏季Hadley 环流强年份为1960,1961,1972,1979,1997年和1999年(6年);弱年份为1959,1973,1975,1976,1984,1989,1996年和1998年(8年).从冬季强弱年M MC 合成差值分布(图略)可见,北半球热带地区的整层大气里质量流函数差值均为正异常,对流层中层变化较大,最大差值位于600～500hPa 之间.南半球热带地区质量流函数差值为负,意味着冬季北半球Hadley 环流加强时,南半球Hadley 环流也加强,但增加的幅度不大.南、北半球Ferrel 环流都加强.夏季强、弱Hadley 年之间的显著差异6721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 (图略)出现在南半球热带地区,最大差值位于300hPa 附近.北半球Hadley 环流变化不大,Ferrel 环流变强.同样,对冬、夏季强、弱Hadley 环流年份对应的同期年际尺度SST 进行合成分析.结果显示,冬季(图8a )在中东太平洋地区出现大范围SST 正异常,西太平洋暖池区为SST 负异常,表现为类E NS O 型分布.滤波后NHCI 与Nino3区SST 相关系数为01539(通过0101显著水平),表明年际尺度上Hadley 环流与E NS O 有着很好的对应关系.在年际尺度上,当赤道中太平洋海温异常升高(E l Ni o ),冬季Hadley 环流增强;反之,当赤道中东太平洋海温异常偏低(La Ni a ),冬季Hadley 环流减弱.夏季,太平洋地区SST 出现类似的变化,中东太平洋SST 差异为正,西太平洋暖池区SST 差异为负.SHCI 与Nino3区SST 在年际尺度上的相关系数为-01305(通过0105显著水平).因此,无论冬季还是夏季,在年际时间尺度上Hadley 环流变化与中东太平洋SST 有着很好的关系.当中东太平洋SST 处于E NS O 暖(冷)位相时,Hadley 环流加强(减弱).图8 强、弱Hadley 年份海温差异(强-弱)的合成分析(a )冬季;(b )夏季.信度检验同图51Fig.8 C om posite difference of SST between strong and weak Hadley index(a )W inter ;(b )Summer.Regions at 0105significant level are shaded.5 结 论 (1)冬季北半球Hadley 环流强度除了有年际变化外,还表现出明显的年代际变化,70年代中期以前Hadley 环流为负距平,之后为正距平.近50年来冬季Hadley 环流还具有明显增强的趋势.伴随着Hadley 环流强度的增强,环流中心位置南移,高度上升.(2)夏季南半球Hadley 环流没有明显的增强或减弱的趋势,其强度表现为强—弱—强的年代际特征.70年代之前,Hadley 环流较强,70年代以及80年代较弱,90年代中期之后又加强.环流中心位置也没有明显的变化趋势,更多体现的是一种年际振动.(3)相关分析表明,冬季Hadley 环流与Nino3区SST 具有正相关关系,但是这种相关性具有年代际变化.随着近些年SST 变暖,Nino3区SST 与Hadley 环流的联系越来越紧密.(4)年际尺度上,冬、夏季Hadley 环流强度与Nino3区SST 的相关均非常显著.冬季北半球Hadley环流与Nino3区SST 正相关;夏季南半球Hadley 环流与Nino3区SST 负相关.这显示出赤道中东太平洋SST 偏暖(冷)时,冬、夏季Hadley 环流均变强(弱).参考文献(References )[1] Hadley G.C oncerning the cause of the general trade-winds.Phil .Trans .,1735,39(437):58～62[2] 叶笃正,朱抱真.大气环流的若干基本问题.北京:科学出版社,1958144～56 Y e D Z ,Zhu B Z.S ome Fundamental Problems of the G eneralCirculation of the Atm osphere (in Chinese ).Beijing :Science Press ,1958144～56[3] Lorenz E N.The nature and theory of the general circulation in theatm osphere.In :W M O ed.Publ 2181G eneva :W M O Press ,19671161[4] O ort A H ,Rasmuss on E M.On the annual variation of the m onthlymean meridional circulation.Mon .Wea .Rev .,1970,98(6):423～442[5] Schulman L L.On the summer hem isphere Hadley circulation.Quart .J .Roy .Meteor .Soc .,1973,99:197～201[6] Lindzen R S ,H ou A Y.Hadley circulations for z onally averagedheating centered off the equator.J .Atmos .Sci .,1988,45(17):2416～24277721 5期周波涛等:Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系[7] H ou A Y,Lindzen R S.The in fluence of concentrated heating on theHadley circulation.J.Atmos.Sci.,1992,49(14):1233～1241[8] O ort A H,Y ienger J J.Observed international variability in theHadley circulation and its connection to E NS O.J.Climate,1996,9(11):2751～2767[9] Dima I M,W allace J M.On the seas onality of the Hadley cell.J.Atmos.Sci.,2003,60(12):1522～1527[10] 符淙斌,孙翠霞,张金枝.赤道海温异常与大气的垂直环流圈.大气科学,1979,3(1):50～57 Fu C B,Sun C X,Zhang J Z.The atm ospheric vertical circulationduring anomalous periods of sea surface tem perature over equatorialPacific Ocean.Sci.Atmos.Sinica(in Chinese),1979,3(1):50～57[11] 孙柏民,孙淑清.海温异常对热带内外环流相互作用影响的对比分析.大气科学,1998,22(1):83～96 Sun B M,Sun S Q.In fluence of SST anomaly on the interactionbetween tropical and extratropical circulations.Sci.Atmos.Sinica(in Chinese),1998,22(1):83～96[12] 陈月娟,简 俊,张 弘.1961～1997年110～140°E垂直经圈环流的年际变化特征及其与海温变化的关系.大气科学,2001,25(1):79～88 Chen YJ,Jian J,Zhang H.The interannual variability of meridionalcirculation from1961to1997and its relation to SST anomaly.Chinese J.Atmos.Sci.(in Chinese),2001,25(1):79～88[13] W ang C Z.Atm ospheric circulation cells ass ociated with the E l Ni o-S outhern Oscillation.J.Climate,2002,15(4):399～419[14] K alnay E,K anam istu M,K istler R,et al.NCEPΠNCAR40-yearreanalysis project.Bull.Amer.Meteorol.Soc.,1996,77(3):437～471[15] T anaka H L,Ishizaki N,K itoh A.T rend and interannual variabilityof W alker,m ons oon and Hadley circulations defined by velocitypotential in the upper troposphere.Tellus,2004,56(3):250～269(本文编辑 刘少华) 8721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 。
西风是否与气候变化有关？
西风是否与气候变化有关？一、西风的形成西风是指从西方吹来的风，是地球自转所产生的大气环流中的一部分。
在赤道附近，热空气上升形成低压，从而形成热带气旋。
当高纬度地区的冷空气在极地地区下降后向赤道地区流动时，就形成了西风带。
（1）地球自转：地球自转改变了空气在地球表面的动力学过程，导致大气环流的形成。
因为地球的自转速度并不是相对于整个地球来说都一样的，而是随着纬度的不同而变化的。
赤道上自转速度最快，而极地地区则最慢。
这种速度差异导致了空气运动的差异，形成了从东向西的风。
（2）热带气旋的形成：热带气旋是指赤道附近形成的巨大低压气旋系统，如台风、飓风等。
这种气旋是由热空气的上升形成的，而热空气的上升是因为赤道附近太阳辐射量较大，使得该地区的空气加热膨胀。
当空气上升到一定高度时，会形成低压区，从而使周围的空气向低压区流动。
在流动的过程中，由于地球自转导致的惯性力使得空气的流动方向逐渐偏向西边，最终形成西风带。
二、西风与气候变化的关系西风对气候变化有着重要的影响，但并不是直接决定气候变化的因素。
以下是一些西风与气候变化相关的内容：（1）季风环流的变化：西风带是北半球和南半球相互交替的季风环流的重要组成部分。
在北半球夏季，西风带向北推移，使得东亚、印度半岛等地区形成季风气候。
而在南半球夏季，西风带向南推移，影响着南美洲、澳大利亚等地的气候。
因此，西风的变化与季风系统的变化有着密切的联系。
（2）影响气候异常事件：西风带的移动会影响到气候异常事件的发生。
例如，当西风带向南推移时，南美洲出现干旱的可能性增加；当西风带向北推移时，东亚地区出现洪涝的可能性增加。
西风带的变化会导致地区之间的气候差异，给气候带来不确定性。
（3）与南北环流相互作用：西风带和南北环流之间存在着相互作用关系。
南北环流是指北极和赤道之间的环流系统，其运动方向与西风相反。
这种相互作用会影响到大气环流的稳定性，从而对气候变化产生影响。
三、结论西风带是地球自转产生的大气环流的一部分，对于气候变化具有重要作用。
北半球气温年变化规律
北半球气温年变化规律随着全球变暖的加剧，气温变化对全球影响越来越大。
在全球化的背景下，我们要认真研究北半球的气温变化，特别是它的年变化规律。
全球气温的变化大体上可以归结为太阳辐射的变化。
由于北半球的冬季气候冷而夏季气候温，所以我们可以以此为基础，研究北半球气温年变化的规律。
首先要从过去几十年来说，全球气温一直在上升。
北半球的气温也在以缓慢而稳定的速度上升。
从气温曲线中可以看出，北半球一般在夏季气温较高，冬季气温较低。
此外，北半球的季节性气温变化也很明显夏季的平均气温会更高，而冬季的平均气温会更低。
随着全球变暖的加剧，北半球气温变化的规律也不断演变。
尽管全球变暖导致了北半球气温的持续上升，但是其变化的速度和方向却不断变化。
有研究表明，气温变化的规律越来越复杂，变化的方向也越来越不确定，这无疑给社会带来了巨大的挑战。
有两个主要因素可以影响北半球气温变化的规律：大气环流变化和极地冰川变化。
大气环流系统包括全球气候系统（包括全球变暖）、北极涡旋（包括北极涡旋流动及其年平均温度变化）及全球大气环流系统（包括全球气流）。
大气环流的变化会对北半球的总体气温产生重大影响。
另一个重要因素就是极地冰川变化。
极地冰川的变化可以影响北半球的气温和降水变化，进而影响全球气候变化。
极地冰川变化会大大影响北半球气温变化的规律。
此外，我们可以从北半球的气温变化看出，此外还有许多其他的影响因素，包括北半球的地形特征和海平面变化等。
这些因素都会影响到北半球气温变化的规律。
综上所述，北半球气温变化的规律受到许多因素的影响，其中主要的因素包括大气环流变化、极地冰川变化、北半球地形特征和海平面变化等，这些因素都会对北半球气温变化的规律产生重大影响。
当我们认识到这些影响因素及其对气温变化的影响时，才能有效应对全球变暖带来的挑战。
北大西洋涛动(NAO)指数的比较及其年代际变率
而且 这种增强从 1960 年代中期就开始了 一直持续了近 20 多年 这在近百年的记录中 是前所未有的 对于夏季 则是以 1910 到 1920 年代的突变性质的增强最为显著 1912 年
虽然有一些研究结果表明 NAO 在夏季也是存在的[10,11] 但一直没有人专门对夏季的 定义进行过研究 那么 夏季和冬季究竟应该用那些地区的气压来定义 才能更好地反应
NAO 的变率呢 夏季和冬季 NAO 的年代际变率各有什么特点呢
2 冬季与夏季 NAO 指数的不同定义
利用 EOF 分析和相关分析来对冬季和夏季 NAO 的强度及形态进行确认 对北大西洋 地区(70°W~30°E 0~90°N)冬季和夏季海平面气压分别进行 EOF 分析 资料为 NCEP/NCAR 再分析气压 1958 年 1 月-1998 年 2 月 分析前进行了面积加权处理(×cosϕ)及对 1961-1990 年求距平 与所有工作的结论一样 冬季 NAO 是最主要的模态 EOF1 能解释总方差的 48.1%
80
70
60
50
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30
20
10
0
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0
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图 1 夏季北大西洋地区海平面气压 EOF 分析第 2 特征向量分布
a
b
70
70
50
50
30
30
10
10
-80 -60 -40 -20 0 20 40
冬季西太平洋暖池区Hadley环流年际变化特征及其与热带海温的关系
冬季西太平洋暖池区Hadley环流年际变化特征及其与热带海温的关系摘要暖池尤其是西太平洋暖池是全球对流活动最频繁的地区，是驱动Hadley环流和Walker环流的主要热源以及引发ENSO等一系列海气相互作用的关键因素，近年来关于暖池的研究成为一个热点。
应用NCEP/NCAR再分析资料中的速度势月平均资料和英国哈德莱中心海温资料，采用质量流函数法并结合经验正交函数分解、合成分析、相关分析、谐波分析等方法，分析研究了1952—2009年西太平洋暖池区域东经120°～160°Hadley环流的年际变化特征及其与海温的关系。
结果表明：西太平洋暖池区冬季气候态Hadley环流偏南，北支占主导地位，冬季西太平洋暖池区Hadley环流具有明显的年际变化特征，年代际特征不明显；冬季西太平洋暖池区Hadley环流的年际变化与太平洋、印度洋的海温异常有关，但其主要受ENSO信号的影响。
关键词Hadley环流；年际变化；热带海温；关系；西太平洋暖池；冬季Hadley环流是联系赤道低纬地区和副热带中高纬地区的重要纽带，对整个大气环流、海洋环流的调整和全球能量收支有着非常重要的作用。
早在20世纪70年代末，叶笃正等[1]就对东亚和太平洋上空的垂直环流进行了研究。
符淙斌等[2]和孙柏民等[3]研究了Hadley环流在某些特殊年份的特点；陈月娟等[4]则通过数值模拟研究了2次不同的El Ni？觡o事件中Hadley环流的异同；王玉等[5]研究了Hadley环流的强度与我国中东部气温的关系；李国杰等[6]研究了梅雨期的垂直环流的结构特点。
上述的研究基本上针对特殊年月的Hadley环流，近十几年来，不少学者针对Hadley环流的气候态特征、年际变化特征以及年代特征也作了广泛的研究，陈月娟等[7]分析了1961—1997年东经110°～140° Hadley 环流的年际变化特征与海温的关系；张俊等[8]利用关键区的风场定义了1948—2004年Hadley环流逐月指数，并分析了其特征；岳阳等[9]分析了1979—2006年夏季东亚地区“Hadley环流对”的特征及其与IOD、ENSO事件的关系。
中国东北地区冬季气温变化特征及其与大气环流异常的关系
Ｓ ＨＥ Ｎ Ｚｈ ｉ— ｃ ｈ ａ ｏ， Ｒ ＥＮ Ｇｕ ｏ ・ ｙ ｕ， ＬＩ Ｊ ｉ ａ ｏ， ｅ ｔ ａ １ ． Ｗｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｔ ｍｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｏ ａ ｍａ ｌ ｉ ｅ ｓ
ｉ ｎ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｃ ｉｎ ｈ ａ ［ Ｊ ］ ． Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ｅ ｏ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｎｄ ａ Ｅ ｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ， ２ ０ １ ３ ， ２ ９ （ １ ） ： ４ ７— ５ ４ ．
去除变量选择 法 ， 选取 最优预 测因子 ， 并建立 了全 区和各子 区的回归统计模型 。结果表 明 ： 中国东北地 区冬 季增 温较 明显 ， 平均 上升速 率为 ０ ． ４ ５℃／１ ０ ａ ， 北部略 高； 与 同期 欧亚 纬向环 流指数之 间存在着较 显著相 关； 前期 ８月 东太平洋副热 带 高压 面积指 数、 前期 １ ０月亚洲区极 涡面积指数和前期 ８月北半球极涡 面积指数 与 中 国东北地 区冬季 气温存在 着显著相 关 ， 复相 关 系数 为 ０ ． ７ ０ ， 并且是 回归方程最关键 预测 因子 。在对冷 、 暖冬预测 时， 可以将选 定时段和 区域副热 带 高压和极 涡 面积 指数作 为重要 的
３ ．铁岭市气象局 ， 辽宁 铁岭 １ １ ２ ０ ０ ０ ）
摘
要： 利用 １ ９ ５ ７ －２ ０ １ ０年冬季 中国东北地 区 ９ ０个站气温资料 ， 应用 Ｒ Ｅ Ｏ Ｆ和 聚类分 析方 法将 东北地 区划分 为南、 北两
阿留申低压一组环流指数与北半球海气异常的关系
阿留申低压一组环流指数与北半球海气异常的关系作者：智海王盘兴陈明璐段明铿王玉昆张丽娜来源：《大气科学学报》2017年第05期摘要定义了一组描述冬季季、月平均1 000 hPa位势高度上阿留申低压（Aleutian low，AL）状态的新环流指数，包括强度指数P、面积指数S及中心位置指数（λc，φc）。
采用1948/1949—2007/2008年60个冬季的NCEP/NCAR平均高度场资料计算了上述环流指数，并据此分析了AL的气候及异常规律。
结果表明：1）AL在1月最强，中心偏南、偏西；12月最弱，中心偏北、偏东；2月居中。
2）AL指数P与λc之间存在负相关，强年（′0）、弱年偏西。
AL年代际变化主要表现在自20世纪70年代以来持续偏强、偏东，但近年有反转的迹象。
3）AL在强El Nio年偏强、偏东，在强La Nia年相反，该关系自1975年以后尤其明显；AL与中纬太平洋海表温度（SST）存在显著正相关，SST负异常年AL东移加强，反之亦然。
4）AL指数P与同期北半球中高纬气温、降水的显著相关区呈现“+-+”大圆波列分布，相关中心分别位于中纬度北太平洋、北美西北部、北美南部，与太平洋—北美遥相关型（PNA）接近。
关键词环流指数；阿留申低压；太平洋海表温度；北半球气温和降水；相关分析自20世纪70年代后期起，冬季北太平洋区域海气系统中最显著的年代际变化是北太平洋中部SST（Sea surface temperature）的显著变冷和阿留申低压（Aleutian Low，AL）的加强东移（Trenberth，1990；Miller et al.，1994；Trenberth and Hurrell，1994；Mantua et al.，1997；Nakamura et al.，1997）。
这种变化与热带中、东太平洋（ENSO关键区）海气相互作用显著相关，是北半球广阔区域的年际、年代际时间尺度气候异常的主要成因（Latif and Barnett，1996）。
北半球冬季110°-120°E 垂直经向环流的年际变化及其与中国东部同期降水的关系
气 象 与 减 灾 研 究
ＭＥ Ｔ ＥＯＲＯＬ Ｏ ＧＹ ＡＮＤ ＤＩ Ｓ ＡＳ Ｔ ＥＲ Ｒ ＥＤＵＣ Ｔ Ｉ ＯＮ ＲＥ Ｓ Ｅ ＡＲＣＨ
Ｖｏ １ ． ３ ６ Ｎｏ． ２
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ３
王玉 ， 庄亮 ， 黄丽芬 ， 等． 北半球冬季 １ １ ０ 。 －１ ２ ０ 。 Ｅ垂直经向环流的年际变化及其与 中国东部 同期降水 的关 系［ Ｊ ］ ． 气象与减灾研
究， ２ ０ １ ３ ， ３ ６ （ ２ ） ： １ ４ — ２ ０ ．
北半球冬季 １ １ ０ 。 ・１ ２ ０ 。 Ｅ 垂直经向环流的年际变化
及 其与 中国东部 同期 降水 的关 系
王 玉 ， 庄 亮 ， 黄 丽芬 ２ ，朱会 芸 ・
１ ． 永安市气象 局 ， 福建 永安 ２ ． 福建省气象台 ， 福建 福州 ３ ６ ６ ０ ０ ０ ３ ５ ０ ０ ０ １
现的典型多雨年和少雨年为特例 ， 对这两个冬季的 大气环流和水汽输送的差异进行 了研究 ， 指 出多雨 年与 Ｅ Ｎ Ｓ Ｏ事件的暖期相联 系 ， 西风带槽 、 脊偏东 、 偏弱 ， 东亚冬季风减弱 ， 副热带高压增强 ， 少雨年与
之 几乎 相 反 。“ｕ等 憎 用 局域 经 圈 环 流 的概 念 解 释 了撒 哈 拉 沙 漠 和 中 国西 北 地 区沙 漠 干 旱 气 候 各 自的 成 因 。Ｗａ ｎ ｇ等 认 为 印 度 洋 和西 太 平 洋 的海
作 者简介 ： 王 玉（ １ ９ ８ ７ 一） ， 女， 学士 ， 工程 师 ， 主要从 事天气预报业 务与研究 ． Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｑ ｉ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｗ ａ ｎ ｇ ｙ ｕ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
冬季盛行西风增强的原因
冬季盛行西风增强的原因
冬季西风增强的原因主要有以下几个方面：
1. 季节变化：地球的自转和公转引起了季节的变化。
在北半球冬季，太阳直射位置偏南，导致北半球大部分地区日照时间减少，温度下降。
这种温度差异会引发气候系统中的大规模循环，进而增强西风。
2. 高纬度差异：北极地区相对于中纬度地区更容易失去热量，因此在冬季北极地区的温度较低。
而中纬度地区由于还保留着部分热量，温度较高。
这种温度差异会形成一个大气环流系统，即极地涡旋。
极地涡旋是由一系列强大的西风组成，它们围绕北极圈旋转。
这些西风会向下经络，影响到中纬度地区。
3. 洲际温度差异：冬季西风增强还与洲际温度差异有关。
冬季时，亚洲大陆内陆相对较冷，而东亚海洋则相对较暖。
这种温度差异会导致大气环流形成，进而增强西风。
总之，冬季西风增强是由于季节变化、高纬度差异和洲际温度差异等多种因素相互作用的结果。
这些因素共同引发大气环流系统的变化，从而使得西风在冬季加强。
1。
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冬季西风环流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究冬季西风环流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究第18卷第2期热带气象学报2002年5月JOURNALOFTROPICALMETEOROLOGYvoll18.No2blay,2002文章编号:1004—4965(2002)02—0104—07冬季西风环流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究龚道溢,王绍武1北京师范大学资神科学研究所耳境演娈与目然灾害教育部重点实验室.北京1008752北京大学大气科学系,JE京10087I)摘要用雇,即40.和65.K纬圈平均位势高度的差来定义西风指数,可以很好地反映温带地区西风的强弱.西风环流强的年份北半球气温通常偏高.主要是中纬度大陆变暖明显,这可能与中高纬度西风强时.向北的经向热量输送也加强有关.在长期变化的趋势上.1950年代以前北半球偏暖时期的指数偏低,而偏冷时期的指数偏高.但近3O多年柬,伴随仝球加速变暖,西风指数也持续加强,这是否与温室敬应的加强有关还有待深入研究关键词:西风指数:变率:温度中图分类号:P423文献标识码:A1引言1930年代后期Rossby最早提出西风指数(zonalindex)的概念,并用35.N和55.N纬圈平均海平面气压差代表北半球温带地区(35--55.N)西风的强弱,Namias后来进一步提出指数循环的概念,温带西风强时称为”高指数”环流,弱时则称”低指数”环流.早期人们主要是从天气学的角度来研究西风指数的变化的,由于指数循环的时间尺度约4--6周,所以月平均西风强度的变化所反映的是时间尺度更长的西风变率.不过,从1970年代到1980年代初,人们更多注重研究赤道海洋及大气的影响,对中纬度大气环流有所忽略,两风研究105量及热量的交换,及与半球及全球气候异常均有密切的联系.如Thompson等(1998)”基于北半球大气环流的分析,提出了北极涛动的概念,实际上也是反映中纬度地区的西风变化,他们的研究表明北极涛动与北半球温度变化之间有密切关系.其他一些反映中纬度区域尺度纬向风的环流系统,如北大西洋涛动等与北半球气候的关系也引起重视..本文将利用再分析资料,分析北半球冬季西风环流指数与海平面气压及500hPa 位势高度的联系,并讨论其变率与北半球温度变化之间的关系.2西风环流指数与500hPa位势高度及海平面气压的关系白Rossby的1作之后,人们提出过多种西风环流指数的定义形式.如Lorenz(1951)指出的:由于大气质量在不同纬度带问交换造成的气压变化,在65.N和35.N这两个地区有最好的一致性,建议用这两个纬度的气压差代表西风.后来也有用40.N与60.来代表.此外,一些作者更是直接使用纬向风纬向风(的变化在中纬度和高纬度表现出反号的特征..丁敏芳等曾用35.N和55.N上纬向风的差值来代表西风指数(即阮)虽然这些西风指数形式上有变化,但并无本质上差别大尺度的纬向风基本上是地转风,与高度场之间关系密切图l是北半球冬季纬圈平均500hPa位势高度与纬向风的奇异值分解(SVD)的第一对模态,可见西风指数的强弱用位势!!.!.;/一?…0?-?…一H—.…_?_?…/ii\0一i图1500hPa纬圈平均冬季纬向风(砷与位势高度(脚奇异值分解(SgD)的第一对模态纵坐标为无量荆值FiglPredominantmodeincovariabilitybetweenthezonal—r~ean50ohPahei曲t(闭andwind(?,shownaSVT)高度(如矗,)或纬向风(如o0都能较好表示,500hPa位势高度上的这两种西风指数相关达一0.90.55.N西风与(.层…)相关系数达096.因此,本文分析中选择用…一鼠一代表西风环流指数2(图3)是标准化的西风指数与500hPa位势高度(海平面气压)间的回归系数, 即当西风指数增加一个标准差叫,对应的各格点高度(气压)变化.西风环流强的时候极地及卡目邻的高纬度地区500hPa位势高度和海平面气压都下降中纬度地区则上升.过中纬度变化最突出的地区是北太平洋及北大西洋和邻近的部分大陆地【x.由于两风指数强调的是纬嘲平均状况,此很容易认为它与槽脊的变化没有关系.但从最韧定义两风指数时就发现西风本气流的强弱与大气环流的定常波有密切联系图2『3 就可以清楚地说明这一点.在西风增强的情况F,东亚大槽变弱,高度增加l0,20gpm,北美大槽也存存同样量级的减弱.因此,在高空西风气流更为平直wallace等曾对比西风指数强弱状况下的高空与地面环流差异指出:强西风时地面大气涛动(如北大西洋涛动)增强,同时在高空一些大气遥相关也增强(如东大西洋型,西大西洋型西太热带气象学报I8卷平洋型).这些特点在图2中也有体现,同时在图3海平面气压与西风指数的关系中可以看到,除北大西洋涛动加强外,在亚洲大陆中高纬西伯利亚高压的强度减弱,中心区域的强度减弱1,2hPa.此外,图2和图3进一步说明西风环流在地面与高空都有大体相似的结构,这反映了大尺度大气运动的正压性.不过,高空环流的纬向特征更为明显,而海平面气压的变化受下垫面差异的影响和限制,区域性更明显图2500hPa高度与西风指数间的回归系数,即图3海平面气压(s】P)与西胤指数间的当西风指数加强,个标准着单位时相应的位回归系数,BU当西风指数增加一个势高度的变化量(gpra)(1958--1998年)标准差单位时相廊的海平面气压的变化量(hPa)(1958~1998年)Fig2Regressioncoefficientsbetween500hPaFig.3SameasFig2butforsealevel heightandwesterlyindexinassociationwithpressureandinunitofhPazoilalindexchangesbyunitstandarddeviationsingpm(1958,l998).3西风环流与北半球温度变化的关系很早人们就发现,商指数环流盛行的年份北半球地面气温通常偏高.图4是西风指数与北半球地面气温或海面温度的回归系数.当西风指数增加一个标准差时,欧亚大陆的大部分地区气温都偏高0.25.c以上,而大陆腹地则高达0.75.C以上.北美大陆的东南部,也偏高O.25.c上.负的区域主要在北美东北部及格陵兰,温度下降幅度超过0.25.C上,但温度偏低的区域范围远比偏高的范围小.因此,总的来看当西风环流强时,北半球地面气温偏高.Namias曾经认为,当西风指数高时,中纬加强的西风环流将会阻止高纬度和低纬度地区之间的热量交换,在极地及副极地由于辐射冷却,温度将会变得更低,而中纬度地区温度会升高.但后来人们认识到睛况没有这么简单实际上在南北向的热量输送过程中,包括较大尺度的定常波及天气尺度的瞬变波,都起着十分重要的作用”.而这些涡旋的活动与西风气流间也存在紧密的联系.Linlpasuvan等最近的模拟研究发现:与西风环流有关的涡旋活动在北半球主要是定常波,在南半球主要是天气尺度的瞬变波.Robinson(1994)…在简单的两层大气环流模式中,人为地将西风指数加强或减弱,2期龚道溢等冬季西风环流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究107 结果发现涡旋活动的动量输送与西风指数的强弱之间,是一个正反馈关系.据计算,当西风指数强时,由定常波造成的向高纬度地区的热量输送也加强,中心在40--50.N.因此,当西风指数加强时,与之相伴随的经向热量输送也加强,由于输送的极大值在40--5O.N,很显然由此必然造成相邻的50”-60地区的气温比其它纬度升高更显着.因此,高纬与中低纬度问的温度距平梯度会加大.统计表明,高纬(50~60.N)与中纬度(30”-40.)问温度距平的梯度与北半球平均温度距平的相关系数达069,这相当于温度距平梯度变化1个标准差时,与之相应的北半球平均温度的变化可达012.C,即当温度距平梯度增加1.C时,北半球平均温度偏高O.17.C,反之亦然.温度与西风环流的上述关系在更长时间尺度上是否也存在呢?通常人们认为在气候偏暖时期赤道与极地之间的温差变小.那么中,高纬地区对流层西风会减弱.近个世纪以来,北半球及全球温度除有线性的变暖趋势外,还有显着的年代际的波动北半球在1940--1950年代是一个比较温暖的时期,从1980,1990年代更是加速变暖:而在1920年代及以前,1960,1970年代则是较偏冷的时期.与温度的这种低频冷暖波动相对应,实际观测的纬向环流的变化是怎样的?1950年代以前困为缺乏高空资料考虑用近地面气压来代替.分析表明1OOOhPa纬向环流的变化与高空的变圈4地面气温或海面温度与骶风指数问的回归系数.即当西风指数增加一个标准差单位时相应温度的变化量t.c)(1958--1998年)Fig4SameaSFig2butforsurfaretemperatureinunitof.C化有根好的致性,40oN与65.N海平面气压的差,与500hPa西风指数的相关达到O.88(41年资料).所以用40.N与65.N海平面气压的差序列能较好反映近百年来的近地面西风指数的变化.所用海平面气压资料(1873--1995年,北半球5.纬度xlO.经度)由英国东英吉利大学气候研究组(UEA/CRU)提供,1995年以后由再分析资料续补.闺5(实线)是其21年滑动平均序列,显然20世纪以来西风指数的低频特征具有非常明显的阶段性,在1930年代初以前是一个较强的时期,而从1930年代中期开始到1960年代是较弱的时期,从1970年代开始则是强烈的增强阶段.比较一下西风指数的长期变化与北半球温度的低频变化,可以很清楚发现二者之问的关系也可以分为两个阶段在1950年代以前,二者的低频变化基本上是反位相的,即气温偏冷的阶段,西风环流偏强,而气温偏暖的时期,西风环流则偏弱在1950年代以后二者的低频变化有很好的一致性,尤其是1970年代以来,二者都有强烈的上升趋势(图5).这说明温度与西风环流在年代际尺度E的关系发生了变化.特别值得注意的是最近三十多年来的观测事实显示,随着全球气温加速变暖.北半球中,高纬冬季西风指数也同样呈显着增强趋势,从1958到1998年的4】个冬季资料108热带气象学报18卷图5北半球冬季地面气温(虚线)及40.与65.N海平面气压差(实线)的21年滑动平均序列Fig.5Temperature(a)andSLP(b)differencebetween40.Nand65.N,shownastheresultsof21一yearrunningaverage.显示西风指数趋势为4.3%/10a,信度水平达99%.当然可能是大气环流本身的年代际变化,也可能由于全球温室效应加强造成变暖引起,还可能与其它外部强迫如太阳活动的作用有关,也可能是这些因素共同作用的结果.但是考虑到大气环流的内部变率及太阳活动等在20世纪中都是存在的,如果没有其它因子的话,西风指数与温度的这种关系应该仍然保持稳定才对.因此,有理由把关注的重点放在温室效应的加强方面.图6是冬季纬圈平均高度与纬向风在最近的暖期(1980/1981,1998/1999共19年平均)与冷期(1960/1961,1979/1980共20年平均)间的差异,可见1980年代以来温带地区与高纬高度场之间的梯度加大,与此对应的是50~60.N 地区纬向西风的增强.Fyfe等.=利用加拿大气候模拟与分析中心的耦合环流模式(CCCma)进行了全球变暖的瞬变模拟,结果发现在全球变暖的情况下,北极涛动和南极涛动更多出现正的位相,这意味着中,高纬西风也将随之增强.虽然目前并不能完全排除其它因素对…《………\?\,:_=_?==_一一厂『……,图6冬季纬圈平均高度(aj与纬向风(b)在暖年期与冷期间的差异,暖期取1980,1998年其19个冬季平均,冷期取l960--1979年2O个冬季平均Fig6Differenceofgeopotentialheightra]andzonalwindfb)betweenthewarrllandthecoldperiod.Warmperiodis1980~1998andthecoldperiodis1960,1979西风环流的影响,但有的研究表明,温室效应很可能是导致近3O年来西风指数持续加强的一个主要因子.当然,西风环流与温度的关系实际上是相互制约的,大尺度平均环流满足热成风关系,因此风的变化主要与温度的经向梯度有关.IPCC的报告(1998)中曾指出,全球纬圈平均看,温度的变暖在不同时段有明显不同的结构特征,1950年代以前中纬度地区温度变暖不明显,很多时候是负距平;但从1950年代开始中纬度明显增暖,而从1970年代后期,特别是1980年代以来,则是从高纬到低纬度同时增暖.Gitelman等曾计算了50~55.N和30,35.N纬圈平均地面温度,发现虽然单独看这两个纬度带的温度都有很相似的变化特征,但二者的差表现出显着2期裴道溢等:冬季西风l蚪流指数的变率及其与北半球温度变化的关系研究1O9的趋势变化,从20世纪初到1950年代中期呈下降趋势,而从1950年代后期以来呈强烈的上升趋势.这种变化与西风指数的变化是,致的.因此,研究全球变暖等各种强迫下,热量在不同纬度间如何重新分配和改变,对于我们了解西风环流异常,进而了解相关的域气候响应特征非常重要.4结论与讨论用NcEP/NCAR再分析资料对500hPa纬圈平均的纬向风(u]及位势高度进行的奇异值分解分析表明,用位势高度(矗.一.)或纬向风(缘如.)都能较好表示西风指数的强弱.近来比较强调的北极涛动也能比较好地反映西风强度,1958到1998年期间,两风指数与北极涛动指数间能相互解释65,5%的方差.不过,一些研究也指出,北极涛动可能最主要的还是反映北大西洋涛动的变化”.因此,从物理意义上看,西风指数更清晰而且代表的,宁u]尺度也更大.两风指数北半球温度的回归分析表明,当西风指数加强一个标准着时.欧弧大陆的大部分地区气温都要偏高0.25.c以上,大陆腹地则高达0.75.c以上.北美大陆的东南部也偏高0.25.C以上.负的区域主要在北美东北部及格陵兰,温度下降幅度超过0.25.C以上,但温度偏低的区域范围远比偏高的范围小西风指数强的年份,北半球平均气温也偏高,主要是中纬度大陆变暖明显,这可能与中高纬度西风强时t向北的经向热量输送加强有关.在1950年代以前,西风指数与北半球温度的低频变化基本上是反位相的,气温偏冷的阶段西风环流偏强,而气温偏暖的时期西风环流则偏弱.但近3O多年来,伴随全球加速变暖,两风指数也持续加强,这是否与温室效应的加强有关还需更深入研究参考文献llTHOMPSONDWjWALLACEJM1”heArcticOseillatimx蚺urctnthe 【engeopalentialheightaadterapeealurefields[J1Geophi,sica1998.25:1297—130021THOMPSONDWJWALLACEJMAnrtulaemodesintheextmtroplcalcircuLation,part I:monthtomonthvariabiLity…Cm2000.13:l0OO一1016.[31HURRELL1wDecadaltrendaintheNorthatlanticoscillation:regionaltempe ratures,andprectpitalionl3]Scieat.1995,269676一书7941HURRELLJwLnfluenceofvariationsinextraimpicalwthlertime~leconnec0on sonnorthernhemisphere[J]GeophyResLe,1996.23.665--668[5】LORENZESe~xmalandirregularvarialgmsofthenorthernhemispheresea-levelPsp~file[J],Meteorology195l,B:52—59[61BRANSTATORGTherelationshipbet,~~enzonalnflowandquasi—stationary?wave~intheraidtropo~hpere[J]JAtmoso.【984.41:2l6卜一2178[7JKIDSONJ?lndexcyclesintheno~hernhemisphereduringtheglobalcacherexp erimeflt[I]MlYear{】985-113:6叽一623『81TINGM.HOERLINGMP,XUTY.elalnorthernhemisphereteleconnectlonpatte~ sduringexlTcmephasesofthezonal—n1encirculationLIIJ(…limate1996,9:261}一2?.{『9】WALLACEJMHSUHAnotherlookatlhewcleindex[J]Tellus.I985,37A:478-,61:25532562【【2】WILLEIq”HCLong-periodfluctuationsofthegeneralcirculationoftheatmosphere[J].JMeleor.1949 .6:345O【13】SHIND]LLD,RINDDBALACHANDRANN,eda】Solarcyclevariabilityozoneandclimate[J1Science.1999.284(54l2)3O3O8【l4】FYFEJC.BOERGJ.FLATOGMThearcticandantarcticosc…ationsandtheirprojecl edchangesunderglohalwarming[J1Ge~q*hrrica1L19992S2601—1604【l5】HOUGHTONJTNIEIRAFFGT.CALLANDER13A.elalClimatechangel995:thcscienceof climatechange[M]CambridgeUnix,.1996145【l6】GITEMANAI.RISBEYJSKASSRE,edsTrendsinthesurfacemerid[oaaltemperatureg radlent[J]GeophyLerr.199724l2431246【IJD ESERCOnthekk?nnect?Lyofthe”A~tico~9]adon?[JlGeophy2000.27.7778 2,RIABILITY0FTHEWINTERZ0NALINDEXANDITSASS0CLATIoNWITHTHEN0rHERNHEMISPHERICTEMPERATURECHANGESGONGDao—yi.,WANGShao—wu(1KeyLaboratoryofEnvironmentalChangeandNaturalDisaster,BeijingNormal University.Beijing100875China;2DepartmentofAtmosphericSciences,PekingUnversity,Beijing 100871,China)AbstractThedominantmodesofnorthernhemisphericzonally.meanwind(“)and500hPa geopotentialheightinwinterdemonstratetwocenterswithoppositesignThust hezonalindexcanbedefinedas.cH一or一U*,ie.,thediffemneeingeopotentialheight(orzonalwind1between40.Nand65.N(orbetween35.Nand55.N).Inthispaper血ezonalindex0f?.一凰5.isapplied.Thiskindofzona?ndexcorrelatewi血westerlyof55NatO96.Theanomalousvariationofthewesterlycanimpactthewintersurface temperatumsignificantly.Duringthehigh—indexyears,thenortherncontinentbecomeswarinerandduringthe1ow—indexyearsbecomecolder.Thechangesintemperaturearemoresignificantoverthemiddlehigh1atitudesCon?elationbetweenthezonalindex andthemetidionalheatfluxshowthatthemaremoreheattransportingtothehigherlati tudesthroughtheintensifiededdiesactivitywiththestrongerwesterlies.Ontheinterdeca daltimescale,thetemperatureandzona1indexvacillateoutofphasebeforethel950s,i.e.,thelo w—indexassociatewi血warn~erperiodsandhigh—indexwithcoldel”periods.Butduringthe1astthreedecades.boththenorthernhemisphericmeanternperatureandzona1indexdemon stratesignificantupwardtrends.Analysisindicatestheincreasinggreenhouseeffe ctmaytriggertherecentpositivetrendinzonalindex.Keywords:zonalindex;variability;temperature。