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MJO与大气高频扰动相互作用的观测研究
作者:王璐               发布时间:2018/12/27 10:52:46       浏览量:

MJO为热带大气次季节尺度上最主要的模态,也是延伸期预报中最重要的可预报性来源。同时,MJO 与高频的天气尺度扰动间存在复杂的双向反馈过程:作为天气尺度扰动的低频环流场,MJO的变化对天气尺度系统产生调制作用;同时,天气尺度的活动又能进一步反馈影响MJO的移动和维持。 然而,二者间相互作用的具体物理过程此前并不清楚。

近日,我院青年教师王璐通过分析观测资料,揭示了MJO调制高频扰动的物理机制以及定量诊断了高频扰动对MJO东移的升尺度反馈作用。首先,利用再分析资料针对北半球冬季MJO对流附近的高频扰动的强度进行了研究,揭示出无论MJO对流中心东移到哪个位置,大气高频扰动总是在其中心及西侧加强,而在其东侧减弱。通过扰动动能方程诊断发现,高频扰动的强度异常主要与MJO环流异常型引起的正压能量转换有关:1)MJO低层纬向风异常在对流中心附近辐合,这会引起正压能量累积,产生扰动动能的正异常;2)MJO低层纬向风异常的经向切边在对流中心西(东)侧引起的正(负)涡度异常,会引起正压能量转换的正(负)异常;3)MJO低层经向风异常对应的辐合(辐散),会引起正压能量转换的正(负)异常;4)高频扰动本身的结构是正压能量转换发生的必要条件。其次,工作利用再分析资料,定量诊断了关于MJO对流东西不对称的非线性水汽平流异常占MJO水汽倾向异常的比例,从而明确了高频扰动对MJO东移的升尺度反馈作用的大小。研究表明,高频扰动引起的水汽平流大约贡献水汽异常倾向的30% (图1)。


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图1  MJO水汽异常倾向(等值线)与高频天气尺度扰动引起的非线性水汽平流异常(填色)的经度-垂直剖面分布。绿线代表MJO对流中心所在的位置。

 

该成果在国际学术期刊《Climate Dynamics》上在线发表:

Wang, L., T. Li, and L. Chen, 2018: Modulation of the Madden–Julian oscillation on the energetics of wintertime synoptic-scale disturbances. Climate Dynamics, online published, doi: 10.1007/s00382-018-4447-1