高原季风是一个独特的季风系统,其变化影响了邻近的天气和气候系统,包括南亚季风和东亚季风。过去研究基于不同的动力和热力学变量分析得到的高原夏季风季节内变化特征并不统一,对其三维结构、演变过程和相关动力学机制尚未完全了解。
近期,我院硕士研究生袁云扬与其指导教授徐邦琪、李文铠副教授,综合考虑了高原夏季风的动力学和热力学特征,利用多变量经验正交函数分析(MV-EOF),客观确定了两种不同型态的准双周模态,并深入研究了其演变的动力学机制。如图1所示,第一种准双周模态呈现为经向(南北)波列分布,与热带和中纬度的相互作用相关;而第二种准双周模态表现为纬向(东西)波列分布,与横跨欧亚大陆的中纬度波列活动相关。通过涡度收支方程和Rossby波动力学的诊断结果表明,第一模态主要起源于地中海,沿西风急流向东传播,当高层涡度异常接近高原北部时,背景纬向风引起的涡度平流领先于涡度异常,导致其向南传播;当其南移至印度半岛上空时,与低层的热带对流扰动耦合后一起向西北传播。与第二模态相关的波列起源于北大西洋,它的西南传播也与背景西风平均流引起的涡度扰动平流有关;在到达青藏高原西部之前,波列的涡度异常组织良好,具有准正压结构,而高原的地形阻挡作用似乎打乱了波列的结构,低层涡度和非绝热加热的移动速度减慢,在高原上空形成了斜压结构。
该研究目前已在《Climate Dynamics》期刊上在线发表。
论文信息:
Yuan, Y., P.-C. Hsu, and W. Li, 2022: Characteristics and dynamics of two distinct quasi‐biweekly oscillations in the Tibetan Plateau summer monsoon. Clim. Dyn., DOI: 10.1007/s00382-022-06575-9.
图1 对流层上层(顶部)和青藏高原近地表(550hPa,底部)高原夏季风的(a)MV-EOF1和(b)MV-EOF2的结构和演变示意图。字母A和C表示反气旋(蓝色椭圆)和气旋(粉色椭圆)涡度中心。虚线箭头表示波列的传播路径。绿色等值线表示西风急流的位置(20ms-1等值线)。棕色等值线表示海拔大于3000m的青藏高原地区。黑色星号代表波列的波源。(a)中的垂直箭头表示高层和低层的耦合效应和中纬度和热带之间的相互作用,(b)中的蓝色垂直箭头分别表示准正压结构和微斜压结构。