北大西洋涛动(NAO)是北半球热带外大气环流低频变率 …

近百年东亚冬季气温及其大气环流变化型态范可;刘辉【摘要】利用最新20世纪近百年再分析气象资料,研究近百年东亚冬季气温变化型及其相关的大气环流型态.结果表明近百年内东亚冬季气温主要有两种变化型:第一是东亚西南与东北相反气温变化型,表现在40°N以南及105°E以西地区(西南地区)气温变化与40°N以北及105°E以东地区(东北地区)变化相反；第二是40°N 以南气温一致变化型.与第一种气温变化型耦合的大气模态是500hPa欧亚型遥相关、西伯利亚高压及北大西洋涛动.当欧亚型遥相关负位相,北大西洋涛动正位相及西伯利亚高压减弱时,有利于蒙古和我国105° E以东的区域增温而我国西南地区和青藏高原降温,反之亦然.第二种气温变化型耦合大气模态是500hPa西太平洋型遥相关,北太平洋涛动.当西太平洋型遥相关及北太平洋涛动处于正位相时(北太平洋北负南正),东亚40°N以南地区增温,东亚40°N以北地区降温.耦合的大气模态的型态差异,影响各阶段气温的年际变化.近一百年中,欧亚型遥相关和北大西洋涛动在1984～2010期间的型态最显著,是20世纪80年代东亚显著增暖的原因之一.研究还发现20世纪中期后东亚气温的年际变化与极地环流的变化联系紧密,表现在西伯利亚高压范围东扩并与极地环流联系,也是近百年气温趋势上升的一个原因.%Two patterns of winter temperature variability over East Asia and their association with the atmospheric circulation patterns for the last 100 years are documented based on the 20th century reanalysis datasets. In one pattern, the changes in temperature over the southwest of East Asia (south of 40°N and west of 105°E) are opposite to those over northeastern East Asia (north of 40°N and east of 105°E). The other pattern is characterized by consistent changes in temperature over East Asia s outh of 40°N. TheEurasian atmospheric circulation teleconnection pattern, the North Atlantic Oscillation (NAO), and the Siberian high are associated with the first type of East Asian temperature variability. The Eurasian pattern in a negative phase at 500 hPa, the NAO in a positive phase, and a weaker Siberian high are favorable for an increase in winter temperature over Mongolia and east of 105°E in China (Southwest China and the Tibetan Plateau), and vice versa. The western Pacific pattern (WP) at 500 hPa and the North Pacific Oscillation (NPO) correspond to the second type of East Asian temperature variability pattern. When WP and NPO were in a positive phase (negative values in the north and positive values in the south of the Pacific Ocean), the winter temperatures over the area south of 40°N in East Asia increased (decreased). The differences in the spatial pattern of the atmospheric modes can impact on the winter East Asian temperature interannual variability. During the last 100 years, the Eurasian pattern and the NAO were most notable during 1984-2010, contributing to the rapid warming over East Asia after the 1980s. We also found that the correlation between the East Asian winter temperature variability and polar circulation has increased since the middle of the 20th century and that the eastward extending Siberian high has a strong link to the polar circulation, which could also be responsible for the warming over East Asia during the last 100 years.【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2013(037)002【总页数】12页(P383-394)【关键词】近百年东亚冬季气温变化型;大气环流型态;气候增暖【作者】范可;刘辉【作者单位】中国科学院大气物理研究所竺可桢—南森国际研究中心,北京100029;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【中图分类】P4671 引言温度变化是全球气候变化中重要的基础性的问题。

北半球温带气旋气候态和变率研究的进展*12张颖娴，丁一汇3（国家气候中心，北京，100081）45摘要：温带气旋是影响中高纬度地区大范围天气气候变化的重要天气系统之一，研究其气候特征、活动规律和变化趋势对6理解全球气候变化具有重要的意义。

从主要温带气旋的识别方法、当前气候时期温带气旋的变化、气候情景下未来温带气旋7变化的预估以及不确定性分析这4个方面全面回顾了北半球温带气旋的研究进展：（1）20世纪80年代之后，基于再分析和全8球气候模式（GCM）数据的发展，温带气旋的研究从主观分析开始向客观识别方法发展；（2）再分析和模式数据均显示北9半球存在2个温带气旋主活动中心和2个次活动中心，主活动中心位于北太平洋和北大西洋地区，次活动中心位于地中海和蒙10古地区；（3）在人类活动影响的气候变化情景下，大多数模式模拟得到北半球大部分地区温带气旋数目将减少，个别地区11的温带气旋数目将增加；（4）由于各研究中对阈值，物理量和大气层的选取存在差异，这使得对当前气候时期和GCM模拟12研究中的温带气旋及其变化和趋势问题还存在许多不确定性。

因此目前亟待解决的问题是对于温带气旋的不同研究方法和研13究结果做更多具体的比较分析，从而提高对温带气旋深入的认识。

14关键词：温带气旋，客观判定和追踪方法，温带气旋的气候态和变率，气候情景15A Review of Extratropical Cyclone Climatology and Variability Research over the Northern1617Hemisphere18ZHANG Yingxian，DING Yihui19（National Climate Center, Beijing 100081, China）20Abstract Extratropical cyclone is one of the important synoptic systems which affect climate/weather variability over a wide area of 21mid and high latitudes, and it is meaningful to research its climatic characteristics, activity pattern, and variation tendency. A22comprehensive review of research progress of extratropical cyclones over the Northern Hemisphere from four aspects, involving23identification methods, changes during this present period, changes estimated under the future climate scenarios, and uncertainty24analysis of Extratropical cyclones, was discussed: (1) In view of the development of reanalysis and GCM data, the research method 25of extratropical cyclones shifted from subjective analysis to objective identification; (2) There are two main activity centers and two 26subordinate activity centers displayed by reanalysis and model data, with main activity center located in the north Pacific and north 27Atlantic region, and subordinate activity center located in Mediterranean and Mongolian region; (3) Under the influence of climate 28change scenarios by human activity, extratropical cyclones will reduce in most parts of the Northern Hemisphere, and increase in 29individual districts; (4) Different thresholds, different physical quantities, and considerations of different atmospheric vertical levels 30add to a picture which can be combined into a uncertainty view of cyclones, their variability, and trends, in the real world and in31GCM studies. Hence, the urgent need for an in-depth understanding of cyclones is more specific intercomparison studies which can 32demonstrate the differences between the approaches and their results.3334Key words extratropical cyclones, objective detecting and tracking method, climatologies and variations of extratropical cyclones, *资助项目：国家科技支撑计划课题“中高纬大气持续性异常信号提取和预报技术研究”（2009BAC51B02）；973项目“我国持续性重大天气异常形成机理与预测理论和方法研究(2012CB417205)”第一作者：张颖娴，博士，工程师，主要从事气候变化和温带气旋的研究. Email: zhangyingxian@1climate scenario21 引言3温带气旋是出现在南北半球中高纬度地区具有斜压性的低压涡旋，在全球大气环流中起着重要的作4用，热带和极地之间的热量、水汽和动能传输，很大部分都依靠温带气旋的移动和发展来实现。

南方涛动气象学上的三大涛动是指南方涛动（ＳＯ）、北太平洋涛动(ＮＰＯ）和北大西洋涛动（ＮＡＯ）。

每个涛动系统都是由一组一个高压和一个低压的大气活动中心组成。

气象学上的三大涛动是指南方涛动（ＳＯ）、北太平洋涛动(ＮＰＯ）和北大西洋涛动（ＮＡＯ）。

每个涛动系统都是由一组一个高压和一个低压的大气活动中心组成。

南方涛动（Southern Oscillation）是指热带太平洋、印度洋之间大气质量的一种大尺度起伏振荡。

主要是赤道东太平洋的气压异常现象。

气压偏低，是海面气温偏高的结果，即厄尔尼诺现象。

反之亦然。

故二者密切相关，合称“厄尔尼诺/南方涛动”（ENSO）。

在低纬北太平洋也有类似的现象，称北方涛动。

其强度比南方涛动弱。

总称低纬度涛动，周期3～7年一次。

最显著的是印度尼西亚和东太平洋海区。

涛动强弱用指数SOI表示。

SOI=PT-PD式中：PT代表赤道东太平洋海平面气压；PD代表印度尼西亚海平面气压。

当赤道东太平洋气压高，而印度尼西亚气压低时，称为高指数，即南方涛动强。

此时赤道东太平洋海温低，副高偏强，降水少，而印度尼西亚海温高，东南季风强，降水多且集中。

相反，则称为低指数，即南方涛动弱。

此时东南季风减弱，赤道东太平洋及沿海冷水上涌减弱，海面表层增温，副高偏弱，出现厄尔尼诺现象。

高指数时期，从副热带到中纬度气压偏高，热带气压偏低，副热带高压北移。

南方涛动的影响通过哈得莱环流，可由赤道太平洋延伸到中纬度地区。

在对印度季风年际变化的研究中，沃克发现印度季风的变化和全球天气有某种关联。

他从历史天气记录中找出南美州的一些降雨型并将其同海温变化相联系。

他还发现东、西太平洋的一些测站(如东太平洋的塔希提岛和澳大利亚的达尔文港)气压有联系。

他注意到东太平洋测站的气压上升，西太平洋测站的气压会下降，反之亦然。

1928年在向皇家气象学会提交的一篇论文中，沃克将这种跷跷板式的气压型定义为南方涛动(Southern Oscillation)，还给出了测量两个地区之间的气压差的尺度。

本文发表在台风论坛，已获得作者同意大气环流指数（AO、AAO、PNA、NAO）浅析1.前言本文尝试简单解释AO、AAO、NAO、PNA等四项日常分析中常用的环流指数，并剖析各指数与对流层大气环流的关系。

由于作者水平有限，若有错误之处还请各位高手不吝赐教。

在下愿以此文抛砖引玉，与诸君共同进步。

本文用到的资料多来自美国气候预测中心（Climate Prediction Center, CPC）。

2.引子众所周知，地球是太阳系内的第三颗行星，自身几乎所有的热能都是以短波辐射的形式从太阳而来。

地球与太阳系内许多行星一样，都拥有一个厚厚的大气层。

地球的自转轴与其运行轨道有一个大约是23.5°的夹角，而纬度越高，太阳入射光线与地表的夹角也越小。

由于每单位面积上的太阳辐射强度，即太阳常数基本是保持不变的，所以太阳角越低，地表所得到的辐射强度也越低。

综上所述，地球表面上的年总日射量（insolation）与纬度成反比。

就一年的总辐射平衡（radiation budget）情况来说，大约在地球南北纬40°之间地区为能量盈余（energy surplus），而高于南北纬40°的地区则有能量亏欠（energy deficit）。

这么一来，地球表面出现了受热不均的情况，并形成从极区指向赤道的温度梯度。

这种不平衡就要通过大气层内的湍流、辐射、潜热输送、传导、对流等过程，将热能从能量盈余的赤道、中低纬地区输送热能到能量亏欠的中高纬、极地地区，以求达到能量收支平衡。

而在这个能量输送的过程中，大气环流就诞生了。

通过气象学家们近300年的辛勤研究，现在被发现的大型环流系统有以下几种：三圈环流、沃克环流、亚澳非季风环流等等。

而为了更好地理解和预测大气环流的动态与趋势，气象学家们又在上世纪定义了几项环流指数，以位势高度距平偶极来表示大气环流中经常在某些特定区域出现的震荡。

这种震荡又被戏称大气环流内的“跷跷板”，即一处位势偏高，另一处则必定位势偏低。

《天气气候学部份专业名词》本文为本人气象工作学习中归纳的知识，供交流学习，也可供气象台天气预报员，气象专业的学生，气象爱好者和科研人员参考。

1.极涡：冬半年北半球极地上空最壮大的气旋式环流系统，它的扩张和收缩反映了极地的冷空气活动，对中高纬度的天气影响很大。

当极涡偏于北美大陆或欧亚大陆时，常引发这些地域偏冷，监测的指标有：强度，位置，面积。

2.北（南）极涛动（简称AO（AAO））：是北（南）半球中纬度和高纬度气压此消彼长的一种跷跷板现象，当北（南）极涛动处于负位相的时候，中纬度低气压和高纬度的高气压都增强，从而使得中纬度的西风减弱，即盛行纬向环流，在对流层低层产生强的北风异样，将高纬度的冷空气输送到较低的纬度，致使中纬度地区地面气温下降，而当北（南）极涛动处于正位相时环流相反，对流层低层与高层之间有一致的转变关系。

3.北大西洋涛动：北大西洋上南北两个大气活动中心（亚速尔高压和冰岛低压）的气压变化为明显的反位相的振动现象，当冰岛低压降低，亚速尔高压升高，两个活动中心之间的气压差大，北大西洋纬度的西风偏强，表示涛动偏强（正指数）；反之涛动偏弱。

4.西太平洋副热带高压：北半球永久性的高压环流系统，出此刻西太平洋（180°E以西）副热带地区的暖性深厚高压，简称副高，副高强度和位置具有明显的季节变化，对我国的天气气候有重要的影响，副高范围通常以500hpa位势高度场上588位势什米等值线所包围的区域面积来表示，南北方向的位置变化用副高脊线所在的纬度平均值代表，东西方向用588西伸端点所在的经度代表，在副高控制区域内，下沉运动盛行，天气晴热，它的西北部边缘是低层暖湿空气辐合上升运动区，容易出现对流天气，监测指标有：面积，强度，脊线位置，西伸脊点等5.南支槽：北半球副热带南支西风气流流经青藏高原后分支，在高原南侧孟加拉湾地区产生的半永久性低槽，也称为孟加拉湾南支槽，印缅槽或南支波动等，南支槽的东移一般伴随我国南方一次明显的降水进程。

北大西洋涛动指数变化与北半球冬季阻塞活动柴晶品;刁一娜【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2011(35)2【摘要】The linear regression analysis shows that there is a significant correlation between the North Atlantic Oscillation (NAO) and the variation of blocking frequency and intensity in the Atlantic Ocean, Europe, and the Ural Mountains. During the negative NAO phase, the blocking activities are more frequent and stronger in the Atlantic region. In the positive NAO phase, the blocking activities in the Atlantic region and their frequency diminish, which enhance in Continental Europe, and at the same time the blocking activities reduce markedly in the Ural Mountains. The increase and decrease of positive NAO index correspond to different variations of the blocking activities in the Atlantic Ocean and Europe. The local distribution of blocking activities' frequency demonstrates that during the increasing phase of the positive NAO index the blocking activities in the Atlantic Ocean are significantly restrained,which enhance evidently in Continental Europe, and their center shifts to the Continent. But in the weakening stage of the positive NAO index, the center of blocking activities shifts westward to the Atlantic Ocean. The annual changes in the regional blocking events show that the blocking situations in the Atlantic and the Urals region have a downward trend during the enhancing phaseof the NAO index, which increase in Europe; in the weakening phase of the NAO index, the Atlantic blocking cases present a weak uptrend, which trend downwards in Europe and the Ural region. The strength and position of mid-latitude eddy play an important role in the NAO phase variations. The eastward strengthening of the Atlantic storm track is beneficial to NAO tending to positive phase, corresponding to increasing in blocking frequency in Continental Europe, but further strengthening can increase blocking activities in the Atlantic Ocean.%线性回归分析表明北大西洋涛动(NAO)主要与大西洋、欧洲及乌拉尔山地区阻塞的频率和强度的变化存在显著相关关系.在NAO负位相时期阻塞活动在大西洋地区较为频繁且强度较强,正位相时期大西洋地区阻塞活动减少,强度减弱,而欧洲阻塞加强,频率增加,同时乌拉尔山地区的阻塞活动也显著减少.NAO正指数的增强和减弱对应于大西洋和欧洲阻塞活动的不同变化.局地阻塞活动频率分布显示:在NAO正指数增强的阶段,大西洋的阻塞活动受到明显抑制而欧洲大陆阻塞活动明显增加,活动中心向欧洲大陆偏移;但在NAO正指数减弱的阶段,阻塞活动中心向大西洋一侧移动.区域性阻塞的逐年变化表现为:大西洋和乌拉尔地区阻塞在NAO指数增强的阶段呈下降趋势,欧洲阻塞呈增加的趋势;在NAO指数减弱的阶段大西洋阻塞为弱的上升趋势,欧洲和乌拉尔地区阻塞呈下降趋势.中纬度涡旋活动的强弱和位置对NAO位相的变化起到重要作用.大西洋风暴活动向东加强有利于NAO趋于正位相,对应于欧洲大陆阻塞发生频率增加;但其进一步加强可使大西洋阻塞活动增加.【总页数】13页(P326-338)【作者】柴晶品;刁一娜【作者单位】天津市滨海新区气象局,天津,300457;中国海洋大学海洋环境学院,青岛,266100【正文语种】中文【中图分类】P461【相关文献】1.冬季北大西洋涛动与中国北方极端低温相关性的年代际变化 [J], 韩方红;陈海山;马鹤翟2.冬季北大西洋涛动极端异常变化与东亚冬季风 [J], 武炳义;黄荣辉3.北极涛动、极涡活动异常对北半球欧亚大陆冬季气温的影响 [J], 沈柏竹;廉毅;张世轩;李尚锋4.北极涛动与北大西洋涛动的低频变化特征 [J], 胡跃文;杨小怡5.冬季北大西洋涛动与极涡的变化研究 [J], 朱智慧;王延凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

北大西洋多年代际振荡对亚洲旱区气候变化的影响北大西洋多年代际振荡对亚洲旱区气候变化的影响亚洲旱区是指亚洲地区的干旱地带，包括中国北方、蒙古、中亚和西亚等地。

这些地区的气候特点是降水稀少，蒸发大，地表水资源匮乏，水分供应不足，造成了旱灾的频发。

在近年来的研究中发现，北大西洋多年代际振荡（North Atlantic Oscillation，NAO）对亚洲旱区气候变化有着重要的影响。

北大西洋多年代际振荡是指北大西洋上高低气压的变化，以及它们之间形成的异常风场。

这种环流模式的变化影响着大气环流和海洋运动，进而对全球各地的气候变化产生重要影响。

在过去几十年中，研究人员发现NAO与亚洲旱区气候的关系密切，尤其在冬季。

NAO的正位相与亚洲旱区冬季降水呈负相关关系。

当NAO指数为正时，北大西洋上的高压强度增强，同时伴随着欧洲西部和北部的暖冬。

在这种情况下，亚洲旱区的冬季降水量减少，干旱情况加剧。

例如，中国北方的干旱区域常常受到NAO正位相的影响，降雪量减少，冬季雨水不足，导致更加严重的干旱问题。

而当NAO指数为负时，北大西洋上的低压强度增强，同时伴随着欧洲西部和北部的寒冬。

在这种情况下，亚洲旱区的冬季降水量增加，干旱问题得到缓解。

此外，NAO正位相与夏季亚洲旱区之间也存在一定的联系。

NAO正位相时会导致西伯利亚高压南移，使得亚洲旱区夏季降水减少，干旱程度加剧。

除了影响降水量外，NAO也对亚洲旱区的温度产生影响。

在NAO正位相的冬季，亚洲旱区的气温通常较高，而NAO负位相时则相对较低。

这种温度变化进一步加剧了亚洲旱区的干旱问题，因为高温会加剧蒸发，导致水资源进一步减少。

需要注意的是，虽然北大西洋多年代际振荡被认为是亚洲旱区气候变化的重要驱动力之一，但它并不是唯一的因素。

其他因素，如赤道太平洋海温异常、喜马拉雅山脉和青藏高原的地形等，也对亚洲旱区的气候变化起到重要作用。

总结起来，北大西洋多年代际振荡对亚洲旱区气候变化有着显著的影响。