平流层信号在冬季短期气候预测中的应用.pdf

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1、第25卷第1期应用气象学报Vo1．25，No．12014年1月JOURNALOFAPPLIEDMETEOROLOGICALSCIENCEJanuary2014贾吉占，闻新宇，胡永云，等．平流层信号在冬季短期气候预测中的应用．应用气象学报，2014，25(1)：107—111．平流层信号在冬季短期气候预测中的应用贾菇D闻新宇”胡永云D郭艳君”(北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海一气相互作用实验室，北京100871)”(国家气候中心，北京100081)摘要平流层大气环流异常信号被认为对冬季对流层短期气候预测或中长期天气预报具有先兆性指示意义，但到目前为止，仍未

2、真正用于短期气候预测。为了获取更多运用平流层环流异常信号预测对流层及地面短期气候的经验，该文利用北半球环状模(NAM)信号对2011—2O12年冬季我国北方短期气候进行4次预测，并将预测结果与实况进行对比。在4次短期气候预测中，第2次和第3次预测结果与实况吻合很好：第2次成功预测了1月中旬到2月中旬我国东北和华北地区偏冷，第3次则成功预测了这种偏冷状态的持续。成功的主要原因是2011年12月一2012年2月平流层信号周期确定，且对流层和平流层之间动力耦合关系已经建立完全，平流层异常信号在该时段对流层和地面短期气候具有较强指示意义。关键词：短期气候预测；平流层；北

3、半球环状模(NAM)；中长期天气预报还与中高纬度地区阻塞形势具有一定关系，Thomp—引言son等r10]指出，当NAM处于负位相时，阻塞高压崩溃使极地冷空气影响到欧亚大陆中纬度地区，造成近年来大量研究表明，平流层环流异常对对流这些地区偏冷。近年来，我国学者对平流层异常与层天气和气候系统有重要影响，尤其在北半球冬季，对流层天气和气候系统之间关系的研究也有重要进这种影响更加明显[1]。Quirozl-5最早发现平流层展[11-1。wei等[1发现近地面NAM指数与我国北极极涡的崩溃可以造成对流层极地反气旋性异北方地面温度异常存在显著正相关关系。常。关于北极涛动(A

4、O)或北半球环状模(NAM)的尽管这些合成分析研究均表明，平流层异常信研究大大促进了对这一问题的认。A0可以有号有可能被利用于冬季短期气候预测_1。删，但到目效反映中高纬度地区环流形势的变化及其特征，在北前为止，还未见业务预报中成功使用平流层异常信半球NAM可以分别解释对流层和平流层方差的号的报道。北京大学与国家气候中心合作建立了业259／6～3O和50。Baldwin等[、Thompson等l_8]务化的平流层异常信号的监测平台，并使用平流层发现NAM的异常信号最早在平流层上层出现，较NAM异常和下传信号在2011～2O12年冬季进行强的NAM异常信号可以向下

5、传播，并且在大部分了4次短期气候预测。本文对这4次预测结果进行情况下，对流层和平流层NAM异常有相同的符号，总结，为将来更好地利用平流层异常信号预测冬季说明对流层环流对平流层环流异常响应明显。研究对流层天气和气候提供参考。还发现，平流层NAM正异常下传有利于欧洲大陆中南部地区维持高压控制，因此，温暖晴朗；反之，当1资料与方法平流层NAM负异常下传时，西风气流减弱，槽脊系统频繁，冷空气活动强烈，欧洲大陆中北部区域多寒本文所用资料为1981年1月1日一2O1O年12冷风暴天气[8]。此外，对流层和平流层NAM异常月31日NCEP／NCAR逐日再分析资料，水平分辨20

6、13—02—04收到，2013—06—08收到再改稿。资助项目：国家重点基础研究发展计划项目(2Ol0CB4286O6)，国家自然科学基金委杰出青年基金项目(41025018)*通信作者，email：yyhu@pku．edu．cn11O应用气象学报第25卷NAM负位相及其向下传播，说明很好地利用平流年振荡(QBO)等，在将来的预测实践中，需考虑上层NAM异常信号，对提高对流层冬季短期气候预述影响，以提高预测水平。测有帮助。致谢：感谢国家气候中心李清泉研究员对建设NAM监测2．3第3次预测平台的指导以及颜京辉博士在平台建设中提供的技术支持。2012年2月4日进行第

7、3次预测。2月初，平参考文献流层NAM负异常在短暂减弱之后有重新增强的趋势(图lc)，所以预计平流层负NAM信号还会持续EIJ胡永云．关于平流层异常影响对流层天气系统的研究进展．地到2月下旬才开始转为正位相，地面NAM负异常球科学进展，2006，21(7)：8-16．将持续到3月初才开始全面转正。因此，地面冷空E2]BaldwinMP，DunkertonTJ．Stratosphericharbingersofa—nomalousweatherregimes．Science，2001，294：581—584．气活动也将一直持续到3月初，但2月下旬冷空气[3]Hol

8、tonJ，MassC．S