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(三)大氣濤動
1920年代~1930年代Walker對大氣濤動做了嚴格的定義,奠定了大氣濤動研究的基礎。大氣濤動的研究使大氣活動中心的研究提高了一步。Walker定義的三大濤動:北大西洋濤動(NAO)、北太平洋濤動(NPO)、南方濤動(SO),每一個濤動包括兩個大氣活動中心,1個高壓及1個低壓。例如北大西洋濤動包括冰島低壓與亞述爾高壓。濤動的本質就是人們發現大氣活動中心的變化之間有一定的聯系:冰島低壓深時,亞述爾高壓強,反之冰島低壓淺時,亞述爾高壓弱。這種蹺蹺板式的氣壓變化反映了兩個大氣活動中心之間氣壓梯度的強弱變化。南方濤動則反映南太平洋高壓與澳大利亞到印度尼西亞的低壓之問相反變化。涂長望早在1937年就研究了世界三大濤動與中國氣候的關系,并且發現了一些濤動超前于氣候的關系,可以用于長期預報。例如,夏季長江下游降水量與3個月之前春季南方濤動有負相關,秋季長江下游降水量與9個月之前冬季北太平洋濤動有正相關,冬季長江中游降水量與3個月之前秋季北大西洋濤動有負相關。中國氣候與同時期三大濤動的關系就更密切了。這表明世界三大濤動所反映的大氣環流變化對中國氣候有顯著的影響。
三、對流層大氣環流
大氣活動中心與大氣濤動反映的是大氣環流在地球表面的特征。這些特征深受海陸分布的影響。這方面的研究盛行于20世紀前半葉,特別第二次世界大戰之前。那時還缺少對流層中層乃至上層的觀測資料,人們對于對流層大氣環流還知之甚少。二次世界大戰中美國與蘇聯各自積累了自己的高空探測資料,特別是美國在長期預報及氣候分析中大量應用月平均700hPa高度圖。戰后恢復階段日本、德國開始系統繪制月平均500hPa高度圖。因此到了1950年代后期,人們對對流層大氣環流已經有了比較系統的認識。大氣長波理論的研究對于推動大氣環流的研究起了關鍵的作用。在這個背景下中國的科學家對東亞大氣環流與中國氣候的關系進行了出色的研究。下面扼要作一些介紹。
(一)對流層西風
中國科學院葉篤正、陶詩言等于1950年代后期發表了一系列的論文,研究東亞西風帶的活動,特別是季節性的北跳與南撤。首先他們指出在東亞(105°~120°E)冬季有兩支西風急流;一支在40°N附近,另一支在30°N附近,最大風速60~70m/s處于200hPa上下。但是在青藏高原及其以西(76°~90°E)則只有一支西風急流,在28°~26°N之間,最大風速45m/s以上,高度在200hPa。夏季,西風急流大為減弱,在40°~45°N之間,200hPa上下,大部地區強度只有25m/s左右。葉篤正等發現西風急流冬季到夏季狀態之間的轉變是突然的,兩次轉變分別發生于6月和10月。例如,1956年5月最后一候到6月第一候西風急流突然從35°N北移到達40°N,同時低層東風侵入20°N以北。東西風分界線從20°N以南,到達25°~26°N。這時低緯度整個對流層盛行東風。
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