任荣彩,吴国雄,CAI Ming,孙舒悦,刘新,李伟平. 2014. 平流层-对流层相互作用研究进展:等熵位涡理论的应用及青藏高原影响[J]. 气象学报, 72(5):853-868, doi:10.11676/qxxb2014.076
平流层-对流层相互作用研究进展:等熵位涡理论的应用及青藏高原影响
Progress in research of stratosphere-troposphere interactions:Application of isentropic potential vorticity dynamics and the effects of the Tibetan Plateau
投稿时间:2014-01-24  修订日期:2014-06-27
DOI:10.11676/qxxb2014.076
中文关键词:  等熵位涡理论  平流层-对流层相互作用  青藏高原
英文关键词:Isentropic potential vorticity theory  Stratosphere-troposphere interactions  Tibetan Plateau
基金项目:国家公益性行业专项(GYHY201406001)、973项目(2010CB428603、2010CB950400)、国家自然科学基金项目(41275088)。
作者单位E-mail
任荣彩 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京, 100029  
吴国雄 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京, 100029 gxwu@lasg.iap.ac.cn 
CAI Ming 美国佛罗里达州立大学地球海洋大气科学系, 塔拉哈西, 32306  
孙舒悦 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京, 100029;中国科学院大学, 北京, 100049  
刘新 中国科学院青藏高原研究所珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站, 北京, 100101  
李伟平 中国气象局国家气候中心, 北京, 100081  
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中文摘要:
      系统介绍了近年来应用等熵位涡理论研究平流层-对流层动力相互作用所发现的一些新的事实和机理,包括平流层冬季极涡振荡过程中平流层、对流层环流异常的时空传播特征,以及等熵质量理论框架下的平流层-对流层动力耦合机理,还介绍了影响平流层环流年际尺度异常的因子及影响过程。回顾了夏季青藏高原的热力作用所激发的负位涡强迫源对东亚及全球大气环流的影响。并基于对夏季高原周边等熵位涡经向输送垂直分布的诊断进一步说明,夏季青藏高原的存在使高原东缘及东亚地区成为平流层和对流层物质交换的独特区域,探讨了夏季青藏高原影响平流层-对流层动力耦合的一种重要途径及其影响全球气候的重要意义。
英文摘要:
      This paper reviews recent progress in understanding isentropic potential vorticity (PV) dynamics during interactions between the stratosphere and troposphere, including the spatial and temporal propagation of circulation anomalies associated with the winter polar vortex oscillation and the mechanisms of stratosphere-troposphere coupling in the global mass circulation framework. The origins and mechanisms of interannual variability in the stratospheric circulation are also reviewed. Particular attention is paid to the role of the Tibetan Plateau as a PV source (via its thermal forcing) in the global and East Asian atmospheric circulation. Diagnosis of meridional isentropic PV advection over the Tibetan Plateau and East Asia indicates that the distributions of potential temperature and PV over the east flank of the Tibetan Plateau and East Asia favor a downward and southward isentropic transport of high PV from the stratosphere to the troposphere. This transport manifests the possible influence of the Tibetan Plateau on the dynamic coupling between the stratosphere and troposphere during summer, and may provide a new framework for understanding the climatic effects of the Tibetan Plateau.
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