王林,龚海楠,兰晓青

中国科学院 大气物理研究所 季风系统研究中心,北京 100029

*联系人，E-mail:wanglin@mail.iap.ac.cn

北极涛动(Arctic Oscillation,AO)也称为北半球环状模,最早由Thompson and Wallace(1998)提出,通常定义为20°N以北海平面气压场的经验正交函数分解(EOF)第一主模态(图1a)。AO可以在没有外强迫条件下通过大气内部的波动-基本气流相互作用生成(Limpasuvan and Hartmann,2000),因此它可以被看作是气候系统的内部变率。AO的空间分布在北极地区和中纬度地区呈现“跷跷板”结构,即北极地区气压变化和中纬度地区的气压变化呈现显著的反位相变化特征,并且可以由对流层一直向上延伸至平流层(Baldwin and Dunkerton,1999)。因此,AO的不同位相实则对应了北半球大气质量的再分配,这种再分配过程可以改变气压场的经向梯度,造成中纬度的纬向西风异常,从而显著地影响北半球气候(Thompson and Wallace,2001),这种变化的时间尺度可以从季节内一直到年际乃至年代际。以年际变化尺度为例,当北半球冬季AO处于正位相时,北极地区的海平面气压降低,而中纬度地区的海平面气压升高,对应绕极西风加速,极涡偏强(图1a),冷空气不易南下,进而导致中纬度大范围地区气温总体偏高(图1b);当AO处于负位相时环流异常与上述情况大致相反,北半球中纬度地区气温总体偏低。早期的研究发现,AO对东亚地区冬季的年际气候异常也有重要影响(武炳义和黄荣辉,1999),当AO处于正位相时会伴随东亚冬季风强度的减弱,使得东亚大部地区气温偏高(Gong et al.,2001)。AO影响东亚冬季风的机制一度存在争议,主要焦点在于AO的影响是否通过西伯利亚高压来实现(Gong et al.,2001;Wu and Wang,2002)。……