一種求解條件非線性最優(yōu)擾動的快速算法及其在臺風(fēng)目標觀測

1、北半球北半球500hPa高度場定常波不平穩(wěn)性分析高度場定常波不平穩(wěn)性分析周國華1王盤興1施寧1李巧萍2佘高杰11.南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)，南京2100442.中國氣象局國家氣候中心，北京100081摘要提出并闡明Lenz環(huán)流分解意義下的定常波不平穩(wěn)性概念，它是月平均圖上緯向波動分量氣候變率與定常波強度相對大小的表征。根據(jù)Lenz環(huán)流分解，定義全域(局域)定常波不平穩(wěn)度()，分析了北半球500hPa位勢高度場定常波強度較大的30—60N

2、緯usIlusI帶的定常波不平穩(wěn)性，結(jié)果表明：(1)全域定常波不平穩(wěn)帶位置存在季節(jié)性北進、南退過程。平穩(wěn)的定常波出現(xiàn)在冬季的35—55N的中緯度帶和夏季的副熱帶地區(qū)（35N以南），分別與冬季的東亞大槽、北美槽和較弱的歐洲槽，以及夏季的副熱帶高壓等系統(tǒng)相聯(lián)系。不平穩(wěn)度的高值中心出現(xiàn)在春季的35N和夏季的50N，這與定常波強度季節(jié)變化和月平均圖上槽脊位置、強度年際異常有關(guān)。(2)局域定常波不平穩(wěn)度存在著明顯的緯向不對稱性。平穩(wěn)帶通常位于定常

3、波的強槽強脊所控制的區(qū)域，而不平穩(wěn)帶通常位于定常波強度較弱的區(qū)域。副熱帶(35N及以南)局域定常波不平穩(wěn)度冬強于夏，中緯度(35N及以北)則夏強于冬。夏季局域定常波不平穩(wěn)度地理分布具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。但無論冬夏，北歐是定常波最不平穩(wěn)的地區(qū)，北美大陸附近的定常波則相對平穩(wěn)。(3)夏季，從華北經(jīng)東北至北太平洋存在一個定常波不平穩(wěn)度高值帶，其高值中心位于中國黑龍江省東部(45N，130E)，主要影響中國北方(東北、華北、西北)，可能是該區(qū)夏季氣候

4、脆弱帶的環(huán)流成因。關(guān)鍵詞500hPa位勢高度場，定常波不平穩(wěn)性，定常波不平穩(wěn)度，氣候脆弱帶，環(huán)流成因資助課題：國家自然科學(xué)基金資助項目“青藏高原熱源結(jié)構(gòu)和振蕩特征及其傳播和影響機制”(40633018)。作者簡介：周國華，主要從事大氣環(huán)流異常及短期氣候預(yù)測研究。Email:zgh_qxj@yangzhou.20080731收稿20081024改回.中圖法分類號P462AnanalysisontheunsteadinessofNth

5、ernHemispheric500hpaheightstationarywavesZHOUGuohua1WANGPanxing1SHINing1LIQiaoping2SHEGaojie11.SchoolofAtmosphericScienceNanjingUniversityofInfmationScience&TechnologyNanjing210044China2.NationalClimaticCenterChinaMeteol

6、ogicalAdministrationBeijing100081ChinaAbstractAdefinitionofstationarywaveanomaliesisgivenbasedontheLenzdecompositionoftheatmosphericcirculationmonthlyvariationsofthezonalcomponentofstationarywavesrelativetothemeanareillu

7、strated.Adeviationindex()fglobal(local)stationaryusIlusIwavesisusedtoanalyzethestationarywaveanomaliesinthelatitudeb3060NwherethestationarywavesintheNthernHemisphere500hPageopotentialheightfieldissignificantlystrong.The

8、followingresultsareobtained:(1)thedevoationindexacterizesthespatialtempalvarianceofglobalstationarywavesinthe3060Nbeltthisanomalousbeltadvancessouthwardthenretreatsnthwardinthecourseofseasonalmarch.Steadystationarywaves

9、occurinlatitudes(3555N)inwinterinthesubtropicalzone(southof35N)insummer.SpecificallytheyareassociatedrespectivelywiththemajtroughsofEastAsiaNthAmericatheweakerEuropeantroughinwintertherelativelysteadysubtropicalhighsyste

10、minsummer.Ahighvaluecenterofthedeviationindexappearsat35Ninspring50Ninsummerwhichreflectstheseasonalvariationofthestrengthofstationarywavesthatoftheirzonaldistributions.(2)Thedegreeofdeviationflocalstationarywavesclearly

11、showsazonalasymmetry.Thesteadyzonesofstationarywavesarealwayslocatedintheareascontrolledbystrongtroughsridgeswhereastheanomalousonesareintheareaswherethestationarywaveintensityisweak.Thedegreeofdeviationflocalstationaryw

12、avesinthesubtropics(southof35N)islargerinwinterthaninsummerthereverseistrueinthelatituderegion(nthof35N).Thesummertimedistributionofthedeviationindexonthewholeshowsarathercomplicatedstructure.HoweverNthEuropeisthemostano

13、malousareaflocalstationarywavesasrepresentedbyahighvalueofinbothsummerwinterwhileovertheNthAmericanContinent(about120lusI60W)isslightlylessthan1insummerindicatingthatthestationarywavesinthislusIregionaremesteadythanthose

14、overotherhighlatituderegions.(3)FromNthChinatotheNthwestPacificthereisahighvaluezoneofinsummerwithitscenter(45lusIN，130E)locatedtotheeastofHeilongjiangProvincewhichimpactsthenthernareasofChina.Thismayexplainwhytheseareas

15、experiencelargeinterannualclimatevariabilitiesinsummer.Itisproposedthatthedegreeofdeviationisanintrinsicacteristicofstationarywavesitcanbeofthesameimptanceastheintensitytheenergyspectrumstructureofstationarywavesinthest