向北传播的机制

在解释降水带西北-东南倾斜和ISO向北传播的一个关键问题是,是什么使罗斯比波具有向北传播分量。显然,如果没有平均流,发射的Rossby波只向西移动,如图10.6所示。基本流的存在导致了向北传播的成分。但是,夏季平均环流中的哪些具体因素导致了向北传播?这仍然是一个问题。Drbohlav和Wang(2004)和Jiang et al.(2004)的研究发现,偏东垂直切变的作用是一个重要的内部动力因素。

为了说明这种机制,让我们考虑Wang和Xie(1997)模型的简化二维版本,其中基本状态和因变量的区域变化被忽略。正压分量(下标“+”表示)的涡度方程为(推导参考Wang和Xie):

式中UT为基本纬向流的恒定垂直剪切。由式(10.13)可知,在垂直偏东切变UT < 0存在时,向上扰动运动向北减小,可在对流以北产生正的正压涡度。这个过程如图10.10所示。具有偏东垂直切变的平均流具有赤道分量的水平相对涡量,摄动运动可以利用。罗斯比波引起的加热产生了垂直运动扰动,在对流以北减小。这个垂直运动领域扭转了平均水平涡量,并在对流区以北产生了垂直分量为正的涡量。正涡度反过来导致边界层的辐合,这将破坏大气的稳定,并在对流以北引发新的对流。由于同样的原因,边界层的负涡度和辐散发展并抑制对流区以南的对流。因此,与罗斯比波相关的垂直运动场对平均流水平涡度的扭曲创造了有利于增强降雨向北移动的条件。蒋等人(2004)的观测结果支持了这一结论自由对流层位于北方4°左右的是向北传播的对流异常。Jiang et al.(2004)也认为边界层中ISO经向风对平均状态比湿度的平流有利于向北传播。第三个可能增强向北传播的因素是海温的季节内变化,它被证明在向北传播的ISO中引导对流(Kemball-Cook和Wang, 2001;Fu et al., 2003)。SST反馈给对流是本质上与下一节讨论的MJO的机制相同。

10.6大气-海洋相互作用的作用

图10.11(a)是基于TOGA-COARE观测的MJO和相关海洋混合层观测结构的概要图。赤道纬向面MJO的“湿”区具有以scc为核心的大尺度对流包络。该对流区伴有大规模上升运动和行星尺度赤道高空偏东和低层偏西异常(Lin and Johnson, 1996)。然而,低层和地表西风异常的核心比增强对流滞后了略小于四分之一波长(例如,Chen等,1996;Chou等人,1995;法苏洛和韦伯斯特,1995)。的西风风与MJO对流相相关的爆发导致海表温度下降1°C以上,并深刻地改变了混合

继续阅读:1121北方冬季Mjo的模拟Mjo年际和年代际变化

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