Page 51 - 《高原气象》2021年第5期

第 40 卷 第 5 期 高 原 气 象 Vol. 40 No. 5
2021 年 10 月 PLATEAU METEOROLOGY October，2021

刘雅静，韦志刚，陈广宇，等，2021. NCEP CFSv2 对北半球平流层极涡边界年代际变化特征模拟的评估［J］. 高原气象，40
（5）：1012-1023. LIU Yajing，WEI Zhigang，CHEN Guangyu，et al，2021. Evaluation on Simulation of the Inter-decadal Variation
Characteristics of the Stratospheric Polar Vortex Boundary in the Northern Hemisphere by NECP CFSv2［J］. Plateau Meteorology，
40（5）：1012-1023. DOI：10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2020. 00076.

NCEP CFSv2对北半球平流层极涡边界

年代际变化特征模拟的评估

刘雅静 ，韦志刚 ，陈广宇 ，刘雨佳 1
2
1
1
（1. 北京师范大学，地理科学学部，地表过程与资源生态国家重点实验室，北京 100875；
2. 浙江省风力发电技术重点实验室，浙江运达股份有限公司，浙江 杭州 310012）

摘要：利用欧洲中心 ERA-I 和 NCEP CFSR 再分析资料、NCEP CFSv2 回报和预报资料，分析了 20 世纪
80 年代以来北半球平流层极涡边界的年代际变化特征，评估了 CFSv2 系统对北半球极涡边界的模拟
能力。结果表明：1980-2017 年，从整体趋势来讲，冬季北半球极涡在北美区域回缩北退，在欧亚区
域扩张南进；秋季北半球极涡在北美地区呈扩张趋势，在欧洲地区呈回缩趋势，在亚洲地区从 20 世纪
80 年代到 21 世纪 00 年代是明显扩张的趋势，10 年代又为明显回缩趋势。在冬季，北美区域极涡回缩
主要在 20 世纪 90 年代，欧洲区域极涡的南扩主要在 21 世纪 00 年代，亚洲区域极涡的南扩主要在 20
世纪 90 年代。在秋季，北美地区极涡边界的南扩主要在 20 世纪 90 年代，欧亚区域极涡的回缩发生在
21 世纪 10 年代，西欧地区的回缩最明显。CFSv2 模拟的冬季极涡边界和面积的 20 世纪 80 年代至 21
世纪 10 年代的总体变化趋势与 ERA-I 资料一致，CFSv2 尤其对 21 世纪 10 年代北美和亚洲极涡都扩张
的趋势模拟的很清楚，但模拟的北美区域极涡边界呈回缩趋势的范围偏东，在 10 年代明显偏南，模拟
的欧洲区域极涡边界 20 世纪 90 年代偏北，21 世纪 10 年代偏南，没有模拟出亚洲区域极涡边界在 20 世
纪 90 年代和 21 世纪 00 年代的扩张。CFSv2 对秋季极涡边界和面积的模拟水平比冬季的低，对极涡边
界和面积变化总体趋势的模拟较差，CFSv2 模拟的北美地区极涡边界在 20 世纪 90 年代和 21 世纪 10 年
代与 ERA-I的一致，但 20 世纪 90 年代扩张的区域偏大，模拟的欧洲区域极涡边界的回缩主要在 21 世纪
00 年代，而 ERA-I的在 10 年代，模拟的亚洲区域极涡边界在 20 世纪 90 年代与 ERA-I的一致，但在 21 世
纪00年代和10年代与ERA-I的误差较大。
关键词：极涡；边界；模拟；评估
文章编号：1000-0534（2021）05-1012-12 中图分类号：P456.7 文献标识码：A
DOI：10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2020. 00076

1 引言 中纬度地区的极端低温事件发生频率增加。欧洲
和北美大部分地区在 2008 年和 2009 年冬季也出现
IPCC 报告指出，全球平均大气温度不断升高 强寒潮和暴风雪（李威等，2010）。近年来，人们越
（Solomon et al，2007）。在全球变暖的背景下，中 来越意识到研究极端冷事件的重要性，极端冷事件
国极端气温事件的发生却相对频繁，特别是 2008 对人类生活和生命财产安全有重要影响（王嘉禾，
年以来冬季极端冷事件明显增多（李维京等，2013）， 2018），低温雨雪灾害和寒潮爆发与极涡偏移有密
谢韶青和卢楚翰（2018）发现，近 16 年来欧亚大陆 切的关系（李艳等，2019），冬季的平均气温和极端

收稿日期：2019⁃09⁃23；定稿日期：2020⁃09⁃27
资助项目：国家重点研发计划项目（2017YFC1502301）；国家自然科学基金项目（41875089）
作者简介：刘雅静（1993-），女，河北沧州人，硕士研究生，主要从事气候变化与模拟的归因与评估研究
E-mail：201721480029@mail.bnu.edu.cn
通信作者：韦志刚（1966-），男，甘肃武山人，教授，主要从事陆面过程与气候变化的研究. E-mail：wzg@bnu.edu.cn