Page 57 - 《高原气象》2021年第5期
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高 原 气 象 40 卷
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CFSR 再 分 析 资 料 分 析 的 趋 势 和 年 代 际 变 化 与 世纪 90 年代极涡面积最大，欧洲和亚洲地区 21
ERA-I 资料的分析结果也基本一致。北美地区 20 世纪 00 年代极涡面积最大，10 年代极涡面最小。
图7 欧洲、亚洲和北美洲秋季极涡面积指数的变化
Fig. 7 Variations of the polar vortex area index in autumn in Europe，Asia，and North America
综上所述，从 ERA-I 和 CFSR 两种再分析资料 出，在北美地区，CFSv2 模式模拟的极涡边界在 20
所得的结果均表明，从 1980-2017 年，从整体趋势 世纪 80 年代至 21 世纪 00 年代呈回缩趋势，10 年代
来讲，秋季北半球极涡在北美地区呈扩张趋势，在 又扩张，与 ERA-I 再分析资料的结果（图 2 和图 3）
欧洲地区呈回缩趋势，在亚洲地区从 20 世纪 80 年 相比是一致的，但模拟的极涡边界呈回缩趋势的范
代到 21 世纪 00 年代呈明显扩张趋势，10 年代又为 围偏东，模拟的极涡边界在 10年代明显偏南；在欧
明显回缩趋势。在北美地区，秋季极涡边界 20 世 洲区域，CFSv2 模式模拟的极涡边界 21 世纪 00 年
纪 80 年代最偏北，90 年代明显南扩，21 世纪 00 年 代极涡明显南扩与ERA-I再分析资料的结果是一致
代和 10 年代基本稳定在 20 世纪 90 年代区域；在欧 的，但 CFSv2 模式模拟的极涡边界 20 世纪 90 年代
亚区域，秋季极涡边界 20 世纪 90 年代比 80 年代在 比 80 年代明显回缩，21 世纪 10 年代扩张；在亚洲
区域，CFSv2模式模拟的极涡边界 10年代极涡南扩
欧洲西部和亚洲东部极涡有所南扩，21 世纪 00 年
与 ERA-I再分析资料的结果是一致的，但 CFSv2 模
代极涡边界最偏南，10 年代极涡明显回缩，最偏
式模拟的极涡边界在 00 年代回缩。从图 8 等熵位
北，西欧地区的回缩最明显。
涡变化趋势看，CFSv2 模式模拟出了冬季北半球极
4 对极涡模拟的评估 涡在北美区域回缩北退，在欧亚区域扩张南进的总
体变化特征；CFSv2模式尤其是对 10年代北美和亚
4. 1 对CFSv2模式模拟的冬季极涡特征的评估
洲极涡都扩张的趋势模拟的很清楚。
前面的分析表明，ERA-I 和 CFSR 两种再分析
从根据 CFSv2 模式模拟资料和 ERA-I 再分析
资料所反映的极涡移动的主要特征是相同的，后面
资料计算的冬季平均极涡面积指数距平对比图（图
我们仅以EAR-I再分析资料的结果来评估CFSv2模
9，点画线和虚线分别为极涡面积指数距平和变化
拟的极涡特征。
趋势，实线为年代平均）中可以看出，明显地，
图 8分别为 CFSv2模式模拟的冬季平均极涡边 CFSv2 模式模拟的北美大陆极涡面积变化趋势与
界特征图与相邻两年极涡边界变化图，图中黑线表 ERA-I 资料的一致，都呈减少回缩趋势，但 CFSv2
示 20 世纪 80 年代，紫线表示 20 世纪 90 年代，绿线 模式模拟的极涡面积在 20 世纪 90 年代的减少明显
表示 21 世纪 00 年代，红线表示 21 世纪 10 年代，20 小于 ERA-I 的，在 21 世纪 10 年代的增加又明显大
世纪80年代为1982-1989年9年大的平均，21世纪 于 ERA-I 的，两序列的相关系数为 0. 72，超过 99%
10年代为 2010-2017年 8年的平均，其他年代为 10 的置信水平检验；CFSv2 模拟的欧洲区域极涡面
年平均，阴影区域为 400~650 K 位涡变化趋势（单 积变化趋势与 ERA-I 的相比，整体变化趋势相同，
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位：×10 K·m·kg ·s ）。黑色点状区域为通过置 20 世纪 90 年代和 21 世纪 10 年代比较接近，20 世
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-1
-1
信水平 90% 的显著性检验区域。从图 8 中可以看 纪 80 年代模拟偏大，21 世纪 00 年代模拟偏小，两
