Page 252 - 《高原气象》2025年第5期
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高     原      气     象                                 44 卷
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                  为了分析南支槽的变化特征及其对天气气候                           2  资料来源和方法介绍
             的影响， 许多学者基于不同层次和不同变量定义了
                                                                2. 1 再分析资料
             南支槽指数。索渺清和丁一汇（2009）用南支槽活
                                                                    本研究所用环流资料为 NCEP/NCAR（Kalnay
             动区域（15°N -27. 5°N， 80°E -100°E）700 hPa 平均
             位势高度定义了南支槽环流指数， 分析了南支槽的                            et al， 1996）和 ERA5（Hersbach et al， 2020）月平均
                                                                再分析资料， 以反映不同资料来源对南支槽指数计
             结构和演变特征； 索渺清等（2008）还利用南支槽环
             流指数研究了西风急流中 Rossby 波的传播及其与                         算的影响。选择这两种再分析资料的原因在于： 在
             冬半年南支西风槽形成的关系， 他们指出源自北非                            目前常用的再分析资料中它们的发布时间差别最
                                                                大（NCEP/NCAR 于 1995 年发布， ERA5 于 2020 年
             沿着急流波导传播到孟加拉湾的定常 Rossby 波能
             量和从青藏高原东西两侧南下的冷空气活动是影                              发布）， 分辨率差异最显著（NCEP/NCAR 为 2. 5°×
             响南支槽发展的两个重要因素； Rong et al （2020）                   2. 5°， ERA5 为 0. 25°×0. 25°）； 两者采用的数值模
             采用索渺清和丁一汇（2009）定义的南支槽指数分                           式、 观测数据再处理和资料同化系统均存在显著不
             析了青藏高原热源对冬季南支槽的影响； 张永莉等                            同。这些差异能反映不同再分析资料中南支槽差
             （2012）用南支槽活动区域的 500 hPa 平均位势高度                     异特征。其次， 这两种资料都能够提供自 1950 年
             定义南支槽指数， 发现 1950 -1970年的南支槽明显                      至今的长序列资料（Bell et al， 2021）， 为探究南支
             偏强， 并在中高频率区主要周期以准 3 年或准 8 年                        槽的年代际变化分析提供可能。值得指出的是， 我
             为主， 在低频区存在准 17年的周期； 他们还进一步                         们 对 包 括 NCEP/DOE，  ERA-Interim，  JRA55，  CF‐
             利用南支槽指数分析了南支槽与降水和环流的关                              SR， MERRA2 和 CRA40 等不同国家和地区， 不同
             系（张永莉等， 2014）以及分析了春季南支槽的强度                         分辨率的再分析资料均进行了分析， 得出的结论都
             和东、 西位置的年代际变化特征， 探讨了南支槽的                           是类似的。为了避免季节差异对南支槽活动的影
             年代际变化与同期中国降水年代际异常及环流背                              响， 本研究采用冬季（12 月和次年 1 月、 2 月）的平
             景场的关系（张永莉等， 2016）。Wang et al （2011）用               均值计算该年的冬季南支槽指数以分析南支槽的
             15°N -25°N， 80°E -100°E 围的 700 hPa平均涡度定            活动特征。
             义南支槽指数， 发现 1978 年后南支槽存在增强的                         2. 2 南支槽指数
             趋势， 并进一步研究了 1949 -1977 年和 1978 -2010                   为了定量分析南支槽的活动特征， 学者们定义
             年南支槽对南亚和东亚地区气候影响的差异； Liu                           了一系列不同的南支槽指数， 从环流指数采用的大
             et al （2018）从动力角度以区域和多层次累积的垂直                      气变量来看， 主要可分为位势高度、 相对涡度和垂
             上升运动定义了南支槽指数， 认为该指数相比于其                            直上升运动等三类：
             他指数能够更好地反映南支槽对南亚和青藏高原                                 （1） 平均位势高度指数
             南部的降水影响； 也有学者从逐日南支槽识别的结                                南支槽在气压场上表现为槽区， 相对于周边地
             果定义了南支槽活动频次来反映南支槽活动特征                              区是位势高度的低值区， 索渺清和丁一汇（2009）和
             （段旭等， 2012； 林志强， 2015； 杨永宏等， 2023）。                张永莉等（2012， 2014， 2016）分别利用南支槽活动
                  上述研究所采用的基于逐月资料区域平均位                           区的 700 hPa 和 500 hPa 平均位势高度作为南支槽
             势高度（索渺清和丁一汇， 2009； 张永莉等， 2012）、                    强度指数。这类环流指数的定义方法还在很多研
             相对涡度（Wang et al， 2011）和动力指数（Liu et al，             究中得到广泛的应用， 比如东亚大槽指数、 南亚高
             2018）来定义的南支槽环流指数， 由于采用的定义                          压指数、 西伯利亚高压指数和西太副高指数等。
             方法不同， 这些指数反映的长期气候特征存在较大                               （2） 平均相对涡度指数
             差异。这些指数从不同角度刻画了南支槽的活动                                  南支槽在气压场上表现为低槽， 对应地， 在相
             特征， 但它们之间的关联、 适用范围及一致性等问                           对涡度场上表现为正涡度系统， Wang et al （2011）
             题尚未厘清， 并由此导致很多南支槽相关研究得出                            采用南支槽活动区域的 700 hPa 平均相对涡度来反
             了不一致的研究结论。本文将系统比较不同环流                              映南支槽活动特征， 后续的很多研究也采用了该定
             指数的关系， 对基于区域平均位势高度在变化趋势                            义（Li and Zhou， 2016； Lu and Ren， 2016）； 李依瞳
             受气候变暖的影响进行分析， 并提出一种修正的位                            等（2017）则根据南支槽的半永久性槽活动特征采
             势高度南支槽指数， 最后对南支槽的年代际变率及                            用 22. 5°N -27. 5°N， 85°E -95°E 区域平均的 500
             其与冬季降水年代际变化的联系进行分析检验。                              hPa 相对涡度作为南支槽强弱指标。在本研究中为
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