揭秘持续性暴雪：热带低频振荡与高空急流协同变化机制.docxVIP

揭秘持续性暴雪：热带低频振荡与高空急流协同变化机制

一、绪论

1.1研究背景与意义

持续性暴雪事件作为一种极端天气现象，往往会给人类社会和自然环境带来严重的影响。从社会经济角度看，暴雪可能导致交通瘫痪，影响人员和物资的正常流动，增加物流成本，阻碍商业活动的开展。例如，2008年初中国南方发生的持续性雪灾，致使铁路、公路运输严重受阻，众多旅客滞留车站，给春运造成巨大困难，同时也给农林业、电力生产带来了巨大损失。在农业方面，暴雪可能压垮农作物，破坏农业设施，导致农作物减产甚至绝收，影响农民的收入和粮食安全。在畜牧业中，暴雪可能导致牲畜觅食困难，增加牲畜的死亡率，影响畜牧业的发展。此外，暴雪还可能对能源供应、通信等基础设施造成破坏，导致能源短缺和通信中断，给人们的生活带来极大不便。

热带低频振荡（TropicalLow-FrequencyOscillation），如最著名的热带大气季节内振荡（MJO），是热带大气中重要的低频变化信号，其时间尺度为30-90天。MJO通过大气环流的遥相关作用，对中高纬度地区的天气系统产生显著影响，能够调节热带地区的水汽输送和对流活动。当MJO处于不同位相时，热带地区的对流活动和水汽分布会发生明显变化，进而影响到中高纬度地区的大气环流和天气状况。高空急流作为大气环流中的重要组成部分，是存在于对流层上部或平流层中的强风带，其水平风速达到或超过30m/s，并且风向和风速随高度变化显著。高空急流的位置和强度变化，不仅影响着大气的动力和热力结构，还与多种天气系统的发生、发展密切相关。高空急流可以通过动力作用影响天气系统的发生和发展，引导和加强锋面、气旋、反气旋等天气系统的活动；通过热量和水汽的输送影响天气系统的强度和性质，改变降水强度和分布以及降水类型；通过与其他天气系统的相互作用影响天气系统的演变和移动路径。

研究持续性暴雪事件中热带低频振荡和高空急流的协同变化，对于提高天气预报的准确性具有重要意义。通过揭示它们之间的相互关系和作用机制，可以为天气预报提供更准确的信号和依据，有助于提前预测持续性暴雪事件的发生、发展和结束，为相关部门制定应对措施提供科学指导，从而减少暴雪灾害带来的损失。这一研究也能深化对气候系统中不同尺度相互作用的认识，完善气候理论，对于长期气候预测和气候变化研究也具有重要的参考价值。

1.2国内外研究现状

在热带低频振荡研究方面，国外学者很早就开始关注MJO，对其发现、传播特征、物理机制等进行了大量研究。早在20世纪70年代，Madden和Julian就发现了热带大气中存在30-60天的低频振荡现象。此后，众多研究致力于揭示MJO的传播特征，如其在热带地区的东传和北传规律，以及在不同季节和区域的变化特点。在物理机制研究上，提出了多种理论来解释MJO的形成和维持，包括积云对流与大尺度环流的相互作用、海气相互作用等。国内学者也在MJO研究上取得了丰硕成果，通过观测资料分析和数值模拟，深入探讨了MJO对中国天气气候的影响。研究发现MJO不同位相下，中国的降水、气温等气象要素会发生显著变化，MJO位相转换与中国暴雨、干旱等极端天气事件存在密切联系。

对于高空急流的研究，国内外也有大量成果。在高空急流的基本特征与分类方面，已经明确根据其出现的位置和性质，可将其分为极锋急流、副热带急流、热带东风急流等类型，并且对其在不同季节和地区的分布特征有了较为清晰的认识。在高空急流对天气系统的影响研究中，发现高空急流通过动力作用、热量和水汽输送以及与其他天气系统的相互作用，对降水强度和分布、降水类型、风场结构等产生重要影响。高空急流的加强或北抬可能会引发暴雨、暴雪等极端天气事件。在高空急流变化机制分析上，认识到大气环流的季节变化、年际变化，海陆热力差异、地形等因素都会影响高空急流的位置和强度。

在热带低频振荡、高空急流与持续性暴雪关系的研究中，已有研究取得了一些成果。通过对2008年初中国南方持续性雪灾的研究，发现当MJO活动以印度洋中东部赤道地区对流加强、印度尼西亚对流受抑制为特征时，有利于孟加拉湾和南海的水汽向中国南方地区输送，为暴雪提供水汽条件。同时，研究也表明持续性暴雪过程与东亚高空副热带急流及温带急流的异常变化密切相关，副热带急流总体强度偏强、位置偏北，温带急流的纬向西风和经向北风亦明显偏强时，容易出现较强的雨雪冰冻天气过程。

然而，已有研究仍存在一些不足。在热带低频振荡与高空急流的协同变化研究方面，二者之间的相互作用过程和物理机制还不够清晰，缺乏系统性的研究。对于不同类型的持续性暴雪事件，热带低频振荡和高空急流的协同变化特征是否存在差异，目前的研究还较少涉及。在数值模拟研究中，模式对热带低频振荡和高空急流的模拟能力还