“阻塞事件”从2002年到2004年规模分析:一个案例研究异常持久的“阻塞事件”导致热浪在阿拉斯加湾2004年8月

文摘

北半球的气候学“阻塞事件”提出了评估的相对贡献行星和天气尺度500 hPa高度为了确定块由single-scale的比例。呼啸山庄是一个区域包含块长度的平均值,然后与相应的月度平均值。如果世界范围或天气尺度高度大于每月的意思是块叫做single-scale占主导地位。在这项研究中,79%的块single-scale主导,而其余21%的事件是alternating-scale突出。这一比例不同的季节和冬季(夏季)事件被天气(行星)规模优势。块的稳定性也检查来确定两个稳定评估的指标是有用的行星和天气尺度流动的特征。这些数量是区域一体化涡度拟能,和流函数梯度的最大值在块地区。分析长期阻塞发生在阿拉斯加湾在2004年8月期间显示了世界范围的不稳定块开始,然后稳定成熟的阶段。不稳定的天气尺度发挥了主导作用物体的世界范围的在成熟阶段开始腐烂。

1。介绍

mid-tropospheric占主导地位的发展,经向环流模式的行业内北半球还是南半球是通常被称为阻塞(如,[1,2])。这停滞的纬向流产生困难操作区域内和附近的地区天气预报(例如,3,4])。开发一个理解的过程,因此导致这样的环流模式的形成重要的利益。

恰尼和德沃尔模型提供了一个框架,将低频(世界范围)动力学纳入准地转正压涡度方程来获得给定营力阻塞模式使用稳定平衡的概念(5]。茴鱼模型,另一方面,提供了一个框架将高频(天气)动力学到quasigeostropic正压涡度方程获得规定的“阻塞事件”营力(6]。这两个模型都提供非线性正压涡度方程的数值解。其他研究包括尺度建模分析的“阻塞事件”(7,8]。

synoptic-dynamic的角度,利用表面和高空提供的数据重新分析,大量案例研究进行了强制机制,可能导致有价值的见解是重要的在各个阶段的阻塞(如,[9- - - - - -17])。在几个案例研究,世界范围的作用与天气尺度的问题过程中阻塞的生命周期的不同阶段解决。

近年来,一些研究也有检查每个规模之间的关系和他们的相互作用以及相互作用的性质本身(例如,9,18,19),和引用引用其中)。除了这些研究,这些早期的先锋(例如,20.- - - - - -23]),一个一致的画面出现,天气尺度的生命周期中扮演一个重要的角色“阻塞事件”。这些研究表明,天气尺度的大小迫使通常是大型和世界范围的强迫。

虽然研究中引用上面的段落没有淡化世界范围的作用,他们更关注天气尺度的作用的贡献。然而,其他人已经表明,世界范围的非常有影响力的“阻塞事件”的生命周期(例如,24- - - - - -27])。例如,在他们的模型研究,24建议阻止政权将分解时大量世界范围的流态的变化。然后,(25)关注世界范围的变形的作用在预处理环境的形成“阻塞事件”(参见[28])。这两个一起研究支持了这样的观点,即在世界范围本身可能不会导致块形成和维护,然而这种规模可能会提供一个良好的环境与天气尺度的交互环境。因此,大量世界范围的流态的变化可能不支持阻塞和这些事件会很快衰减。

本文所有的中间纬度的规模特点“阻塞事件”发生在北半球(NH)三年期间2002 - 2004年调查了为了评估的相对作用天气和世界范围的。我们提出一个详细描述的“阻塞事件”三年以上期间基于世界范围的相对作用和/或天气尺度的贡献。其目的是提供一个参考文档,可以用来选择合适的“阻塞事件”为例的三个类准地转正压涡度方程解决前面提到的在这一节中。

它进一步指出,世界范围的环境突然变化可能导致发病或阻塞的衰变。为了实现这个目标,我们将看看该地区综合区域涡度拟能和最大的地转流函数梯度的绝对值,诊断工具在选择屏蔽的案例研究。然后计算使用的行星——和天气尺度组件流。这些指标的稳定最初是由(29日,30.),将被应用,据我们所知,这是第一次,NH案例研究。同时,行星的时间演化/天气尺度高度和稳定指标的研究。与许多先前的研究在这一节中提到的,我们专注于研究的相对作用的行星和天气尺度(和确定流稳定)。

本文概述如下。节2,我们目前使用的数据集的细节和描述方法,包括稳定性指标。节3,我们精心制作的结果执行天气的优势——与世界范围的贡献分析的所有中间纬度“阻塞事件”发生在3年期间(2002 - 2004)在北半球。作为一个代表性的案例研究,综观的细节和稳定性分析提出了选择“阻塞事件”的部分4。在这个案例研究的重点是行星和天气尺度的相对作用量化流的稳定性。总结三年的研究和案例研究的结果提出了在部分5。

2。数据和方法

2.1。数据集

这里使用的数据集是美国国家环境预测中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)网格重新分析数据31日,32]。这些数据提供了2.5°2.5°经度网格可用17日强制水平从1000 hPa 10 hPa每隔6小时每天。今年前三年内发生的案例研究是检查。

2.2。阻塞的定义

阻止标准(33)将被用来决定“阻塞事件”研究的开始和终止时间。“阻塞事件”可以分为发作的,集约化,维护和衰减阶段(例如,12,14,15])。发病是块形成前的时期,而强化(衰减)是由一般在中心点高度增加(减少)。维护通常是由时间中心点的进化是接近于零。总之,这些研究采用一套组合和扩展的主观的定义(早些时候提出的条件1,2],Lejenas和Okland[的客观标准34]。

500 hPa高度在1200 UTC作为诊断大气变量。简单地说,阻塞检测标准包括:(i)满足雷克斯(1,2]标准阻塞的最低期限为5天;(2)负或小正瞧83指数(34),必须出现在time-longitude或Hovmoller图;(3)条件(i)和(ii)满足24 h后出现终止前24小时;(iv)的屏蔽应该极病房35°N,和脊应该大于5°纬度的振幅;和描述(v)阻塞发病时条件(iv)和条件(i)或(ii)感到满意,(v)终止时指定事件失败条件(v)在24小时内或更长。这个程序是用来检测“阻塞事件”500 hPa定义了阻塞时间开始和结束日期。

屏蔽强度(BI)被定义为(33] 在(1),是最大500 hPa高度封闭的反气旋区域或与脊线,然后呢是主观选择500 hPa高度轮廓包括上游和下游的低谷。BI措施绕流的振幅。为进一步的细节和例子,读者被称为(33]。

如前所述,本研究指出,世界范围的变化和天气尺度流动机制可以与发病和腐烂的“阻塞事件”。技术用于提取行星和天气尺度的高度已经使用在许多先前的研究11,12,14,只会简要介绍。

二阶,二维滤波器用于再分析高度以单独的世界范围的高度(从观察到的500 hPa高度值)(35]。过滤器执行中心加权对称有限元计算在空间维度。过滤后的数据保留2%、44%和80%的原始信号波长的3000公里,4500公里,6000公里在45°N。天气尺度的高度()得到使用更多细节关于使用的过滤过程中可以找到11]。

之后,世界范围的平均身高领域超过40°60°经度纬度框内阻塞部门产生一个数字为每个块检测。此过程类似于使用的程序(36]推导波振幅指数,除了我们平均过滤字段,然后他们在一个盒子里。他们平均整个中间纬度高度场成带,然后过滤获得一个数字NH的时期。

2.3。综合区域涡度拟能阻塞区域

在[29日),阻止被定义为一个子午扰动不纬向流。从正压涡度方程,阻塞区域一体化涡度拟能建议作为衡量带状流的变化可能导致阻塞。在这里,我们使用的猜想29日)这说明之间的关系的总和的积极特征值线性化算子的正压流和屏蔽域集成区域涡度拟能,也就是说, 在哪里和D是阻止域。简要讨论如何获得(2在附录提供)一个后,(29日]。阻止域D被定义为一个纬度和经度盒子如上所述。我们将调用的右手边(2)作为阻塞区域集成区域涡度拟能(愤怒)。我们可以把愤怒视为稳定指标。这不是作为一个阻塞的诊断之前文献中用于观察案例研究、和(2)将被用来确定流动区域的相对稳定D。高正的愤怒值对应于更不稳定的流,反之亦然。讨论的时间演化的固有模式的影响包括正压流,37]。

2.4。最大的流函数梯度的绝对值

我们数值计算流态稳定后的另一个指标(30.),也就是说,最多geosptrophic流函数的梯度的绝对值。在这里 在哪里是科氏参数随纬度用吗。变量Ω是地球的旋转速度(Ω作为rad年代¹),重力加速度。的ψ总流函数,所以所代表的数量吗也可以称为最大geosptrophic风速。这个量的最大值是阻止域内和是为了反映了子午流的变化。这个指标的稳定的行为可能有一个简单的物理意义。消失的带状流,经向变异有主要贡献。它可能因此获得一个相对最大正值在阻塞状态。更多细节,请参阅[30.]。

2.5。域的大小变化的影响

域用于(2)被定义为40°60°经度纬度框所部分2。3。纬度跨度是包括的纬度范围“阻塞事件”在情理之中。经度阻塞发病中心集中的经度程度取决于所选的“阻塞事件”。

扩大阻塞区域从不会导致任何可观的平均偏差在世界范围的高度。一个代表性的例子显示在表中1,扩大阻塞区域的影响域评估500 hPa月平均世界范围的高度选择的“阻塞事件”,我们的案例研究。“阻塞事件”发生在2004年8月05-28超过40°N - 80°和160°E - 260°E。表1表明,月平均的最大变化世界范围的相对高度值小于1%箱平均价值。相对于类似规模的变化箱平均价值被发现当我们不同的纬度,经度,选中的“阻塞事件”,在屏蔽域。

因此得出结论,阻止域平均为世界范围的高度提出了研究结果不敏感的选择屏蔽域的大小纬度和经度值的范围内指定的表1。天气尺度的高度,作为一个小规模的长度有点敏感屏蔽域的变化(15%的-20%)。

3所示。三年研究的细节

在本节中,我们首先呈现的主要特征和天气描述“阻塞事件”2002 - 2004年三年时间,然后这些事件的规模贡献特征使用部分中给出的方法2。

3.1。2002 - 2004年期间“阻塞事件”

NH阻塞事件的数量持续5天以上3年期间(2002 - 2004)在研究如下:2002(41),2003(48)和2004 (37)。在这三年时间,“阻塞事件”的总数是126。最多的“阻塞事件”发生在2003年(38%)。上述发现“阻塞事件”在三年内符合的结果(38]。

符类“阻塞事件”在3年期间的细节在附件表格形式给出B。“阻塞事件”的详细信息包括开始日期,结束日期,持续时间,BI以及地理位置。表2总结了“阻塞事件”三年时期的特点。

表2表明,一般来说,“阻塞事件”的总体特征来自这三年类似于气候学(33,39),有更多的冬季(Jan-Mar)事件和大西洋地区(290°E-30°E)事件比在其他地区。冬季事件,一般来说,比那些夏季(Jul-Sep)事件和海洋地区事件比在大陆还强。此外,从这三年多的事件,稍弱,和更持久的比39)的结果是一致的(38,40]。

3年期间(2002 - 2004),最长持续时间(35天)“阻塞事件”发生在大陆地区(100°W W和40°- 80°E - 140°E)在6月4日到7月9日,2002年,BI = 1.99(弱事件)。这是事件24数量表4。在相同的三年时间里,最强的“阻塞事件”发生在太平洋地区(140°e - 100°W),与BI = 5.39的时间6天(3月19日到2003年3月25日)。这是事件11号表5。

的天气描述“阻塞事件”显示在附录中B随后在这一节中用于评估规模贡献的行为和执行详细的稳定性分析所选下一节“阻塞事件”,这个事件是斜体标识。

3.2。规模的贡献比较“阻塞事件”期间2002 - 2004

经度在块开始从“阻塞事件”获得档案([38),附件B)。然后形成相对的“阻塞事件”框阻塞发病中心位置通过添加30°东方和西方的方向。纬度跨度为40°中间纬度按照讨论的中心部分2。静止经度纬度盒子大小选择符合气候NH空间分布的“阻塞事件”(34]。这也是符合的NH气候跟踪运动“阻塞事件”(41]。附录中给出的结果B域大小的变化很敏感吗D(见部分2。5)。

过滤后的世界范围的平均身高是在这个纬度和经度。接下来,每个域的网格点的天气尺度高度计算部分中概述的过程2框,然后平均。在附录中B条目标记为积极在世界范围的高度列如果发生,至少,这个高度平均在成熟阶段的“阻塞事件”大于相应的月度平均高度值。类似的定义被用于积极进入天气尺度列。如果“阻塞事件”在两个月内下跌等从7月25日到8月15日,规模优势贡献决定通过比较平均高度的行为相对于两个月平均值。

每月的意思是选择简单地提供一个零参考点的评估,规模是著名的生命周期事件。没有理由假定先天的的大小或签署每月每规模将相关金额是否“阻塞事件”以来形成的每月平均每年会有所不同,取决于盒子的位置和大小的盒子。块还取决于国际米兰盆地形成机制差异(41,42]。

根据我们上面的主观选择的标准比较高,阻塞事件分为以下三种类型:(我)世界范围的高度主要事件,(2)天气尺度高度占主导地位的事件,(3)alternating-scale高度主要事件。

节4代表“阻塞事件”的例子,世界范围的高度占主导地位的行为(类别(i))中详细讨论。代表类别的例子(ii)天气尺度的高度优势,和(3)alternating-scale身高优势,在这身高尺度时间序列的方式主导,本节描述未来的一些细节。

图1显示一个single-scale贡献行为选择的“阻塞事件”,对应于事件8号表6。这个事件发生在大西洋与BI = 4.62,表明它是一个强大的事件39]。事件持续了5天(2004年3月15日到2004年3月20日)。发病是块经度中心位于0°E。一个单一的(天气)剂量优势可以指出,在成熟阶段,为天气尺度的月度平均值是0.03361米,而世界范围的月度平均值是5633(与图4)。

图2显示一个alternating-scale贡献行为选择的“阻塞事件”,对应于事件3号表4。这个事件发生在太平洋与BI = 4.50,这是一个强大的事件(39]。事件持续了21天(金风送2002年1月到2002年1月28日)。块经度中心是位于250°E。我们注意到,与人物4期间,没有单一的身高优势的成熟阶段所选的“阻塞事件”。行星——和天气尺度高度上升和下降发生在生命周期的“阻塞事件”相对于各自的月度平均值。“阻塞事件”显示这种类型的height-time进化分为alternating-scale高度支配行为“阻塞事件”。然而,这一类的“阻塞事件”包括只有21%的总发现“阻塞事件”三年期间在学习。

3.3。分析总结

表3总结我们的研究结果为“阻塞事件”与单一alternating-scale整个NH三年期间主导地位。的最大(最小)的“阻塞事件”在世界范围的主导地位发生在NH 2003 (2002)。最小(最大)的“阻塞事件”天气尺度优势发生在2003 (2002)。季节性的结果表明,冬季和春季事件更天气尺度占主导地位,而夏季和秋季事件强烈世界范围的优势。综观主导的季节性变化符合季节性变化的数量和力量中间纬度气旋(例如,43])。表3阻塞检测方法是有效的只有,和规模分类用于这项研究。

是我们研究的一个重要特征是发现的规模贡献绝大多数的“阻塞事件”由single-scale高度的主导地位。这一类的“阻塞事件”从而构成代表类别的所有中间纬度在为期三年的研究期间“阻塞事件”发生。我们因此执行接下来的详细案例研究single-scale身高优势作为一个代表性的案例研究。

4所示。案例研究

在本节中,详细讨论天气方面以及流的规模和稳定性分析异常持久的“阻塞事件”,导致在阿拉斯加湾的热浪期间提出了2004年8月(44]。首先执行天气分析,然后NH流的规模和稳定性分析区域选择的“阻塞事件”发生。

在下一节中给出的案例研究,不同经度窗口用于容纳极大的空间选择的“阻塞事件”的程度。

4.1。天气分析

选中“阻塞事件”发生在02年8月到2004年8月28日。后(33),阻止发病和强化阶段02-05 8月期间,其成熟阶段是在8月05-20及其衰减阶段是在精神分裂症一般在8月。阻塞岭持续了23.5天。阻塞流位于该地区包括40°N 80°和160°E 260°E,与经度的块位于210°E。这是事件26数量表6在附录B。高于正常表面温度和低于正常降水期间报道8月在整个阿拉斯加地区(44]。

(在500 hPa高度变化)导致的阻塞在高空图方便可以量化的BI。根据BI的定义33的BI),认为“阻塞事件”对其整个生命周期平均为2.44,这意味着它是一个温和的力量“阻塞事件”。

图3表明在块开始,经向(分裂)流式模式成为普遍在500 hPa高度场位置标有十字架。在阿拉斯加湾,一个较低的高度值的5600米是直接位于东部的主要价值更高的高度。然而,特别感兴趣的是要注意,这个槽仍quasistationary阿拉斯加湾岭放大(见图3 (b)——5750米等高线位于阿拉斯加后,从图3(一个))。这个功能似乎阻碍行动的焦点地区。四天2004年8月10日开始显示低高度负责分流块阻塞加剧加深,脊(图也是如此3 (b))。的最后几天时间显示这个特性在阿拉斯加半岛传播新岭放大在白令海上游的死亡事件。块开始全面压制,8月27日均值500 hPa高度场成为近区域字符(图3 (c))。

4.2。规模分析

图4(一)显示500 hPa阻塞区域平均为世界范围的高度的整个生命周期。在块的生命周期的成熟阶段,它达到相对高度最大值(5778米)。注意积极的发生高度在成熟阶段(2004年8月05-20)阻塞的月度平均值为整个8月份是5748只。盒内的平均高度开始下降,直到前阻止衰变(21)天。这表明世界范围的流态的行为的变化。

图4 (b)显示500 hPa天气尺度高度的整个生命周期选择“阻塞事件”。在衰退阶段(8月精神分裂症一般),迁徙的时间活动爆发期间天气尺度的高度大于自衰变阶段和成熟阶段,天气尺度环境变得不稳定。区域平均的天气尺度振荡行为的象征ridge-trough主导地位的平流热浪在给定的等压水平。积极的差异对应于高压系统/岭,而负差异对应于一个槽的形成。

这个“阻塞事件”是第二个最长的“阻塞事件”2004年度的东太平洋地区。这一发现与寿命的估计是在协议(45]。这种异常长时间的“阻塞事件”影响下游地区的天气在美国大陆。西方大陆的费用在2004年8月美国大陆经历了温和的夏天(46]。这是另一个例子mid-tropospheric水平阻塞的发生影响的地区天气上游或下游的事件(例如,47])。详情下游天气气候方面的影响与阻塞,参见[48]。

4.3。稳定性分析

图5(一个)显示阻塞区域一体化的区域涡度拟能的时间演化(愤怒)500 hPa世界范围的高度。比较这个和图4(一)让世界范围的高度的时间演化,指出,8月21日到23日,愤怒的大幅增加(8月22日峰值),表明世界范围的流的不稳定的上升相对应在时间与世界范围的振幅下降高度在同一时期。

计算后的愤怒(2)下的整个生命周期的“阻塞事件”研究表明这些值之间的关系和趋势显示在图4(一)显示,阻塞区域平均世界范围的高度。从图5(一个),它指出,该地区平均涡度拟能达到最小块(8月2日之后)开始后不久,在一个相对最低的成熟阶段这“阻塞事件”。相对小的峰值的出现5日和8月15日表明世界范围的高度的降低作用(准稳)平流的脊的位置和方向。检查系列500 hPa高度的情节(如那些显示在图3)选择“阻塞事件”支持这一观点。这也是一致认为,quasibarotropic流,世界范围的流动应该强烈正压(49]。图5(一个)表明,发病后阻塞状态,块愤怒达到积极的值相对较低。

愤怒的计算也进行了考虑天气尺度涡流的影响,显示在图5 (b)。在对流层中期水平,天气尺度的愤怒并不表现出明显的趋势的三个阶段的阻塞。唯一的趋势是显而易见的是,附近的发作(第五天)后,愤怒达到一个相对较低的值,从而描述天气尺度流的相对稳定。愤怒只给一个相对变化,因此不足以明确地识别“阻塞事件”。

另一个稳定的时间行为指标显示在图中6(一)阻塞的区域平均世界范围的高度。就像前面提到的2。4,ψ获得一个相对最大值,高于相应的月度的意思是,在阻塞状态,类似于平均的时间演化世界范围的高度显示在图4(一)。后(30.),它可能会得出结论,如果描述了相对积极的变化,那么高度变化越来越不稳定。图6(一)表明世界范围的流基本上仍稳定在阻塞的相对积极的变化暗示了小于0.2%,当平均阻塞生命周期。

图6 (b)是类似于图6(一)除了我们现在利用天气尺度的高度来计算。相对急剧上升的外观在衰退阶段,相应的月度平均值之上,一直在我们的照片可辩解的相对作用的两个尺度。世界范围的流动更稳定在阻塞;天气尺度脊形成动荡因此导致流回到带状配置。这意味着一旦建立的“阻塞事件”本身,世界范围的流量相对更可预测在当前的案例研究。

4.4。讨论

世界范围的流的性质的变化可能与发病和衰变(15,24,25,50]。世界范围提供了一个良好的环境为“阻塞事件”发生时,尽管天气尺度大贡献的流量和强迫的交互组件。

改变世界范围的流动机制的证据来自检查愤怒(流稳定)计算。(图的愤怒值5(一个))下降到一个相对最低在成熟阶段的块阻塞地区协议与预期将会为选定的“阻塞事件”(与世界范围的主导地位)暗示周围的世界范围的流动成为不稳定的时间块发病和腐烂。

此外,冬天天气尺度的突出事件在夏天与世界范围的突出事件之前从中间纬度的数量和强度的年际变化气旋。它还遵循上面提到,大多数的研究(9,11,12),研究了冬季的事件,因此关注天气尺度的贡献“阻塞事件”。另一方面,即使夏季主导了世界范围的事件,迫使本身可能仍然是由天气尺度(被发现的14),或者可能是本研究选择一个事件为代表的少数温暖季节类型。这一事实指出需要更多的“阻塞事件”的案例研究。

5。摘要和结论

在本节中,三年的研究规模贡献研究进行了总结,然后提出了案例研究的结果。规模分析是由分解观察到500 hPa高度阻塞区域平均世界范围和天气尺度的高度和时间演化的贡献进行了分析在生命周期的全部“阻塞事件”。

使用NCEP-NCAR网格重新分析2002 - 2004年的数据,和平均经度纬度盒包括阻塞事件和基于我们的标准规模优势的高度值的月度平均值以上高度的月期间阻塞发生时,结果可能是总结如下。(我)126事件进行分析来确定的规模优势贡献行星和天气尺度在纬向流的阻碍。分析事件总数的79%单一的身高优势。其中,44%世界范围的主导地位而天气尺度规模优势贡献35%。剩下的21%的“阻塞事件”分为alternating-height规模优势“阻塞事件”。“阻塞事件”从12月到5月(June-November)更天气(行星)规模优势。(2)我们的结果的敏感性屏蔽域大小变化进行了研究。阻止域大小不一来,世界范围的高度偏差的平均值是发现不到1%。这表明我们的结论是相对不敏感的屏蔽域大小变化的世界范围的高度以上的经度和纬度范围内。

接下来,总结天气分析以及规模和异常长时间的稳定性分析和适度强劲的“阻塞事件”发生在阿拉斯加湾在2004年8月。这个“阻塞事件”保存在阿拉斯加湾为整个8月份导致热浪(5°C高于正常1971 - 2000年的平均气温在阿拉斯加地区)。我们的分析结果如下。(我)综观研究这个事件是通过目视检查执行的一系列NCEP-NCAR再分析生成的数据块观察500 hPa高度和得出结论,阻塞是一个积极的高程异常包括40°N - 80°和160°E - 260°E。详细的规模贡献分析,使用显式计算,执行具体的案例研究,证实了这一点。这种积极的比较让信心在我们的诊断分析过程中概述部分2。(2)概括性地,逐渐放大积极高度值上半年“阻塞事件”的生命周期(2004年8月5 - 15)后来在后来de-amplification一半的“阻塞事件”生命周期(2004年8月15-28)基于相同的观测过程中,注意到。我们的图4(一)证实了这一发现。(3)减去的行星的意思是总压强情节表明天气尺度涡流并不在这一事件中发挥主导作用。此外,通过相同的分析,指出世界范围是更稳定。这两个尺度的相对稳定作用的工作的假设下Dymnikov猜想(见附录一个)进行了分析,证实了这一发现。这是第一次这猜想已被用于一个观察的案例研究。(iv)它指出,世界范围的高度场的经向梯度存在于mid-tropospheric水平通过视觉检查。我们的结果显示在图中6(一)证实这一发现。这反过来支持使用简单的变量等作为一个可能的流动的稳定性指标。(v)这两个诊断工具中显示,世界范围的环境变得不稳定出现,然后稳定在成熟阶段的阻塞而天气尺度高度发挥主导作用,破坏世界范围的流在阻止生命周期的成熟阶段开始屏蔽衰减。的相互作用的贡献是发现阻塞的情况在三个阶段,评估他们的相对作用时的愤怒和最大的梯度流流函数。

可以指出,这项研究也证实了先前的研究的初步结论,行星——和天气尺度都是同样重要的生命周期一般在中间纬度NH纬向流阻塞(见部分1引用)。基于三年的研究中,上述观察真不管是否完全阻塞事件发生在这片土地,在陆地和海洋,或部分部分海洋。这可能表明更多的主导作用的不同尺度及其交互流一旦阻塞集合而不是地形营力。

以选择的案例研究,愤怒可能描述行星/天气尺度的稳定流动正压循环。同时两个诊断工具的知识,然而,似乎提供一个更可靠的场景出现,食物以及衰变“阻塞事件”。Dymnikov猜想的怒火给只流的相对稳定。高度变化但不提供任何潜在的洞察规模贡献和流在封锁期间的稳定。同时估计都可以建立流的存在和稳定的行为。上述观察在这项研究中发现一些理由的先前的研究中提到的部分1,得出结论,世界范围以及天气尺度的高度似乎发挥一些作用基本上阻止生命周期的所有阶段。尽管根据具体的案例研究,相对实力的角色似乎有所不同。

附录

答:区域综合区域涡度拟能

粘性不可压缩的动态方程的正压流体流函数ψ是由 的拉普拉斯算符。的是雅可比矩阵,结合了非线性相互作用。扩大ψ分别的时间和长期有效的组件,这样,在那里和。的运动方程线性化算子是,在那里

扰动能量方程的标量积是 自,在那里反对称的运营商的一部分吗和对称操作符的一部分吗,扰动能量方程可以改写在(a .),这是 注意,固定的解决方案将稳定如果操作员的所有特征值年代对静止的解决方案是负面的。我们将因此采取积极的特征值之和算子的年代驻点的不稳定的特点。

假设即固定解决方案并不依赖于区域协调模仿子午直接微扰(即阻塞)主要是纬向流和使用的周期性条件和并通过有限维度,一些代数运算后,算子的特征值问题年代()的形式 在这里,λ是eigenoperator的特征值。的λ扮演的角色特征指数。我们要寻找的一般解决方案(本)的形式取决于x和y:。这种转变,我们得到以下的特征值方程(本)

原则上,每个人都应该解这个方程获得的光谱特征值λ,这取决于请注意的垂直分量的相对涡度固定组件的流函数。这里,我们利用Dymnikov et al。29日]猜想这表明很强的相关性之间的和积极的特征指数(正压流的线性化算子的特征值)和(被阻塞)域集成涡度拟能, 可以从方程(A7) (要求寄出)首先写(要求寄出有限差分形式的),然后使用一个已知的代数关系。这是一样的(2节)2。3的文本。让我们添加一个方程的数值实现l通过Crank-Nicholson计划(29日)使用数据后三年内申请15天过滤器(世界范围)域D在北大西洋和西欧建立的有效性(A.7)。

总结,在一定程度上的平均时间轨迹发散减少的和积极的特征指数的增加,我们得到一个初步迹象的物理量,如涡度拟能,可能被视为预测指标。右手边的时间演化(A.7)可能代表正压流的相对稳定。发展主要经向扰动(y只依赖)表示流的相对稳定,我们解释为阻止Dymnikov等人猜想的工作的假设下(29日]。注意,右手边的A.7)是指区域平均(相对)涡度的平方如前所述。

b .阻塞高度比例尺贡献分析2002 - 2004年

见表4、5、6所示。

确认

作者感谢强大的中标价博士在早期阶段的工作有益的讨论。作者还要感谢曼苏尔Almazroui博士为他持续的支持与合作。

引用

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