平流层温度异常对夏季北极气旋发展与维持的影响分析

摘要

北极气旋是影响北极的重要天气系统，与温带气旋不同，一些气旋发展与维持过程受到对流层顶极涡(tropopause polar vortex, TPV)作用，其增强、维持以及垂直结构存在明显差异。本文选取不同气旋过程，利用数值天气预报(weather research and forecasting, WRF)模式数值模拟方法，设计模拟试验，分析平流层热力异常对夏季不同类别北极气旋及对应降水的影响。通过分析研究发现，与TPV联系紧密的气旋个例，其发展和维持受平流层高位涡(potential vorticity, PV)向下侵入到对流层的影响，具有明显的准正压以及上暖下冷结构的特征。敏感性试验中，减弱对流层上部及以上水平热力差异后，对流层顶的折叠特征明显减弱，与之对应气旋中心区域的平流层下侵位涡以及绝对涡度明显减弱，导致气旋中心强度及对应降水均发生显著的降低。与之相反，在另一个与TPV活动无关的北极气旋过程中，其形成发展主要受到斜压不稳定的作用，平流层的水平热力差异对气旋强度、降水量均未表现出显著的变化特征。

关键词

北极气旋 / 平流层温度异常 / 位涡 / 斜压不稳定 / 北极降水