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扰动位能新概念及在东亚季风区的年际变率

高丽  李建平  
【摘要】:针对局地环流能量转换问题,本文提出了扰动位能的新概念,将其分解为大气扰动位能(简称扰动位能)和表面扰动位能两个部分,给出了扰动位能各阶矩的数学表达形式,结合资料指出二阶以上的扰动位能高阶矩相对于其一阶矩和二阶矩来说是小量,可忽略,并指出扰动位能二阶矩的全球平均恰好等于传统的有效位能,但两者在物理意义上明显不同。结合NCEP/NCAR再分析资料,考察了扰动位能的全球分布特征。结果表明,扰动位能一阶矩在热带地区为正,高纬度地区为负;二阶矩在热带和高纬度地区出现极大值,在副热带及中纬度地区出现极小值,即在南北方向上呈现三峰二谷的特征;在局地上,由于一阶矩在数值上较二阶矩绝对占优,因此,扰动位能的分布与其一阶矩的情形相似。进一步对东亚季风区扰动位能的一阶矩项和二阶矩项进行考察,发现具有明显的年际变率和年代际变化特征,这对于研究局地能量有效性以及环流异常机理都是相当有益的。

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