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摘要：本文利用NCEP/NCAR 1948~2013每年4月的平均高度场资料确定春季北支脊的强度指数和东、西位置指数，再结合中国气象局国家气候中心提供的1961-2012年4月全国567个测站月温度资料，通过相关分析、对比分析等方法，对春季北支脊的强度指数和位置指数与大气环流的关系进行探究。
关键字：春季北支脊；强度指数；大气环流
引言
青藏高原是中国最大同时也是世界海拔最高的高原。高原北部即新疆北部和蒙古西部一带形成的动力性高脊（下称北支脊）以与南支槽截然不同的路径和方式影响着我国的气候。根据南支槽的相关研究，本文认为在春季，北支脊与我国大气环流之间也存在一定的关系，并针对此问题进行探究。
1资料与指数定义
1.1资料
本文所使用的环流资料为NCEP/NCAR月平均在分析资料，水平分辨率为的经纬度网格，时段为1948-2013年历年4月。春季一般指每年的3月，4月和5月，而3月属冬春季节转变期，5月属春夏季节转变期，4月的春季大气环流特征相对比较稳定且更具有代表性，因此选取4月来代表春季。所使用的温度资料为1961-2012年4月全国567个测站的实测月平均温度资料。
1.2指数定义
本文参照吉尔斯东亚大槽的强度指数和位置指数的定义方法，对春季北支脊的强度指数以及位置指数进行定义。由于春季北支脊主要活动的区域范围是35°N-45°N，70°E-90°E。在时间范围为1948-2013年历年4月份，纬度范围为35°N-45°N，经度范围为70°E-90°E内，从70°E起，每间隔2.5个经距，计算所在经度上每2.5个纬距的位势高度并得出该经度上的位势高度平均值（共9个），然后比较所求得的9个平均位势高度值，取9个平均位势高度值中最大值作为春季北支脊的强度指数。那么，将最大平均位势高度值所在的经度作为衡量春季北支脊位置偏东、偏西的位置指数。强度指数的值越大（小）代表春季北支脊的强度越大（小）；位置指数的越大（小）则代表春季北支脊的位置偏东（西）。吉尔斯的定义方法既能充分地反映春季北支脊的主要强度，又能清楚地描述北支脊在纬向上的东、西摆动情况。
2春季北支脊与我国大气环流的关系
2.1春季北支脊强度与我国大气环流的关系
2.1.1 500hPa位势高度场的分析
当北支脊强度大时这些地区的500hPa位势高度大；而我国渤海、山东东部、辽宁以及吉林南部和黑龙江南部地区则存在明显的负相关。从春季北支脊强、弱年500hPa位势高度距平场来看，强年以江西、湖北、河南、山西以及内蒙古自治区中部为界线，界线以西平均位势高度值为正距平，界线以东平均位势高度值则为负距平；弱年同样以江西、湖北、河南、山西以及内蒙古自治区中部为界线，但界线两边的距平情况与强年相反。强度指数与温度的正负相关区域与温度的正负距平区域基本一致。
2.1.2海平面气压场的分析
海平面气压场的配置与高空500hPa情况类似，但在我国范围内仅呈现正相关，且以江西、湖北、河南、山西以及内蒙古自治区中部为界线，在界线的西部的相关系数通过了0.01的显著性相关检验，相关性较好。这说明北支脊的强度与海平面气压场存在相关性，若北支脊强度呈增强趋势，海平面气压场也会相应的上升，反之，则降低。为配合强度指数与海平面气场的相关性进一步探究海平面气压场配置影响春季我国温度的可能性，将对强、弱年海平面气压距平场进行对比分析和讨论。
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强年的海平面气压距平与强度指数与海平面气场的相关性较为吻合，我国整体在强年都处于海平面气压正距平中，气压相对较高；而弱年海平面气压场配置与强年相反，但我国东北地区以及内蒙古自治区东北地区仍处于高压中，其余地区则处于低压控制。
2.2春季北支脊位置与我国大气环流的关系
2.2.1 500hPa位势高度场的分析
我国范围内仅处于正相关分布，即我国新疆东部地区、青海地区、甘肃地区、内蒙古中西部地区以及华北大部分地区。其中华北大部分地区相关性较好，相关系数达到0.4，且通过了0.01显著性水平检验。而负相关地区主要位于东欧平原，并且在里海和咸海的相关性也较好，通过了0.01显著性水平检验。
偏东年500hPa位势高度场正距平的区域与位置指数和500hPa平均位势高度场的正相关区域几乎一致。同时，负距平地区位置指数和500hPa平均位势高度场的负相关区域也几乎重合，且我国的西北地区的西部，已经处于高空槽前，此处可能正在聚集高纬度的冷空气，准备入侵我国。由于正距平高压的影响，我国暂时未受到影响，于是位置指数与500hPa位势高度场相关处于正相关的地区，温度相对偏高。而偏西年，我国与东欧平原的位势高度距平场正负距平的分布情况恰好相反，我国华北、西北、西南，中部以及华南地区处于负距平区，位势高度相对较低，有辐合运动，高纬度地区的冷空气沿着正距平等位势高度线进入上述地区，温度相对偏低。
2.2.2海平面气压场的分析
位置指数与1948-2013年近66年4月平均海平面气压场呈现负相关的区域出现在西西伯利亚平原至我国准葛尔盆地和克里木盆地，正相关区域为阿拉伯海西部亚丁湾地区。这些区域的海平面气压场与春季北支脊的位置的东西摆动呈相反变化趋势，即春季北支脊的位置偏东时，其海平面气压则相对较低，偏西时，则相对较高。
为更进一步解释位置指数与海平面气场的相关性，将对偏东、偏西年海平面气压距平场进行对比分析和讨论。春季北支脊偏东、偏西年海平面气压距平场进行对比后得出，偏东年的海平面气压正距平区域为我国华北、东北地区以及西南大部分地区，我国新疆地区及其西北部的西西伯利亚平原处于海平面气压负距平中，气压相对较低，但负距平较弱，存在弱的辐合上升运动。而偏西年海平面气压场配置与偏东年大致相反，西西伯利亚平原为一个大的海平面气压正距平中心，气压相对偏高。
3结语
通过上述分析得出以下结论：
（1）春季北支脊作为西风带的重要分支，强度和位置都有明显的年际变化特征。北支脊强度呈现整体逐渐增强的趋势，且趋势较为明显，21世纪后北支脊强度偏强的次数占总次数的1/2。春季北支脊的位置同样有明显的年际变化，但东西振荡情况稳定，其中20世纪50年代出现连续北支脊位置偏西的情况。
（2）春季北支脊强度和位置的变化对东亚的大气环流有存在一定的影响。春季北支脊强度和位置变化所影响的区域往往是强、弱年相反，偏东、偏西年相反。北支脊强年强度正相关地区的500hPa位势高度升高，海平面气压升高，高低空配置对应温度上升；北支脊弱年，情况相反。北支脊偏东年位置正相关地区的500hPa位势高度升高，海平面气压偏低，但高空500hPa我国西北地区处于槽前，冷空气聚集，但未入侵我国，温度相对偏高。北支脊偏西年，情况相反。强、弱年，偏东、偏西年的大气环流形势差异明显，并能较好的解释同期温度异常的原因。因此，春季北支脊的异常必然会引起我国温度的异常。
参考文献：
[1]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，唐东升编著．天气学原理和方法 --4版 ．北京：气象出版社，2000.10：200．
[2]罗兴宏．那曲冬季雪灾天气的500hPa形势场的客观分型[J]. 气象，1995，21（1）：40-42．
第一作者简介：竹筱（1991-），女，汉族，四川乐山人，大学本科（研究生在读），助理工程师，从事气象预报工作。
论文作者:竹筱,杨力超
论文发表刊物:《科技研究》2018年8期
论文发表时间:2018/10/24
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