冬季北太平洋海域内存在两条主要的纬向延伸的海盆尺度海表温度经向梯度带状大值区——副热带海洋锋区和副极地海洋锋区。其中,副热带海洋锋位于28°
N~32°
N附近,几乎横跨整个北太平洋海盆。副极地海洋锋位于42°
N左右,自日本岛附近向东延伸。由于副极地海洋锋强度和位置的变化对中纬度大气环流场和风暴轴活动有很重要的影响,因此一直受到诸多关注。以往的研究提出, “气压调整机制”和“垂直混合机制”都可以用来解释局地大气边界层和海表风场的空间结构对海洋锋响应的物理过程。
海洋锋除了通过以上两种机制影响局地低层大气以外,还可以通过“海洋斜压调整机制”来维持北太平洋对流层中高层风暴轴,而风暴轴异常与西风急流异常间存在共生关系。冬季北太平洋西风急流高、低频变化之间的动力相互作用,特别是波破碎过程,对高层西风急流的变化起着重要的作用。可见,冬季北太平洋海洋锋强度异常与上空西风急流之间存在着密切的联系。已有的观测分析及数值模拟证实了副热带海洋锋强度的异常对应着北太平洋冬季西风急流相当正压结构的强度变化,但相关的动力学机制还不明确,这正是本文研究的核心问题。由于北太平洋上空的西风急流的变化能直接影响北美地区的天气和气候,因此研究副热带海洋锋强度变化对高层纬向西风的影响有着十分重要的意义。
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