冬季MJO活动的特征分析及其对中国地区低频臭氧分布的影响

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MJO是热带地区重要的低频环流系统,其活动及异常对大气成分的影响不容轻视。关注MJO活动与我国低频臭氧之间的关系对了解大气成分季节内振荡,对提高大气成分变化的预测具有重要意义。本文利用NCEP/NCAR、NOAA、 MACC-Ⅲ、澳大利亚气象研究中心提供的日平均再分析资料,采用了带通滤波、MV-EOF、EOF正交分解、合成分析、SVD分析,Liang-Klee man信息流等多种诊断分析方法,探讨冬季MJO活动的变化特征及其对我国低频臭氧的影响,得到以下结论:(1)冬季MJO活动呈纬向1波的分布,纬向风场的高低层配置相反,近赤道(15°S-15°N)东印度洋-印尼群岛(西太平洋),对流活跃(抑制),反之亦然。这两个地区的对流活动呈现“反位相”现象,因此将东印度洋-印尼群岛(60°E-120°E)和西太平洋(120°E-180°E)选取为冬季MJO活动的关键区;(2)MJO活动的强、弱事件在逐年冬季分布上无规律性,但呈现一定的地域性,东印度洋-印尼群岛地区、太平洋地区为MJO活动常发区域;且MJO活动向北传播现象不明显,以向东传播为主;(3)我国低频臭氧存在冬高夏低的季节分布特征,北高南低,东高西低的空间分布特征;(4)东印、西太关键区的MJO活动对我国的西南地区-东南沿海一带的低频臭氧有明显的单向信息传递,表明MJO活动对低频臭氧有影响作用,可使低频臭氧发生变化;而我国低频臭氧对MJO的信息传递基本为零,表明低频臭氧对MJO活动基本没有影响;(5)MJO活跃中心位于关键区时,我国的低频臭氧呈现负异常分布,最大负异常值出现东印关键区,可达到-4DU/d;负异常大值中心随着MJO的活跃中心向东移动,强度减弱;MJO活跃中心移除关键区后,我国低频臭氧的负异常随之减弱,甚至转为正异常;(6)东印关键区的低频OLR场发生正(负)异常,对流抑制(活跃),则我国的低频臭氧正(负)异常:西太关键区以北(50N-150N)的低频OLR场发生负(正)异常,对流活跃(抑制),则我国的低频臭氧负(正)异常;(7)MJO在东印关键区活跃,低频环流场配合相当一致,对流活跃,水平和垂直运动剧烈,加速低频经向环流的发展,从而改变了我国上空低频环流的形式,最终影响了我国的低频臭氧强度和分布形式,近赤道的偏南气流将低纬度的低值臭氧输送到我国,致使我国的低频臭氧量减少;MJO在西太关键区活跃,反气旋性环流控制了我国,偏北气流阻止了低纬度的臭氧向中高纬度输送,同时也带来了中高纬度的臭氧在局地堆积,致使我国局地低频臭氧的负异常减弱,加之两个显著气旋性环流异常相互配合,促进经向环流的发展,对我国东南沿海-黄淮地区的低频臭氧分布形式产生影响。
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