东亚高空急流是东亚大气环流系统的一个重要组成部分，对东亚地区的天气和气候具有重要影响。本书在全面回顾有关东亚高空急流研究的基础上，围绕东亚高空急流的季节、年际及年代际等多尺度变化特征及其气候效应，利用观测和再分析资料揭示东亚副热带急流在初夏季节东西方向的突变特征、副热带急流和极锋急流位置和强度的协同变化等新的现象及其与中高纬低频遥相关型和我国气候异常的联系，阐明东亚高空急流多尺度变化的热力学和动力学机制。本书是作者及其团队近二十年来在东亚高空急流研究方面积累的最新研究成果，增加了对东亚高空急流活动基本特征和变化规律的认识，对深入开展东亚大气环流及短期气候预测研究具有重要应用价值。
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前言
第1章 东亚高空急流研究历史回顾 1
1.1 东亚高空急流的基本特征 1
1.2 东亚高空急流季节性突变特征 3
1.3 东亚高空急流天气气候效应 5
1.4 东亚高空急流形成及变化机制 9
1.4.1 大型涡旋和地形的作用 10
1.4.2 大气波动和不均匀加热的作用 10
1.4.3 青藏高原的动力与热力作用 12
1.4.4 ENSO与急流 12
1.4.5 积雪与急流 13
1.4.6 环状模与急流 15
1.4.7 瞬变扰动与急流 16
1.5 本书的主要内容 17
第2章 东亚副热带西风急流的基本特征 18
2.1 西风急流的全球分布特征 18
2.1.1 风场的经向分布特征 18
2.1.2 全球西风急流的空间分布 19
2.1.3 全球西风急流的年际变率 20
2.2 东亚副热带西风急流季节变化特征 21
2.2.1 东亚西风带垂直结构的季节变化 21
2.2.2 东亚副热带西风急流水平结构的季节变化 22
2.2.3 东亚副热带西风急流特征参数的季节变化特征 23
2.2.4 东亚副热带西风急流轴的季节性推移 24
2.3 东亚副热带西风急流季节变化的热力机制探讨 25
2.3.1 东亚副热带西风急流季节变化的热力影响机制分析 25
2.3.2 热力学方程中各项在东亚副热带西风急流季节变化中的作用 30
第3章 季节转换期间东亚副热带西风急流变化特征 36
3.1 东亚副热带西风急流年内形态变化特征 36
3.1.1 基本时空变化特征 36
3.1.2 急流中心位置的季节变化 38
3.1.3 急流轴的北跳特征 39
3.1.4 急流中心东西向形态变化特征 41
3.2 春夏过渡季节东亚副热带西风急流变化特征与夏季风的关系 44
3.2.1 东亚夏季风爆发前后各要素形态变化 44
3.2.2 东亚西风急流北跳与夏季风的爆发 49
3.2.3 南海夏季风爆发早晚年急流变化特征 51
3.2.4 急流中心东西向位置和形态变化与季风的关系 56
3.3 秋冬季转换季节东亚副热带西风急流的变化特征 61
3.3.1 秋冬季转换前后大气环流变化特征 61
3.3.2 秋冬季西风急流形态变化的年际差异 67
3.4 东亚副热带西风急流中心东西向位置变化的影响机制 68
3.4.1 温度场结构的变化 68
3.4.2 热力学方程的诊断 71
3.4.3 非绝热加热对急流中心位置变化的引导作用 72
第4章 盛夏季节对流层上层西风急流的两类型态及其气候效应 74
4.1 盛夏季节对流层上层西风急流的两类型态 74
4.1.1 西风急流与南亚高压的关系 74
4.1.2 盛夏西风急流的结构 75
4.1.3 盛夏西风急流的两类型态 77
4.2 西风急流两类型态的环流差异 78
4.2.1 高度场 78
4.2.2 温度场 80
4.2.3 流场 81
4.2.4 垂直环流 82
4.3 西风急流两类型态的热力学特征 83
4.3.1 200hPa风场的正斜压分解 83
4.3.2 西风急流两类型态的热力学诊断 85
4.4 两类西风急流型态的气候效应 87
4.4.1 东亚地区的气候差异 87
4.4.2 中国地区的气候差异 88
第5章 东亚副热带西风急流年际异常对东亚地区气候的影响 89
5.1 东亚副热带西风急流的年际变化特征 89
5.1.1 夏季 89
5.1.2 冬季 91
5.2 东亚副热带西风急流位置异常对中国东部夏季降水的影响 93
5.2.1 东亚副热带西风急流轴线指数的定义 93
5.2.2 东亚副热带西风急流位置变化对中国夏季降水的影响 96
5.2.3 西风急流位置影响长江中下游地区降水机制探讨 97
5.2.4 西风急流位置、形态变化影响“南涝北旱”降水异常分布的机理 101
5.3 东亚副热带西风急流强度变化与冬季风的关系 107
5.3.1 急流特征指数与冬季风指数的关系 107
5.3.2 东亚西风急流强度指数与冬季大气环流的关系 112
5.3.3 冬季急流强度与北极涛动的关系 118
5.3.4 冬季西风急流强度变化的预测意义 123
第6章 东亚副热带西风急流变化机制 125
6.1 200hPa纬向风场与地表加热场的奇异值分解 126
6.1.1 东亚地表加热场及200hPa纬向风分布的季节性差异 126
6.1.2 东亚地表加热场与200hPa纬向风的奇异值分解 127
6.2 地表加热场对高层风场影响机理 134
6.2.1 冬季西太平洋黑潮暖流区加热强弱年的合成分析 134
6.2.2 夏季地表加热强弱年的合成分析 137
6.3 冬季西太平洋暖流区加热异常对西风急流的影响机制 139
6.3.1 数值试验方案 139
6.3.2 结果分析 140
6.3.3 对温度场及西风急流的影响 142
6.4 春夏季节青藏高原热力作用对西风急流的影响机制 143
6.4.1 数值试验方案 143
6.4.2 结果分析 143
第7章 东亚副热带急流和极锋急流协同变化特征及其气候效应 148
7.1 东亚高空急流的空间结构 148
7.1.1 北半球西风急流的基本特征 148
7.1.2 北半球西风指数与环状模 149
7.1.3 东亚副热带急流和极锋急流的空间结构 151
7.2 东亚副热带急流和极锋急流的协同变化特征 156
7.2.1 东亚副热带急流和极锋急流的关键区 156
7.2.2 两支急流位置和强度变化特征 157
7.2.3 两支急流的主要协同变化模态 158
7.3 高空急流协同变化的气候效应 159
7.3.1 急流强度协同变化对应的大气环流特征 159
7.3.2 急流强度协同变化对应的中国地区温度和降水异常 162
7.3.3 急流强度协同变化对应的中国境内冷空气活动特征 164
7.3.4 急流位置协同变化对应的大气环流特征 173
7.3.5 急流位置协同变化对应的中国地区温度和降水异常 177
7.4 东亚高空急流位置和强度协同变化机制 178
7.4.1 经向温度梯度变化 178
7.4.2 温度平流输送异常 180
7.4.3 热带海温强迫 182
7.4.4 天气尺度瞬变强迫作用 183
7.4.5 定常波活动异常 186
第8章 东亚副热带急流和极锋急流不同配置对梅雨期降水的影响 189
8.1 梅雨期东亚上空两支急流强度的变化特征 189
8.1.1 梅雨期东亚上空两支急流的基本特征 189
8.1.2 梅雨期两支急流关键区的确定 190
8.1.3 梅雨期两支急流强度的不同配置 192
8.2 东亚上空两支急流不同配置对梅雨期降水的影响 195
8.2.1 两支急流单独变化对降水的影响 195
8.2.2 两支急流不同强度配置对梅雨期降水的影响 196
8.3 东亚上空两支急流不同配置对应的环流特征 197
8.4 东亚上空两支急流不同配置与冷、暖空气活动的关系 200
8.4.1 副热带急流和暖湿空气活动 200
8.4.2 极锋急流和冷空气活动 201
8.4.3 两支急流不同配置与冷暖空气活动 202
8.5 梅雨期东亚极锋急流与中高纬环流系统的关系 206
8.5.1 极锋急流区经向风和纬向风的变化特征 206
8.5.2 梅雨期极锋急流与中高纬槽脊系统的关系 211
8.5.3 极锋急流区经向风异常对应的中高纬环流系统特征 216
8.5.4 极锋急流区北风异常对应的冷空气路径 220
第9章 欧亚遥相关型与高空急流协同变化 223
9.1 欧亚遥相关型的变化特征 223
9.1.1 欧亚遥相关型的时间变化特征 223
9.1.2 欧亚遥相关型的空间结构特征 225
9.1.3 欧亚遥相关型与东亚大气环流的关系 226
9.1.4 欧亚遥相关型年际尺度的气候效应 233
9.2 欧亚遥相关型时空演变的动力学分析 235
9.2.1 欧亚遥相关型的生命史 235
9.2.2 欧亚遥相关型的动力机制研究 241
9.2.3 欧亚遥相关型对中国气候异常的影响 244
9.3 欧亚遥相关型与两支急流协同变化的关系 248
9.3.1 欧亚遥相关型对东亚高空急流的影响 248
9.3.2 高频和低频涡动强迫的作用 255
9.3.3 极锋急流和副热带急流不同配置对欧亚遥相关型气候效应的影响 258
9.4 欧亚遥相关型与影响我国冷涌活动的关系 262
9.4.1 中国地区冷涌的变化特征 262
9.4.2 欧亚遥相关型与冷涌的关系 265
第10章 持续性暴雪事件中东亚副热带急流和极锋急流协同变化特征 269
10.1 暴雪期间降水和东亚高空急流整体结构特征 270
10.2 与东亚高空急流变化相关联的大气环流异常特征 276
10.2.1 暴雪过程与东亚高空急流关系及环流结构 276
10.2.2 暴雪期间冷空气活动异常 279
10.2.3 暴雪期间大气低频信号特征 281
10.3 暴雪过程中东亚副热带急流的位相演变特征 286
10.4 暴雪期间东亚高空急流变化特征与其他冬季的对比分析 296
10.5 持续性暴雪期间高空急流协同变化的可能机制 303
第11章 东亚高空急流协同变化与东亚冬季风的联系 312
11.1 冬季东亚高空急流协同变化的基本特征 312
11.1.1 冬季东亚高空急流气候态分布 312
11.1.2 东亚极锋急流和副热带急流的强度变化特征 313
11.2 冬季东亚高空急流的主要变率模态 316
11.3 高空急流的主要变率模态与东亚冬季风的联系 317
11.3.1 与东亚冬季风各成员的联系 317
11.3.2 与地表气温的联系 319
11.3.3 与高空急流相联系的东亚冬季风的三维结构特征 320
11.4 东亚高空急流协同变化模态与东亚冬季风内在联系机制 324
11.4.1 热带海温异常的影响 324
11.4.2 北极海冰异常的影响 325
11.4.3 定常波活动 327
11.5 与极锋急流和副热带急流强度反位相变化模态相联系的外强迫和大气内部动力过程 328
11.5.1 热带海温异常的影响 328
11.5.2 定常波活动和瞬变波活动 329
第12章 东亚高空急流协同变化的年代际演变及机制 332
12.1 高空急流协同变化的年代际特征及机制 333
12.1.1 年代际转折点的确定 333
12.1.2 急流强度和位置的年代际变化特征 334
12.1.3 急流年代际变化背景下的环流和气候异常 336
12.1.4 高空急流年代际变化机制 339
12.2 IPO和AMO对不同增暖期高空急流协同变化的年代际异常的影响 344
12.2.1 不同增暖期高空急流协同变化年代际异常及其气候效应 344
12.2.2 不同增暖期高空急流协同变化年代际异常机制 347
12.2.3 IPO和AMO影响高空急流协同变化年代际异常的相对贡献 360
12.3 极地增暖对高空急流协同变化的影响 362
12.3.1 高空急流协同变化的数值模拟 363
12.3.2 海冰融化对高空急流协同变化的影响 367
12.3.3 海冰融化对中纬度大气环流的影响 371
参考文献 375
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