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北半球高空风速逆转现象及机理

高空急流

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.17 气候变化驱动的大尺度环流变异与极端天气

风是一种无处不在的自然现象，风向和风速大小的改变会影响能量分布和风是一种无处不在的自然现象，风向和风速大小的改变会影响能量分布和输送。此外，人风是描述大气运动的基本要素，降水、强对流、雾、霾等天气现象都和风速的变化有密切关系。并且作为一种清洁、可再生的能源，风能是全球变暖节能减排以来人们关注的热点。因此，对风速变化的研究既有重要的理论意义，也有重要的实际应用价值。以往研究表明，近地表风速在2010 年前后由减弱趋势转为增强趋势；然而，高层风速是否呈现类似逆转仍不清楚，近地面风速逆转的物理机制还未明晰。本研究分析了1990-2020 年期间北半球高空风速的季节特征与空间分布特征；同时构建了热力指数与涡旋指数，深入分析其变化的影响因子，揭示了北半球高空风速逆转的可能驱动机制。此外，本研究明确了北半球中高纬度风速逆转的准正压结构，探讨了热力强迫和涡旋驱动的物理机制，并利用数值模式试验验证了涡旋效应对风速逆转的驱动作用。