目錄
第一章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 大氣湍流 3
1.2.1 大氣湍流簡介 3
1.2.2 大氣湍流時(shí)空分布以及相關(guān)因子 4
1.3 大氣重力波 5
1.3.1 大氣重力波簡介 5
1.3.2 重力波線性理論 7
1.4 大氣行星波 11
1.4.1 大氣行星波簡介 11
1.4.2 行星波傳播機(jī)制 12
1.5 波流相互作用 14
1.5.1 臨界層濾波 15
1.5.2 平流層爆發(fā)性增溫 17
1.5.3 平流層準(zhǔn)兩年振蕩 17
1.5.4 大氣阻塞 19
1.5.5 波導(dǎo)遙相關(guān) 20
1.6 本書內(nèi)容結(jié)構(gòu) 21
1.6.1 本書內(nèi)容 21
1.6.2 章節(jié)結(jié)構(gòu) 22
第二章 資料和方法介紹 24
2.1 數(shù)據(jù)資料 24
2.1.1 往返式平飄探空數(shù)據(jù) 24
2.1.2 無線電探空數(shù)據(jù) 26
2.1.3 再分析數(shù)據(jù) 28
2.1.4 Aura／Mls衛(wèi)星數(shù)據(jù) 30
2.1.5 CMIP6模式數(shù)據(jù) 32
2.2 理論與方法 34
2.2.1 湍流的識別與計(jì)算 34
2.2.2 小尺度重力波的識別與量化 36
2.2.3 慣性重力波參數(shù)的提取 38
2.2.4 準(zhǔn)共振放大理論及計(jì)算 43
2.2.5 行星波參數(shù)計(jì)算 45
第三章 湍流活動特征及其與降水的關(guān)系 48
3.1 引言 48
3.2 探測數(shù)據(jù)介紹 49
3.3 西北地區(qū)湍流參數(shù)結(jié)果 50
3.3.1 背景場分布特征 50
3.3.2 湍流參數(shù)的計(jì)算和分析 52
3.4 平流層異常湍流分析 56
3.4.1 背景大氣穩(wěn)定性分析 56
3.4.2 湍流影響要素分析 58
3.5 湍流統(tǒng)計(jì)特征分析 61
3.5.1 背景場分布特征 61
3.5.2 湍流參數(shù)的計(jì)算和分析 64
3.6 湍流與降水的關(guān)系 65
3.6.1 湍流與降水的分布趨勢分析 65
3.6.2 對流層中上層湍流與降水的相關(guān)系數(shù)分析 69
3.7 本章小結(jié) 75
第四章 平流層小尺度重力波的識別與診斷分析 77
4.1 引言 77
4.2 探測試驗(yàn)介紹 78
4.3 小尺度重力波的波數(shù)譜分析 81
4.3.1 譜分析方法 81
4.3.2 譜分析結(jié)果 83
4.4 小尺度重力波的擾動特征分析 88
4.4.1 三階結(jié)構(gòu)函數(shù)分析 88
4.4.2 多階結(jié)構(gòu)函數(shù)分析和Hust指數(shù) 90
4.4.3 重力波的演化特征及奇異測度 93
4.4.4 小尺度重力波的識別 96
4.4.5 相關(guān)數(shù)據(jù)處理的補(bǔ)充說明 98
4.5 統(tǒng)計(jì)結(jié)果及其在物質(zhì)交換和能量傳輸中的響應(yīng) 98
4.5.1 擾動參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果 98
4.5.2 多尺度波動之間的潛在聯(lián)系 109
4.5.3 參數(shù)空間和臭氧傳輸?shù)年P(guān)系 110
4.5.4 單物理流區(qū)結(jié)果的計(jì)算 113
4.6 擾動參數(shù)的準(zhǔn)拉格朗日測量 116
4.6.1 測量方法改進(jìn) 116
4.6.2 測量結(jié)果分析 119
4.7 本章小結(jié) 122
第五章 慣性重力波活動分析及其在QBO中斷中的特征 125
5.1 引言 125
5.2 測站介紹和背景場介紹 126
5.2.1 探空站點(diǎn)簡介 126
5.2.2 背景場分析 127
5.3 速度圖分析 129
5.3.1 準(zhǔn)單色慣性重力波特征 129
5.3.2 垂直波數(shù)譜分析 133
5.4 斯托克斯參數(shù)法 135
5.4.1 速度圖分析和斯托克斯參數(shù)法計(jì)算結(jié)果的對比 135
5.4.2 IGW參數(shù)的箱線圖分析 136
5.4.3 IGW溫度擾動的譜分析 138
5.4.4 IGW的能量和動量通量分析 139
5.4.5 IGW的頻率、波長和傳播特性分析 143
5.5 慣性重力波對背景風(fēng)場的強(qiáng)迫 147
5.5.1 動量通量的水平相速度譜 147
5.5.2 15／16D期間的背景場特征 149
5.5.3 15／16D期間的IGP活動特征 151
5.6 本章小結(jié) 154
第六章 天氣尺度行星波的準(zhǔn)共振放大與極端高溫 157
6.1 引言 157
6.2 近年來準(zhǔn)共振放大事件與極端高溫的關(guān)系 158
6.2.1 2022 年夏季的準(zhǔn)共振放大事件 158
6.2.2 重疊波導(dǎo) 159
6.2.3 近幾年的共振波事件及其背景流的配置 161
6.3 共振波在極端高溫中的作用 164
6.3.1 對不同類型高振幅波的地表溫度響應(yīng) 164
6.3.2 中緯度極端天氣指數(shù) 167
6.3.3 波流相互作用的機(jī)理分析 171
6.4 共振波的趨勢分析 173
6.4.1 再分析資料中共振波的趨勢分析 173
6.4.2 CMIP6 模式中共振波的趨勢分析 175
6.5 本章小結(jié) 180
第七章 準(zhǔn)靜止行星波的赤道向傳播與QPO中斷 181
7.1 引言 181
7.2 兩次QPO中斷期間的異常行星波活動 182
7.2.1 行星波的氣候態(tài)特征 182
7.2.2 異常的波活動特征 184
7.3 異常行星波的傳播和耗散 188
7.3.1 不同時(shí)段的波強(qiáng)迫和傳播 188
7.3.2 東移行星波的破碎 190
7.4 波動力配置與平流層爆發(fā)性增溫 195
7.5 再分析資料的驗(yàn)證 200
7.6 本章小結(jié) 209
第八章 后記 211
8.1 主要工作和結(jié)論 211
8.2 主要創(chuàng)新點(diǎn) 213
8.3 未來工作展望 214
參考文獻(xiàn) 216