不同地转速度对季风分布及强度影响的数值模拟

本文利用风场标准化季节变率指数来探讨不同地转速度或自转周期下,全球季风的水平和垂直分布特征以及其随自转周期的不同而发生的规律性变化,同时探讨了经、纬向风的季节反向对季风区显著分布的影响。此外,定义一个新的表征季节变化相对大小的指数来探讨不同自转周期下,风场季节变化相对于地球自转周期条件下的强度的相对大小。结果表明,在水平方向上,经典的季风区随着自转周期的变化而有所不同;相对实际地球大气而言,在快转条件下,风场季节变率指数显著区在纬圈上呈带状分布,且随自转周期增大,其范围有逐渐减小的趋势;而在慢转条件下,则呈现区域片状甚至经向带状分布,且随自转周期增大,其范围有逐渐增大的趋势。在垂直方向上,在快转条件下,近地面的风场季节变率指数显著区分布比较凌乱,而慢转条件下,则分布比较规则,主要集中在赤道及副热带地区上空,且北半球分布范围更广泛。100hPa高度以下和500hPa高度之上,风场季节变率指数显著区主要分布在南、北纬30°之间,其南北宽度和高值中心的强度随自转周期的改变存在一个规律性变化;100hPa高度以上,在相对快转条件下,风场季节变率指数显著区呈南北对称分布,且主要分布在赤道及副热带地区上空,高值中心强度随自转周期规律性变化,而相对慢转条件下,显著区范围显著减小甚至消失。此外,在相对快转条件下,纬向东、西风带的季节反向是造成风场季节变率指数显著分布的直接原因,而相对慢转条件下,尤其是对流层中上层100hPa高度以下,经向风的季节反向是造成风场季节变率指数显著分布的主要原因。另外,在相对快转条件下,风场季节变化相对大小的高值区主要分布在热带赤道上空的整层大气,而相对慢转条件下,其高值区广泛分布,且随着自转周期逐渐增大,在100hPa高度之上高值区逐渐向南北极缩小甚至消失。