本文利用ECMWF再分析资料及Hadley中心提供的海温数据分析了20世纪90年代以后华北地区初春低温增强的原因,并通过数值模拟结果予以验证。结果表明,北大西洋"马蹄型"海温模态与影响我国华北地区的欧亚波列存在显著的相关关系。同时该海温模态与1997年以后北大西洋关键区垂直波作用通量有着较密切的相关关系,1997年以后北大西洋地区的500 hPa环流模态,整体呈现出东移南撤的趋势。1997年以后格陵兰岛东侧表面温度受异常热力强迫导致正值区增多,同时此处西风急流加大,有利于Rossby波向下游传播,导致其下游欧洲大陆地区形成暖脊。通过局地多尺度能量涡度分析法(Localized Multiscale Energy and Vorticity Analysis,简称MS-EVA)证明格陵兰岛东侧关键区表面温度的异常热力强迫作用与气压梯度力在对流层整层做正功,导致高层动能的增加并向外辐散,使得脊加强向北伸展。通过欧亚波列致使下游华北地区上空气旋式异常加强,促使亚洲极涡加强和稳定维持,华北地区温度下降剧烈,极端低温事件增多。最后通过CAM5.1模式模拟研究了北大西洋"马蹄型"海温模态对大气环流异常及华北地区极端低温的影响。模拟结果很好地验证了观测结果,进一步表明该海温模态可以通过激发出欧亚波列,影响欧亚大陆大气环流异常,进而导致我国华北地区气旋性加强和经向环流加大,极端低温事件增多。
利用1951—2013年山东122个气象观测站资料,分析山东冬季气温演变特征以及异常冷暖年相对应的大气环流异常。结果表明:山东冬季气温的年代际变化特征明显,冬季变暖的时间是从20世纪80年代中期开始,突变年为1986年;冬季异常冷暖年,乌拉尔山高压脊存在明显差异;在500 h Pa高度距平场上欧亚大陆呈反位相分布,异常冷年极强负距平中心位于贝加尔湖附近,山东处于负距平区底部;异常暖年,正距平中心位于巴尔喀什湖附近,山东处于正距平中。另据分析,冬季拉尼娜事件发生,和山东冬季气温偏冷有较好的关联性;并发现冬季气温与前期7月Nino3区海温正相关最好。
