冰岛低压位于大西洋北部冰岛附近,为副极地低压带上的一个半永久性低压中心,其强度和范围随季节而变化。
概念冰岛低压是指随着北半球冬季强烈加深,中心气压值约为997百帕,其低槽可向西南伸展到美国东海岸;夏季,中心气压值升至1009百帕,仅在冰岛附近的洋面上保留不显著的低压中心。
究其成因,是因为三圈环流中的副极地气压带被亚欧大陆上的西伯利亚高压割断,残留在大西洋上的部分,因位于冰岛附近,故名冰岛低压。
研究冰岛低压意义和目的月平均气压场或等压面位势高度场上的大气活动中心代表着稳定持久、尺度巨大的大气环流系统,它们的存在和演变对周围环流和天气有显著影响,其多年变化与我国短期气候振荡有密切关系1。因此,研究它们的位置和强度的变化规律一直是天气预报研究的重要内容。多年来,关于西太平洋副高和极涡的研究已取得丰硕成果,其中一些已用于长期天气预报业务当中,这表明研究大气活动中心的性质具有一定的实践意义。
冰岛低压(以下称为“IL”)是北半球六个“大气活动中心”之一,是北半球冬季主要的大气环流系统,位于大西洋北部冰岛附近,为副极地低压带上的一个永久性低压中心,其强度和范围的变化控制着欧洲西北部和北美东部的大范围天气状况。同时,冰岛低压也是北大西洋涛动(NAO)的重要组成部分。早在1923年沃克(Walker)就发现了冰岛低压与亚速尔高压两个大气活动中心的气压变化为明显的负相关,并称这种现象为北大西洋涛动(NAO)。研究表明,冬季北大西洋涛动与西伯利亚高压范围呈反向变化关系,对我国天气气候有一定影响。因此,几的强度和范围异常与欧洲西北部和北美东部大范围气候异常相关显著,可能与同期西伯利亚高压及我国区域气候异常也存在一定的关系。
研究进展在大气环流异常研究中,经常采用环流指数来简洁、定量地描述环流系统的性质。从20世纪60年代,我国学者就开始对大气活动中心的统计特征(如强度、位置、周期等)、相互间关系和其年际与年代际变化对天气气候的影响等方向进行广泛研究,并对它们与SST异常信号、其它环流系统以及大范围降水场、温度场等的相互关系做了一系列分析工作,最终获得有价值的结果。对于冰岛低压的性质,国内外学者做了长期广泛的研究,如:任广成等2用冬季冰岛低压所在区域9个格点的海平面气压距平和来表征冰岛低压强度;利用5~65°N、50~20°W区域海平面气压极值表示冰岛低压强度。定义一个冰岛低压指数的计算公式,从逐月的海平面气压图上划出冰岛低压中心位置的活动区域,用该区域内的格点气压值计算低压环流指数。用1984—1994年的5~65°N、50~20°W海平面气压平均值来表征冰岛低压的强度,指出冰岛低压与北大西洋高压及亚洲地区纬向环流指数存在显著相关,表明强NAO对应亚洲地区强纬向环流。分析1873~1995年的月平均海平面气压场,指出此期间阿留申低压与冰岛低压的基本态改变最大,预测特别弱的西伯利弧高压、特别强的阿留申低压以及强NAO的慢变环流还可能维持30年左右,所以北半球冬季还将长期处于气候暖背景下。
一些学者在冰岛低压研究中考虑了其中心位置的变化。吴洪宝等以相应月份冰岛低压所在区域气压的极小值和它所在格点的经纬度,作为冰岛低压强度和中心位置指数。研究表明,1899-1980年间冬季冰岛低压约南移了7个纬度。冬季阿留申低压和冰岛低压东西向摆动反位相。用一天两次的海平面气压场资料,通过气旋的自动跟踪检测算法研究冰岛低压气旋活动范围和中心位置。
由于分析所用资料、方法及分析时段的差异,前人所得结论不尽相同,且大部分仅考虑了大气活动中心的气压值和中心位置,对年际差异较大的面积和形态未做讨论,因而有必要用新资料和新方法对冰岛低压的异常特征做进一步的系统性分析。
王盘兴等3在总结前人工作的基础上给出了闭合气压环流指数的普适定义和分析方法。认为完整描述气压(位势高度)场中的一个闭合气压系统,需要定义该系统的强度指数P、面积指数S和中心位置指数(λC,φC)。将该方法应用于10hPa极地涡旋,100hPa南压高压,1000hPa蒙古高压,1000hPa阿留申低压等研究中,均取得了有意义的结果。
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胡芳碧 - 副教授 - 西南大学