位渦與相當位渦的氣候平均、標準差與年循環

李永安 吳思儀

國立中央大學大氣物理研究所

(中華民國八十八年十月八日收稿；中華民國八十八年十一月十八日定稿)

摘要

　　本研究主要的目的是經由分析位渦、相當位渦和其主要組成因子（靜力穩定度，濕靜力穩定度，相對渦度）的平均場、標準差場和年循環來探討位渦與相當位渦的氣候基本特性和影響其變化的主要因素。我們所用的原始資料是1949至1998年的美國國家環境預報中心重新分析資料集(NCEP/NCAR Reanalysis dataset)的月平均資料。從這些變數的平均場和標準差場的三度空間分佈我們發現，在中高緯地區，位渦和相當位渦的分佈與變化主要是受穩定度的分佈與變化所主導。絕對渦度，基本上，只有在位渦和穩定度變化比較小的中對流層和低緯地區才對位渦產生相當程度的貢獻。同時，相當位渦，由於加入了水氣效應，比位渦更能反應出含豐沛水氣的低緯低對流層的特徵。另一方面，上下層大氣的變化主要是集中在中高緯地區，而中對流層則比較集中在低緯地區。在年循環方面，我們利用多頻奇波譜分析(Multi-channel Singular Spectrum Analysis,MSSA)來萃取資料中的年循環與半年循環訊號。我們發現年循環的變化在冬、夏至時分主要是分佈在中高緯度，而在春、秋分時節則主要是集中在熱帶地區。同時，在東半球中高對流層的中低緯度，其南北向的波列結構非常明顯。至於半年循環，基本上其訊號比年循環弱很多，而且下層的訊號也比上層的弱。比較特殊的現象是在中高對流層有近似於全球波狀結構的分佈。上述年循環與半年循環的這些比較特殊的分佈是否與某些年際與季間變化有所關聯，非常值得我們進一步研究。

關鍵詞：位渦、相當位渦、氣候變遷、多頻奇波譜分析