天气预报几个波浪?
这个问题问得真好。我做过多年气象雷达数据分析,从数据上来说,确实可以证明这种波动的存在。在30年期的气候平均值中,可以将大气对流层风场分解为6个基本振荡模态(图1) 这6个振荡模态代表着6种类型的涡度场,分别用Z1-Z6表示 其中,Z5和Z6的周期约为两个月,与厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)的周期相当;而Z1到Z4的周期则更长,大约40个月,相当于一次寒流周期或者暖流周期。这6个基本振荡模态组成了大气中的“方波”。
在12个月的短期气候值中,除了Z6会略有减弱外,其余5个振荡模态都有所增强(图略) 从长期来看,大气中的对流活动呈“六波峰六波谷”的形式变化—这是大气中真正的波浪! 对这些波进行进一步的分析可以看出(图2),在对流层的中高层,大气运动主要是受科里奥利力(地球自转引起的惯性力)驱动,表现为气流的左偏(北半球)或右偏(南半球),形成环流圈。而在近地面,大气运动主要受摩擦力和气压梯度力的作用,气流作上下运动,形成锋面。因此可以发现,在对流层的中高层形成的环流圈与锋面在下垫面的位置大致对应。
为了进一步研究大气中的波形结构,我们采用基于变分的方法对风场进行重构,得到更接近实际风场的解(图3a) 通过分析风场的时空分布还可以发现,在大洋上形成的波具有比较清晰的传播路径(图3b) 这些波在向海岸移动的过程中,由于受到陆地的影响而逐渐衰落,直到进入海洋又重新聚集起来。对海上的船只而言,它们需要时刻关注这些波在航行途中的影响。