冬季欧亚中高纬大气低频振荡的传播及其与欧亚遥相关型的关系

杨双艳 武炳义张人禾周顺武

1深圳市国家气候观象台，深圳518040

2中国气象科学研究院，北京100081

3南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室，南京210044

1 引言

大气低频振荡（Low-Frequency Oscillation，LFO）通常是指时间尺度在10 d以上、100 d以内的大气变化。LFO首先由Madden and Julian（1971）于1971年在热带地区发现，随后，他们（Madden and Julian，1972）进一步证实全球热带地区都存在LFO。研究表明，不仅在热带地区（Jiang and Waliser，2009；Wen et al.，2010；Janicot et al.，2011），而且在副热带（Mao et al.，2010；Wen et al.，2011），甚至全球（Kikuchi and Wang，2009；Yang，2009）都存在 LFO。已有研究（孙国武等，2010）将 LFO应用于延伸期预报中，为初步解决天气/气候预报衔接的时间缝隙问题提供了一种可能途径。热带地区的LFO多为对流直接激发产生（Jiang et al.，2004；Mounier et al.，2008），其垂直结构（Chatterjee and Goswami，2004；Yokoi and Satomura，2006）、水平结构（Kiladis and Wheeler，1995；Slingo et al.，1996）、经向传播特征（Jiang and Waliser，2008；琚建华等，2008）以及纬向传播特征（Chatterjee and Goswami，2004；Hsu and Li，2012）等已经有诸多研究成果。热带 LFO存在显著的年际变化特征（Shinoda and Han，2005），且在年际尺度上同外强迫之间有密切关系（Han et al.，2010）。热带LFO对热带气旋（Chen et al.，2009）、季风（穆明权和李崇银，2000；Qi et al.，2009）和 ENSO（El Niño La Niña–Southern Oscillation）（Yun et al.，2008）均有重要影响。近年，学者已经开始关注用模式来模拟热带地区的LFO（Weare et al.，2012）。可见，目前关于热带地区LFO已经有相当广泛的研究，而关于中高纬地区LFO的研究还十分有限。

Li and Wu（1990）和 Anderson and Rosen（1983）的研究揭示中高纬地区LFO的存在。肖子牛和李崇银（1992）也指出在对赤道东太平洋海表温度距平的响应场中，LFO在中高纬，尤其是高纬度地区，有较大扰动能量。因此，LFO不仅仅在热带地区很重要，在中高纬地区同样重要。虽然有研究（Wallace and Blackmon，1983）指出中高纬大气 LFO 与非线性相互作用和外源强迫密切相关，但到目前为止，中高纬 LFO还缺乏较系统的研究。中高纬地区 LFO的主要周期段、传播特征等还十分不清楚。这些问题，目前的研究少有涉及，也正是本文的出发点。

本文以冬季欧亚中高纬地区 LFO为主要研究对象，首先，揭示冬季LFO的主要低频周期段；然后，分析主要周期的传播特征，并构造了一个能较好反应 LFO强度的指数；最后，在年际时间尺度上，探讨了欧亚中高纬LFO强度与欧亚遥相关型之间的联系。这些研究有助于进一步理解中高纬LFO的活动特征和动力学机制，并为低频尺度预报提供一些可靠线索。

2 资料和方法

本文所用的资料和方法主要包括：

① 1979～2011年第Ⅰ套NCEP/NCAR再分析资料。其中包括逐日和逐月850 hPa和500 hPa纬向风（U850、U500）、经向风（V850、V500）和海平面气压（SLP），以及逐日σ= 0.995层的温度（T995，代表地表温度）和逐月200 hPa高度（Z200）和500 hPa高度（Z500）。以上资料的水平分辨率均为 2.5°×2.5°（Kalnay et al.，1996）。定义当年 12月至次年2月的平均为当年冬季平均。提取1979～2010年共32 a逐月变量的冬季平均。用功率谱分析∗∗功率谱分析程序由中国科学院大气物理研究所李建平研究员提供（http://ljp.lasg.ac.cn/dct/page/65539 [2012-10-20]），为减小误差，对结果进行了汉宁（Hanning）平滑处理。和 Morlet小波分析（Torrence and Webster，1999）得到逐日变量在中高纬地区的主要周期（为突出低频信号，功率谱和小波分析前先去除季节循环和小于7天的天气尺度变化）。然后运用Lanczos带通滤波器（Duchon，1979）进行滤波（滤波参数n=150），得到主要的低频信号。提取共32个12月1日至2月28日的低频逐日序列表示1979～2010年的冬季低频序列。

② 用冬季 SLP 的区域（40°～60°N，80°～120°E）平均值作为西伯利亚高压强度指数（下文简称SH），这与Wu et al.（2011）的定义相同。

3 冬季欧亚中高纬LFO的传播特征

分析LFO的传播特征前，必须先确定其主要周期段。图1给出了冬季1990年U500（图1a）、2000年T995（图1b）和2010年V500（图1c）逐日资料的功率谱图。由图可知，各变量在冬季欧亚中高纬地区存在 10～30 d的低频周期，其他冬季也存在10～30 d的低频周期。经分析，由于年份的不同，通过显著性检验的格点数也有所不同。考虑到在欧亚中高纬度地区，10～30 d的低频周期在每年都存在，且相对其他周期段而言更为普遍，因此可以说10～30 d的低频振荡周期在欧亚中高纬地区普遍存在。此外，运用morlet小波变换表明，冬季欧亚中高纬地区U500、V500和T995的周期也主要集中在 10～30 d（图略）。因此本文将主要分析冬季欧亚中高纬地区10～30 d的低频特征，对相关物理量做10～30 d的Lanczos带通滤波，从而得到10～30 d的低频分量。

运用经验正交函数（EOF，empirical orthogonal function）分解法揭示夏季欧亚中高纬LFO的主要型态。图2a和2b分别为冬季T995低频分量的第一、第二模态的空间分布（分别记为 EOF1和EOF2），图 2c为 EOF1和 EOF2对应的主成分（principal component）时间系数（分别记为 PC1和PC2）的超前—滞后相关图。前两个模态的方差贡献分别为 14.95%和 13.99%，利用 North et al.（1982）提出的计算特征值误差范围进行显著性检验后得知，EOF1和EOF2与较高模态能够有效的分开。从图2a和2b发现，EOF1和EOF2的正负中心位置具有纬向和经向差异，EOF2的正负值中心可以是 EOF1中相应的中心向东向南传播的结果，以下用位相合成来进一步证明这种传播特征。

由图2c可知，当PC1超前和滞后PC2 4 d（约1/4个循环周期）时，两者相关系数分别达到最大和最小，相关系数绝对值超过 0.3，且整个循环周期约为16 d。PC1和PC2显著的超前滞后相关表明，EOF1和EOF2实际上是同一LFO循环周期的两个不同位相（Wen et al.，2010）。参考Matthews（2000）的方法，将LFO在某一时刻t表示成二维空间矢量Z：

其中，()At为LFO的振幅， ()tα为PC1和PC2之间的位相角，并将 ()tα转化到[0，360°]上。对LFO的每个周期划分为8个不同位相，依次命名为位相1、位相 2、……位相 8（Phase1、Phase2、……Phase8），且相邻位相间PC1与PC2之间的相角变化为45°。以16 d周期为例，相邻位相时间间隔约为4 d，当PC1处于－8 d，PC2处于－4 d时，PC1超前PC2 4 d，此时两者正相关达到最大。图 3能很好地揭示PC1、PC2和位相角α之间的关系。例如，当处于－4 d时，PC1的振幅接近0，PC2的振幅达到正的最大，此时α为90°。图3b给出了各位相α的分布。从位相 1 到位相 8， 位相角α的取值范围分别为： [0，45°)、[45°，90°)、[90°，135°)、[135°，180°)、[180°，225°)、[225°，270°)、[270°，315°)、[315°，360°]。

图2 冬季10～30 d低频T995的（a）EOF1和（b）EOF2以及PC1和（c）PC2的超前滞后相关。阴影区表示载荷向量绝对值超过0.01的区域，等值线间隔为0.01；(c) 横坐标中的“－”表示PC1超前PC2，例如“－8”表示PC1超前PC2 8 dFig.2 (a) The EOF1 (first EOF mode) and (b) the EOF2 (second EOF mode) of the 10–30-day T995 and (c) the leaded-lagged correlation between PC1 and PC2 (principal component time coefficients corresponding to EOF1 and EOF2) in winter.The shaded area denote the absolute values exceeding 0.01, the contour interval is 0.01; in (c), symbol ‘－’ of x-axis denote PC1 leading PC2, for example, ‘－8’ means PC1 leading PC2 8 d

图3 基于16 d周期的低频位相对应的（a）PC1、PC2的时间变化示意图和（b）位相角 α 分布图。（a）顶端数字1～8代表位相1～8（时间坐标的意义同图2）Fig.3 (a) Time variations of PC1 and PC2 with phases and (b) distribution of phase angles based on a 16-day LFO cycle.The numbers 1 to 8 at the top in (a)indicate phases 1 to 8 (the meaning of time is the same as Fig.2)

为了揭示低频环流随位相的演变特征，我们将T995、U850和V850的低频分量分别在位相1～8上进行了合成。具体合成方法如下：运用公式（3），结合图3中PC1和PC2的符号，将1979～2010年共32年LFO T995的每一个周期中的α(t)都转化到[0，360°]这一范围，然后再基于α(t)的大小将每一个周期划分为8个位相，位相1到位相8的α(t)的范围分别为[0，45°)、[45°，90°)、[90°，135°)、[135°，180°)、[180°，225°)、[225°，270°)、[270°，315°)、[315°，360°]，然后对所有这 8个位相对应的低频场或原始场进行合成。

图4a中红色箭头表示冬季欧亚中高纬LFO有向东南方向传播的过程。在位相1阶段，对流层下层（850 hPa），巴伦支海附近地区受气旋性低频环流控制，贝加尔湖以北俄罗斯大部分区域受反气旋性低频环流控制。同时，对流层层的反气旋/气旋性环流异常分别伴随有的正/负地表温度异常。另外，在我国东南沿海附近有较弱的低频温度负异常。在位相2阶段，对流层下层的反气旋/气旋性环流异常同样伴随有正/负地表温度异常，它们均向东南方向移动。高纬负温度异常区最南侧向南传播至 60°N附近，且中心向东伸展。正异常区最南侧向南传播至贝加尔湖以南 30°N附近，同时伴随有异常中心的向东传播。我国东南沿海附近较弱的低频温度负异常已经移出。在位相3阶段，正负温度异常中心继续向东南方向传播，且东亚大部分地区被向南移动的正温度异常控制。负异常已经向南传播至哈萨克斯坦北部。在位相4阶段，850 hPa异常反气旋/气旋环流中心继续向东南方向移动，且相应的正负温度异常中心也随之向东南方向传播。负异常中心位于 60°N以北叶尼塞河附近，且其南端向南传播至巴尔喀什湖所在的纬度附近。在此位相，巴伦支海北部又有新的正温度异常出现。在位相5阶段，其分布形势与位相1的分布形势基本相反，且和位相1均属于过渡位相。该位相负异常中心南移至俄罗斯中部 60°N附近，且其南端南移至乌兹别克斯坦附近的 40°N以南。同时，东亚的正温度异常减弱，且位相4新生成的正温度异常也有向东南方向的伸展。在位相6和位相7阶段，对流层下层的反气旋/气旋异常及其伴随的正/负地表温度异常均继续向东南方向移动，使东亚地区受负异常控制。位相8的分布形势基本与位相4相反，贝加尔湖以北和以南分别受反气旋和气旋性低频环流控制。此时，巴伦支海北部有新的负温度异常出现。相应地，贝加尔湖以北基本受正温度异常控制，贝加尔湖以南基本受负异常控制。经分析知，在对流层中层（图略）具有与对流层下层较一致的风场。图4b为未经滤波等处理的原始T995、U850和V850场随 8个低频位相的演变图。从图中可以看出对流下层风场随8个低频位相的变化不明显，在欧亚地区主要表现为西风。原始近地表温度场也没有表现出向低频地表温度场那样明显的经向和纬向传播特征。

可见，冬季欧亚中高纬地区10～30 d低频系统从位相1到位相8有由西北方向向东南方向的传播特征。对流层下层的低频反气旋/气旋及其伴随的低频正/负地表温度异常均向东南方向移动，这样的低频环流系统有利于低频冷空气的南移。低频地表温度场向东南方向的传播使得高纬度的低频冷空气移向东亚地区，可能影响我国冬季的温度。为进一步说明欧亚地区中高纬度 10～30 d低频系统的传播特征，图5给出了低频T995场的时间—经度和时间—纬度剖面图。由图5a和5c的时间—纬度剖面图可知，低频 T995场有明显由北向南的传播特征。依据Jiang and Wang（2004）的方法，利用低频场传播方向上的斜率（或其绝对值）表示传播速度。如图 5a所示，红色箭头的方向表示低频场沿40°～130°E平均的传播方向，该箭头的斜率绝对值约为3.4纬度/天；同样图5c所示的沿100°E的传播速度也约为3.4纬度/天。低频场沿其他经度的平均传播速度也约为 3.4纬度/天（图略）。因此，可知中高纬度低频场的经向传播速度约为 3.4纬度/天。由图5a和5c中低频场的时间—经度剖面图可知，其具有明显由西向东的纬向传播特征。同理，由时间—经度剖面图可计算其平均纬向传播速度。虽然沿不同纬度其纬向传播速度稍有不同，但其平均速度约为15经度/天。

图4 冬季T995场（阴影，单位：°C）和850 hPa风场（矢量，单位：m/s）随位相的演变。（a）10～30 d低频场（等值线间隔0.5°C，且省略了零等值线，阴影区均超过5%的显著性水平；风场仅给出超过5%显著性水平的地区；红色箭头表示低频信号的传播方向）；（b）原始场Fig.4 The evolvement of T995 field (shaded, Unit: °C) and wind field at 850 hPa (vector, Unit: m/s) with phases.(a) 10–30 d LFO fields (the contour interval is 0.5°C, the zero contours are omitted, all shaded areas pass the test at 5% significance level; only the wind vectors with significance level exceeding 5% are shown; the red arrows mean the propagating directions of LFO); (b) original fields

4 冬季欧亚中高纬 LFO活动与欧亚遥相关型的关系

Yun et al.（2008，2010）用 30～60 d低频 OLR（Outgoing Longwave Radiation）的EOF1和EOF2识别出了热带地区向北传播的LFO［Yun et al（.2008，2010）称这种向北传播的 LFO为 NPISO，即northward or northwestward propagating intraseasonal oscillation］，并用前两个模态的时间系数的平方和（即PC12＋PC22）代表NPISO的能量或活跃程度，用91d滑动平均来表示ISO能量或活动强度的季节尺度，从而计算出NPISO的年际变化指数，进而研究了ENSO和NPISO之间的联系。Wen et al（.2011）用扩展EOF（EEOF）分解得到美国热带–副热带地区10～20 d低频OLR的两个主要模态（即东西模态和南北模态），且东西模态主要由 EEOF1和EEOF2识别，而南北模态主要由EEOF3和EEOF4识别。他们分别用两个模态的振幅（即和来表示两个低频模态的活动强度指数，并用某模态某年某月的强度指数在该年该月的时间平均来表示该年该月的活动强度，从而计算出两个模态的年际变化指数，进而探讨了 10～20 d LFO的年际变化与北美气候之间的关系。Jiang and Waliser（2009）运用同样的方法得到东太平洋上两个低频模态（40 d模态和20 d模态）活动强度的年际变化，并探讨了两个模态之间的关系。受以上研究的启发，本文用冬季欧亚中高纬LFO的振幅［定义见公式（2）］来表示LFO的活动强度，并用每年冬季LFO振幅的时间平均来表示每年LFO的活动强度指数（下文简称PC），其定义如下：

其中n= 90，表示每年冬季（当年12月1日至次年2月28日）的天数。依据公式（4）计算出1979～2010年PC的时间序列（见下文图8）。

冬季欧亚中高纬 LFO强度与欧亚地区背景环流场有怎么样的联系，以下做具体分析。欧亚遥相关型（EU）是冬季欧亚地区主要的环流系统之一，它最早由Wallace and Gutzler（1981）提出，表现为乌拉尔地区和东亚沿岸、欧洲西部地区500 hPa高度场距平负相关关系。一些研究表明，EU是东亚气候异常的重要影响因子之一。Sung et al.（2009）研究了日尺度上EU和东亚冬季气温间的关系，他们发现东亚冷暖事件出现的概率与 EU有密切关系。Wallace and Gutzler（1981）也指出EU和东亚冬季温度存在负相关关系。刘毓贇和陈文（2012）指出与EU异常相联系的东亚冬季风系统变化与我国冬季气温和降水的异常有关。EU是否与欧亚上空低频尺度环流有关呢？为探讨冬季欧亚中高纬LFO强度与欧亚地区主要环流系统（EU）之间的联系，首先分析了由冬季 PC回归的冬季 500 hPa环流场（包括高度场和风场）。由图6a可知，在对流层中层（500 hPa），欧洲西北部和东亚沿海地区表现为负高度异常，并且伴有气旋性环流异常。同时，在乌拉尔山东部至西伯利亚地区表现为正高度异常，并且伴有反气旋性环流异常。这种异常分布形式与EU的分布形式基本一致，且异常中心与欧亚遥相关型的活动中心（图 6★标示的位置）基本吻合。因此，冬季欧亚中高纬LFO的强度与EU波列有密切联系。欧亚中高纬LFO的强度越大，LFO的活跃程度越强，向东向南传播也更明显，进而将欧亚较高纬度地区的低频冷空气传至低纬，从而影响冬季东亚等较低纬度地区的温度。事实上，由冬季PC回归的冬季对流层上层高度异常场，与图6a中对流层中层 500 hPa高度异常场的分布形势相似。图6b为由PC回归的冬季200 hPa高度场，可看出，其在欧洲西北部和东亚沿海地区表现为负异常，在乌拉尔山地区表现为正异常。这一方面说明，

冬季不仅对流层中层，而且对流层上层的EU波列可能影响冬季欧亚中高纬LFO的强度；另一方面说明，冬季EU波列在对流层中上层表现为准正压结构，各中心随高度没有明显的向西倾斜。那么，在对流层低层是否有相匹配的环流结构，以下将做进一步分析。

图5 10～30 d LFO T995场：（a）沿40°～130°E平均和（c）沿100°E的时间—纬度剖面；（b）沿40°～80°N平均和（d）沿55°N的时间—经度剖面。单位：°C，“－”表示环流超前于PC1，例如“－10”表示环流超前于PC1 10天Fig.5 T995 fields related to 10–30 d LFO: Time-latitude cross sections (a) averaged over 40°–130°E and (c) along 100°E; time-longitude cross sections (b)averaged over 40°–80°N and (d) along 55°N.Unit: °C; positive (negative) lagged time denotes that circulation lags (leads) PC1, for example, ‘－10’ means circulation leading PC1 for 10 days

图6 由冬季PC回归的冬季高度场（等值线：间隔3 gpm）和风场（矢量，仅给出显著性水平超过5%的地区）：（a）500 hPa；（b）200 hPa。橘黄色和蓝色区域分别表示显著性水平超过5%和10%的正异常区，品红色和紫色区域分别表示相应的负异常区，纬度范围为30°～80°N，★代表Wallace and Gutzler（1981）定义的EU遥相关型活动中心Fig.6 Regressed height fields (contours: the interval is 3 gpm) and wind fields (vectors, only the vectors with significance level exceeding 5% are shown)against PC in winter: (a) 500 hPa; (b) 200 hPa.Orange and blue (pink and purple) shaded areas indicate positive (negative) anomalies with significance levels exceeding 5% and 10%, respectively, and latitude range is 30°–80°N.★ shows the active center of EU (Eurasian) teleconnection pattern defined by Wallace and Gutzler (1981)

刘毓贇和陈文（2012）指出，EU正位相时，西伯利亚高压（SH）显著增强。Wallace and Gutzler（1981）的研究也表明，EU处于正位相时，SH增强；反之，EU处于负位相时，SH减弱。Wang et al.（2010）指出，乌拉尔山阻塞高压的发生伴随着强的SH。Takaya and Nakamura（2005）也指出EU对SH有重要的影响。可见，EU可通过影响对流层低层的 SH，进而影响冬季欧亚中高纬 LFO的活动。为了进一步分析SH和LFO之间的联系，图7给出了SH随低频位相的演变。在过渡位相（位相1和位相5），SH大小约为8个位相的平均值（约1030 hPa）。在位相2～4阶段，SH偏弱，大小约为1028～1029 hPa；在位相6～8阶段，SH偏强，大小约为1032～1033 hPa。因此，随着LFO向东南方向的传播，SH有增强的趋势。这意味着，随着SH的增强，中高纬 LFO活动强度有增强趋势。因此，SH和LFO强度之间确实存在着紧密联系。一方面，当 SH偏弱时，欧亚大陆中高纬地区的西风加强（Wu et al.，2011），阻碍了中高纬度低频环流向南传播，因此减弱了 LFO的强度；反之亦然。另一方面，SH偏强，东亚冬季风偏强（Wang et al.，2010），有利于中高纬LFO向东南方向的传播，因而LFO活动偏强；反之亦然。当然，欧亚中高纬LFO的活动异常也很可能影响SH的强度，有待于深入研究。

图7 西伯利亚高压随低频位相的演变Fig.7 The evolution of SH (the Siberian high) with respect to the LFO phases

上述分析说明，EU遥相关型波列对冬季欧亚中高纬 LFO的活跃性有重要影响。为进一步证明EU波列与欧亚中高纬LFO强度之间的关系，参照Wallace and Gutzler（1981）定义EU强度指数的方法，选取EU活动中心附近且位于高低值中心附近的三个关键区A、B、C（图5中绿色框区域），定义EU波列的强度指数（以下简称EUI）为：

图8 冬季EUI（虚线）和PC（实线，已标准化）的时间序列：（a）未去趋势；（b）去趋势Fig.8 The time series for EUI (dashed line) and PC (solid line, normalized) in winter: (a) No-detrend; (b) detrend

5 小结和讨论

本文利用NCEP/NCAR再分析资料，分析了冬季欧亚中高纬LFO的主要周期段及其传播特征，并构造了一个能较好反映 LFO活跃程度的年际变化指数，着重探讨了LFO活跃程度与欧亚遥相关波列在年际尺度上的联系。得到的主要结论如下：

（1）冬季欧亚中高纬LFO主要以10～30 d周期为主，对流层下层（850 hPa）10～30 d低频反气旋/气旋性异常环流系统及伴随的低频T955正/负异常均向东南方向传播。其中，低频场由北向南的平均经向传播速度约为 3.4纬度/d；由西向东的平均纬向速度约为15经度/d。

（2）在年际尺度上，冬季欧亚中高纬LFO强度与EU强度表现出显著的正相关。当EU遥相关波列趋于负位相时，乌拉尔地区的脊和东亚、欧洲西北部的槽都减弱，欧亚地区大尺度经向环流也减弱，环流较平直；同时，对流层低层的SH强度减弱。当SH偏弱时，欧亚大陆中高纬地区的西风加强，且东亚冬季风的偏弱，以上这些因素均不利于中高纬度低频环流向南传播，从而导致LFO的强度偏弱；正位相反之。

综上所述，冬季EU遥相关波列对欧亚中高纬10～30 d LFO强度变化有重要影响，其可能影响途径概括为图 9。本文在年际尺度上揭示了冬季欧亚中高纬 LFO活动与冬季 EU遥相关波列之间的关系。这种年际变化与低频强迫和其他时间尺度相互作用有关（管兆勇和徐建军，1994），但是由于非线性相互作用非常复杂，这种相互作用仍需进一步研究。需要指出的是，图9中重点强调了SH对LFO的作用，而LFO的活动异常很可能对SH也存在着影响，值得进一步研究。既然 EU对欧亚中高纬LFO强度有影响，那么对EU有影响的因素也很可能通过影响 EU来影响 LFO的强度。徐海明等（2001）用CCM3模式模拟证明，北大西洋海表温度（SST）异常确实能够激发EU波列。Gambo et al.（1987）用GCM模式也同样证明，热带北大西洋SST异常能够激发EU波列。Li（2004）的研究也表明，北大西洋SST异常对欧亚地区波列结构有明显影响。因此，北大西洋SST很可能对欧亚中高位LFO强度有影响，北大西洋SST也很可能在EU和LFO的年际关系中起着重要影响，值得进一步研究。如引言中所述，中高纬LFO产生与非线性相互作用有关，因此其与北大西洋SST可能通过大气基本气流的非线性相互作用联系在一起，这些问题涉及中高纬 LFO的动力学机制问题，目前也少有研究，因此需要做进一步探讨。

值得指出的是，本文研究的冬季欧亚中高纬大气环流的10～30 d LFO与Namias（1950）提出的西风指数循环是一致的。10～30 d LFO是西风“指数循环”的一种表现，是该指数循环的准周期现象。Namias（1950）指出，热平衡状态的维持需要极地和热带地区的空气交换，这一交换过程使得西风指数表现为大于10 d的数星期之史的振荡。在西风高指数阶段，西风急流向高纬度地区移动，极涡加深，冷空气被捕获在极地地区，冷空气爆发颇少，导致北半球中高纬地区偏暖；而西风低指数阶段，急流南扩，冷空气则频繁暴发，北半球中高纬大部分地区偏冷。而本文研究得到的冬季欧亚中高纬 LFO强度的强弱也直接影响到中高纬地区的冷暖，而其对中高纬度地区冷空气或寒潮的爆发频率的影响或影响程度仍需进一步研究。Thompson and Wallace（1998）提出了一种北半球热带外地区大气环流的“环形”模式，即北极涛动（AO），AO实质上反映的是中纬度西风强度，它也是“指数循环”的体现。随后，许多学者对AO及其影响进行了更深入的研究（Gong et al，2001；Wu and Wang，2002）。本文从低频的角度揭示了这种“指数循环”现象，作为“指数循环”在低频尺度上的体现，中高纬10～30 d LFO与AO具有不同的尺度，它们对环流或天气气候肯定存在着不同的影响，相互之间也很有可能存在着相互作用，这些都需要进一步探讨。

图9 EU波列对冬季欧亚中高纬10～30 d LFO影响的可能途径的概念图Fig.9 Schematic diagram of the possible effect way of EU wave train on 10–30-day LFO over the Eurasian mid-high latitudes in winter

References)

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