近30 a来北半球对流层大气月均环流的涡动减弱现象

杨哲，管兆勇，蔡佳熙

(1.南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室，江苏南京210044;2.南京信息工程大学大气科学学院，江苏南京210044;3.解放军94833部队气象台，江西向塘330201)

近30 a来北半球对流层大气月均环流的涡动减弱现象

杨哲1，2，3，管兆勇1，2，蔡佳熙1，2

(1.南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室，江苏南京210044;2.南京信息工程大学大气科学学院，江苏南京210044;3.解放军94833部队气象台，江西向塘330201)

利用1980—2009年NCEP/NCAR月平均再分析资料，研究了在全球变暖背景下北半球对流层大气涡动减弱现象。结果表明:北半球涡度拟能30 a来整体呈减弱趋势，在北太平洋地区和极地减弱尤为显著，12.5～50°N为影响北半球大气涡动变化的关键区域。由于对流层200 hPa以下大气的增暖，特别是中高纬地区显著增暖，减弱了经向温度梯度，使得副热带西风急流的强度亦呈减弱趋势。这与涡度拟能的变化有显著的正相关关系。分析了北半球正压Rossby波动诊断量E和热量经向涡动通量的变化，表明中纬度波能传播在不同地区有不同趋势，而热量的经向涡动输送与涡度拟能的变化也呈现显著的正相关关系，减弱明显。研究结果对深刻认识大气环流变化规律和理解全球变暖的可能影响具有重要意义。

全球增暖;涡度拟能;副热带西风急流;涡动通量

0 引言

近百年来的全球变暖现象已是不争的事实。历史气温观测资料分析证明，20世纪气候存在变暖现象(王绍武和龚道溢，2001)。IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第三次评估报告亦明确地指出“在过去的一个世纪里，全球平均气温上升了大约(0.6±0.2)℃。最近时间段(1976—1999年)的增暖几乎是全球性的，但是最大的温度增长发生在北半球大陆的中高纬度”(IPCC，2001)。IPCC第四次评估报告(IPCC，2007)进一步指出，近100多年来全球平均温度线性趋势为0.74℃，全球和区域气候发生了显著的变化(Sutton et al.，2007;Whetton et al.，2007;Laine et al.，2009)。

全球温度的非均匀变化将对大气环流变化产生深远影响。大量研究表明，纬向基流及其经向切变的变化与大气加热场有密切联系，例如:Krishnamurti(1961，1979)发现三个热带加热中心和冬季北半球的三个西风急流中心存在明显的联系。Lau and Boyle(1987)发现热带中西太平洋海表加热变化将导致全球大气环流的显著变化。在全球增暖的背景下，纬向平均的纬向基本气流存在极地西风减弱、副极地西风加强、副热带西风减弱、热带东风加强的长期变化趋势(Zhang et al.，2006;白莹莹等，2009;蔡琼琼等，2011)，下垫面的加热作用使得南极极涡强度发生变化(卢楚翰等，2010)，而气温的异常变化对我国东部环流变化存在重要影响(蔡佳熙等，2009)。

大气中各种不同尺度运动的产生和发展与各种形式能量的储存及相互转换有关，研究大气各种能量过程成为认识大气运动规律的有效途径之一。涡度拟能是表征大气涡旋运动强度的衡量因子，其增大或减小能直接反映流体旋转强度的变化(伍荣生，1984)。涡度拟能的变化既是全球以及局部环流系统扰动状态的反映，也与区域天气气候甚至全球天气气候有着十分密切的联系。Holopainen and Oort(1981)最早研究了大气环流中瞬变涡动对涡度拟能维持的作用。伍荣生(1984)给出了涡度拟能变化的公式，明确了影响涡度拟能变化的主要因子。黄昌兴等(2001)分析了鄂霍次克海阻高发展过程，得出涡度拟能在阻高的酝酿阶段呈现不稳定增长。朱乾根(2002)进一步指出阻塞过程是正、斜压涡度拟能相互作用的结果。这些工作均针对天气时间尺度系统进行，而更长时间尺度的研究尚不多见。

在全球空间不均匀增暖的情况下，半球尺度上大气涡度拟能如何变化将是一个很有趣的问题。研究涡度拟能的变化规律，对于深刻理解大气环流变化趋势和认识全球增暖的影响，有着十分重要的意义。本文拟通过分析30 a来北半球涡度拟能的变化特征，探索在全球增暖背景下北半球大气旋转程度的变化趋势及涡动输送特征。

1 资料和方法

采用美国NCEP/NCAR的月平均再分析风场、气温场及地面气压场等资料(Kalnay et al.，1996)，其空间分辨率为2.5°×2.5°，所有变量的时间序列长度均为1980—2009年共30 a。

利用NCEP/NCAR的月平均再分析风场、气温场及地面气压场等资料，计算了北半球涡度拟能场、动量及热量涡动输送场的分布。年平均拟能均是通过逐月计算结果后进行年平均所得。针对某一月份，月平均涡度ζ可分解为该月月平均涡度的多年平均气候值ζs及与此的偏差ζ'(相对于气候平均值的扰动)之和。即

文中所涉及到的扰动量(温度T'、风速v'等)均表示其与多年平均的偏差。以“—”表示某变量的年平均，可令:分别表示涡度拟能的年平均值、气候平均的季节变化涡度的拟能的年平均值(其无年际变化)、年平均的扰动涡度拟能，以及扰动涡度拟能和气候平均的季节变化拟能之间的相关项，则

另外，针对气旋式涡动，其相应的拟能记为［〈Encc〉］，对于反气旋式涡动，则记为［〈EnAcc〉］。

200 hPa上副热带西风急流以纬向风速大于30 m·s－1的平均纬向风来表示。通过线性倾向估计，将诊断30 a来北半球涡度拟能、副热带西风急流、动量及热量经向涡动通量的变化趋势。

2 北半球涡度拟能时空分布与涡动减弱

1980—2009年30 a平均垂直积分的北半球平均涡度拟能包括3个部分，即〈Ens〉、〈End〉和〈Enc〉。气候平均的涡度季节变化分量相应的年平均分布(图1a)显示出北半球涡度拟能的大值区主要位于西太平洋地区，其值达1.8×10－9s－2。在非洲北部、大西洋地区也存在相对大值区，中心值分别达1.2×10－9s－2和1.0×10－9s－2。在我国中部地区亦存在大值中心。可见，北半球涡度拟能大值区主要出现在中高纬洋面、非洲北部以及亚洲季风区，而极地和赤道地区涡度拟能很小。这一现象与急流的逐月气候平均分布有关。北半球扰动涡度拟能的气候平均(图1b)显示，北大西洋、北太平洋及极地地区存在大值中心，中心值分别达7.5×10－10s－2、6.5×10－10s－2和6.0×10－10s－2，表明涡旋扰动在洋面上明显强于陆地上空。扰动涡度与涡度季节变化的相关或转换项(图1c)在北太平洋存在大值区，其值为6.0×10－12s－2，比〈Ens〉和〈End〉要小2～3个量级。

为了更好地反映不同区域涡度拟能的变化程度，进一步分析了北半球垂直积分的扰动涡度拟能(〈End〉)方差分布(图1d)。北半球涡度拟能方差最大的区域位于极地地区，其最大值达1.0×10－19s－4，在东北太平洋及东北大西洋区域也存在较大的涡度拟能方差分布，中心值分别达7.0×10－20s－4和8.0×10－20s－4。与平均涡度拟能的分布(图1b)相比，涡度拟能方差的大值区主要出现在涡旋扰动较强的区域即中高纬的洋面上，其他区域尤其是赤道地区的方差很小。

北半球面积平均涡度拟能的年际(年代际)变化及趋势由扰动涡度拟能［〈End〉］和转换项［〈Enc〉］决定(式(5))。图2a显示出了涡度拟能逐渐下降的长期趋势，表明北半球大气涡动明显地逐渐减弱，减弱的速度为1.5×10－11s－2·(10 a)－1，这是十分有趣的现象。注意到尽管［〈Enc〉］的大小相对［〈End〉］的量值较小，但［〈Enc〉］的变化却与［〈End〉］的变化幅度相当，且［〈End〉］+［〈Enc〉］与［〈Enc〉］这两条曲线的变化相当一致，这说明在30 a对流层大气涡动减弱过程中，涡度的季节变化与涡度年际异常分量之间存在较好的相关，且当北半球涡动强(弱)时，这种相关亦强(弱)。

图1 1980—2009年北半球〈Ens〉(a)、〈End〉(b)、〈Enc〉(c)分布(单位:10－10s－2)以及〈End〉的方差分布(d;单位:10－20s－4)Fig.1 Distributions of(a)〈Ens〉，(b)〈End〉，(c)〈Enc〉(units:10－10s－2)，and(d)variance distribution(units:10－20s－4)of〈End〉in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009

对1980—2009年北半球垂直积分的扰动涡度拟能场进行线性倾向估计，得出其趋势系数分布(图2b)。可见，30 a来北半球扰动涡度拟能在大部分区域呈减少趋势，北太平洋洋面和极地地区尤为明显，大值区超过－1.5×10－10s－2·(10 a)－1。在少数地区也存在涡度拟能的增长，但大多趋势较弱。另外，分析了30 a来去除季节变化的涡度拟能变化趋势，其趋势系数分布与〈End〉基本一致(图略)。

图2 北半球1980—2009年［〈En－Ens〉］、［〈End〉］、［〈Enc〉］的年际变化(a;单位:10－10s－2)和扰动涡度拟能〈End〉趋势系数分布(b;单位:10－10s－2·(10 a)－1;白色实、虚线分别通过95%、90%的F检验)，以及1980—2009年北半球［〈Encc〉］和［〈EnAcc〉］的年际变化(c;单位:10－10s－2)以及1980—2009年北半球平均涡度拟能与纬向平均涡度拟能的相关系数和涡度拟能变率(单位:10－20s－4)的经向分布(d)Fig.2 (a)Variations of［〈En-Ens〉］，［〈End〉］，［〈Enc〉］(units:10－10s－2)，(b)linear trends of〈End〉(units:10－10s－2·(10 a)－1;values above the 95%and 90%confidence levels using an F-test are circled by the white solid and dashed contours，respectively)，(c)variations of［〈Encc〉］and［〈EnAcc〉］(units:10－10 s－2)in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009，and(d)the meridional distribution of the correlation of zonal mean enstrophy with hemispheric mean enstrophy and enstrophy variability(units:10－20s－4)in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009

众所周知，存在气旋和反气旋式的涡动。为了进一步对北半球近30 a来对流层大气涡动减弱的现象进行分析，给出了北半球对流层大气中垂直积分的气旋式涡动的涡度拟能(［〈Encc〉］)和反气旋式涡旋涡度拟能(［〈EnAcc〉］)的近30 a来的变化曲线(图2c)。气旋和反气旋式涡动运动的涡度拟能均呈现减弱趋势，并具有同位相变化特点，且减弱的速度大致相同，约为0.9×10－11s－2·(10 a)－1。气旋和反气旋式气旋涡动运动的减弱共同导致了北半球近30 a来对流层大气整体的涡动减弱。

为了找出影响北半球涡度拟能变化的关键区域，将1980—2009年北半球面积平均的涡度拟能时间变化序列与纬向平均涡度拟能的时间变化序列进行相关分析，并计算了北半球涡度拟能变率的经向分布(图2d)。北半球涡度拟能变率分布呈现出由低纬至高纬逐渐增大的趋势，在中纬50°N附近达到极大值，极地地区变率最大。而除靠近极地以外的其他区域均呈现出与北半球涡度拟能变化的正相关，在12.5～50°N之间相关系数均超过0.36(通过0.05信度的显著性检验)，也就是说，这一区域涡度拟能的变化可能对半球平均涡度拟能的贡献较大。因此可以认为，这一区域为影响北半球涡度拟能变化的关键区域。如前所述，这一区域正是北半球涡度拟能分布的大值区(图1a、b、c)，也是30 a来涡度拟能方差的大值区(图1d)。因此，在研究北半球30 a来涡动减弱现象时，这一区域是值得重点关注的关键区域。

3 北半球涡度拟能与副热带西风急流

纬向基本气流的变化与大气加热场关系密切，在全球增暖背景下，北半球大气涡动减弱明显，它与纬向基本气流有何联系?

分析1980—2009年850 hPa(图3a)、500 hPa(图3b)、200 hPa(图3c)北半球气温的变化趋势发现，30 a来北半球气温在中低层上升趋势明显，尤其在极地地区，850 hPa、500 hPa部分区域增温幅度超过0.5℃·(10 a)－1。气温略有下降的区域主要是赤道太平洋，其他区域气温绝大部分均呈现出上升态势，这与许多研究的结果(Levitus et al.，2000)一致。结合图2b可以发现，在升温幅度较大的区域如极地地区、东北亚地区、非洲北部、西太平洋等，涡度拟能减弱趋势亦非常明显。纬向平均场上，200 hPa等压面至地面各层，极地冷而热带暖，但在200 hPa高度以上则是极地暖而热带冷(图略)。在200 hPa(图3c)，北半球整体气温出现了略微下降的趋势，这在中低纬度太平洋、大西洋洋面更为明显。通常在对流层中下层气温随纬度的增加逐渐降低，但这三层气温变化的趋势显示出一个共同的特性，随着纬度升高升温幅度增大或降温幅度减小，异常温度的梯度方向指向赤道，导致了半球范围内经向温度梯度减小，大气的经向切变减弱，这在一定程度上可能造成了大气涡动的减弱。

对30 a来北半球纬向风进行纬向平均处理，计算垂直剖面上的线性趋势系数(图3d)，可见北半球纬向风自低层至高层整体呈减弱趋势，尤其在中低纬副热带地区及高纬靠近极地的区域，这在500 hPa和100 hPa等压面上尤为明显。而在低纬及中纬，西风增强，东风减弱，其结果将导致副热带至45°N左右纬向平均风场的经向切变减弱，最终部分地导致涡度拟能减少。

选取北半球1980—1989年与2001—2009年的200 hPa气候平均纬向风场，用后十年减去前十年的纬向风场，得出两个十年平均值的差值场(图3e)。可见，在太平洋洋面同时也是副热带西风急流风速大值区所在区域，纬向风速出现了显著的减小，中心值超过－3 m·s－1。而在大西洋洋面、非洲北部、西亚以及青藏高原西部区域，纬向风速出现了略微的增大。比较这两个十年间急流轴的平均位置(图略)，变化不大，几乎处于一个稳定的状态。

如前所述，12.5～50°N为北半球涡度拟能减弱的关键区域，而这一区域正是副热带西风急流所在区域。图4a给出的是1980—2009年200 hPa纬向风场的趋势系数分布及30 a平均风场。近30 a来，200 hPa纬向风减弱趋势较大的区域主要出现在太平洋区域和印度洋区域。但在赤道太平洋的热带和副热带地区，无论西风或东风均有所增强。气候平均意义下200 hPa副热带西风急流的急流轴主要位于30°N附近，最大风速区出现在太平洋上，这一区域的纬向风场30 a来呈现明显减小的趋势，而在整个急流轴区域，在大西洋洋面、非洲北部、西亚以及青藏高原西部区域，西风有加强趋势。为了进一步了解副热带西风急流与北半球涡度拟能变化的关系，选取25～45°N、85°E～170°W区域内纬向风来代表急流的强度(定义的标准参考1980—2009年200 hPa气候平均纬向风速大于30 m·s－1的区域)，急流强度30 a来呈明显减弱趋势(图4b)。对急流强度变化的时间序列与北半球涡度拟能变化的时间序列进行相关分析，两者的相关系数达到0.56(通过0.01信度的显著性检验)，表示副热带西风急流的变化与北半球涡度拟能的变化存在显著的正相关。这除了说明两者年际振荡的某些一致性之外，也部分地说明副热带西风急流的强度在北半球涡动减弱的同时，也明显减弱。

图3 1980—2009年北半球850 hPa(a)、500 hPa(b)、200 hPa(c)气温(单位:℃·(10 a)－1)和垂直剖面上纬向平均纬向风(d;单位:m·s－1·(10 a)－1)的趋势系数分布，以及前后十年的200 hPa纬向风差值场(e;单位:m·s－1)(图d中黑色粗线为30 a平均纬向风场，单位:m·s－1;图a、b、c、d中白色实、虚线分别通过95%、90%的F检验;图e中阴影区域通过95%的T检验)Fig.3 Linear trends of air temperature(units:℃·(10 a)－1)at(a)850 hPa，(b)500 hPa，(c)200 hPa and(d)averaged zonal wind(units:m·s－1·(10 a)－1)in vertical section，and(e)difference of zonal wind(units:m·s－1)between the first decade and the last decade in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009(The black thick contours are climatological zonal wind with unit of m·s－1in(b).Values above the 95%and 90%confidence levels using an F-test are circled by the white solid and dashed contours in(a)，(b)，(c)and(d)，respectively.Shaded areas in(e)show values above 95%confidence level using a T-test)

以上分析表明，在全球增暖背景下，大气经向温度梯度减小，副热带西风急流呈现出减弱的趋势，主要表现在太平洋区域急流强度的减弱，这是引起北半球大气涡动减弱的一个重要原因。

图4 1980—2009年北半球200 hPa纬向风场趋势系数分布(a;阴影表示趋势系数，单位:m·s－1·(10 a)－1;白色实、虚线分别通过95%、90%的F检验;风矢量表示30 a平均风场，单位:m·s－1)和副热带西风急流强度变化(b;单位:m·s－1;实线:线性回归;虚线:均值)Fig.4 (a)Linear trends of zonal wind(Shadings，units:m·s－1·(10 a)－1.Values above the 95%and 90%confidence levels using an F-test are circled by the white solid and dashed contours，respectively.Wind vectors denote climatological wind，units:m·s－1)，and(b)interannual variation of subtropical westerly jet intensity(units:m·s－1;solid line:linear trend;dashed line:mean)at 200 hPa in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009

4 北半球涡度拟能与南北向涡动输送

为了进一步说明北半球的涡动减弱现象，分析了扰动动量通量与扰动热量通量的变化。由瞬变涡动引起的动量和热量等的通量是影响大气环流变化的重要因素，在全球增暖且西风急流减弱的情况下，探讨北半球大气涡动减弱与动量和热量通量输送的关系亦具有意义。为此，首先使用E作为诊断量。E可用来诊断正压Rossby波动的活动，其方向与大气中固有Rossby波群速度方向存在对应关系(Hoskins et al.，1983)。

E的表达式为

式中:u'、v'为瞬变扰动(这里指与月平均的气候值的偏差);分别为E的纬向分量和经向分量。E与低频Rossby波动的固有群速度基本平行且能反映扰动的水平结构特征。若0，扰动经向伸长或经向度大;若，扰动纬向伸长，扰动的经向程度小。

分析了1980—2009年北半球＜E＞合成矢量的平均水平分布状况(图5a)及其纬向分量(图5b)、经向分量(图5c)和＜E＞的变化趋势(图5d)。通常情况下，Rossby波动的能量传播具有向东的分量，扰动经向伸长，但对于由月平均风场所得的结果，在多数地区，扣除季节变化后，不考虑多普勒频移，扰动表现为纬向伸长，波能存在向西的传播分量。平均而言(图5a)，在北太平洋区域，＜E＞纬向分量明显较大，且为负值，经向分量较小，表明固有Rossby波能量向西传，此时，经向波数大于纬向波数，这是因为固有Rossby波相对于基本气流的纬向群速度，当Cgx＜0时，l2＞k2。由于，扰动纬向伸长，而相对较小，将不利于大气动量、热量的南北向交换。但是，进一步分析＜E＞变化趋势(图5b、c、d)发现，在重点关注的北太平洋区域，＜E＞的纬向分量和经向分量均显著增强，＜E＞的变化趋势与其30 a平均状态方向相反，这意味着二维Rossby波的结构发生了变化，这种变化可能在太平洋区域有利于南北交换的加强。

图5 1980—2009年北半球＜E＞30 a平均合成矢量分布(a;单位:m2·s－2)以及纬向分量(b)、经向分量(c)和＜E＞(d)的趋势系数(单位:10 m2·s－2·(10 a)－1;图b、c中白色实、虚线分别通过95%、90%的F检验)Fig.5 (a)Distribution of climatological＜E＞(units:m2·s－2)in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009，and the linear trends of(b)zonal and(c)meridional components of＜E＞，and＜E＞(units:10 m2·s－2·(10 a)－1.Values above the 95%and 90%confidence levels using an F-test are circled by the white solid and dashed contours in(b)and(c)，respectively)

值得注意的是，热量经向涡动输送减弱的区域正是北半球涡度拟能(图1a、b、c)和方差(图1d)分布的大值区，也是影响北半球涡度拟能变化的关键区域(图2c)。通过计算关键区(12.5～50°N)热量经向涡动输送30 a的变化(图6c)发现，30 a来关键区内热量的经向涡动输送呈现出显著的减小趋势。对北半球关键区域热量经向涡动输送变化的时间序列与北半球涡度拟能变化的时间序列进行相关分析，其相关系数高达0.68(通过0.01信度的显著性检验)，表明北半球关键区域热量的经向涡动输送与北半球涡度拟能的变化存在非常重要的联系。

图6 1980—2009年北半球热量经向涡动通量(＜v'T'＞)的趋势系数分布(a;阴影表示趋势系数，单位:℃·m·s－1·(10 a)－1;白色实、虚线分别通过95%、90%的F检验)和纬向平均热量经向涡动通量前后十年的差值场(b;单位:℃·m·s－1;阴影区域通过95%的T检验)，以及1980—2009年关键区(12.5～50°N)热量经向涡动通量的年际变化(c;单位:℃·m·s－1;实线:线性回归;虚线:均值)Fig.6 (a)Linear trends of＜＞(Shadings，units:℃·m·s－1·(10 a)－1.Values above the 95%and 90%confidence levels using an F-test are circled by the white solid and dashed contours，respectively)，(b)zonal mean meridional eddy heat flux difference between the first decade and the last decade(units:℃·m·s－1.The shaded areas show values above 95%confidence level using a T-test)in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009，and(c)interannual variation of meridional eddy heat flux(units:℃·m·s－1;solid line:linear trend;dashed line:mean)in the key area(12.5—50°N)from 1980 to 2009

5 结论

通过对北半球涡度拟能、副热带西风急流、E以及热量经向涡动通量的研究，发现:

1)1980—2009年北半球对流层的大气涡动呈减弱趋势，气旋和反气旋式涡动运动的拟能均明显显示涡动减弱，减弱的区域主要位于北太平洋以及极地地区。12.5～50°N区域涡度拟能的减弱对北半球对流层大气涡动减弱有重要作用，是影响北半球对流层大气涡动变化的关键区域。

2)在全球增暖背景下，对流层大气经向温度梯度减小，副热带西风急流强度呈明显减弱趋势。急流的变化与北半球涡度拟能变化有显著的正相关关系，是引起北半球大气涡动减弱的一个可能重要原因。

3)中纬度热量的经向涡动输送呈现减弱趋势，与北半球涡度拟能变化同样存在显著的正相关关系。

需要说明的是，本文结果均是由月平均资料得出，而由逐日资料所得结果如何，尚不明确;另外北半球对流层大气的涡动减弱现象与全球暖化趋势之间的内在联系尚有疑问，除了因纬向风减弱之外，是否还有其他原因导致涡动减弱尚不清楚;涡动减弱是否会导致平均环流发生变化仍不明确;在不同季节，涡动减弱的程度可能存在不同;再者，已有研究表明中国沙尘暴现象有所减少(Qian et al.，2002，2004)，但其与这里所揭示的涡动减弱具体关系如何，尚不清楚。这些都需未来使用多种资料和模式进行深入研究。

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Weakening trends of tropospheric enstrophy of monthly mean circulation in the Northern Hemisphere in the past three decades

YANG Zhe1，2，3，GUAN Zhao-yong1，2，CAI Jia-xi1，2

(1.Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education，NUIST，Nanjing 210044，China;2.School of Atmospheric Sciences，NUIST，Nanjing 210044，China;3.Meteorological Observatory of 94833 Unit of PLA，Xiangtang 330201，China)

Using the NCEP/NCAR monthly mean reanalysis data from 1980 to 2009，this paper investigates the weakening trends of enstrophy in troposphere of Northern Hemisphere under background of global warming.Results show that the enstrophy has a weakening trend in the Northern Hemisphere from 1980 to 2009，especially in the North Pacific and polar regions.The zone of 12.5—50°N is the key area of enstrophy change in the Northen Hemiphere.Changes of the subtropical westerly jet in association with the meridional gradient of air temperature show that the jet intensity has a weakening trend，which is in accordance with the enstrophy change.A vector E is employed to diagnose the Rossby wave propagations in the atmosphere，showing that the disturbances in the atmosphere elongate more meridional in the Northern Hemisphere except western Europe.The meridional eddy heat fluxes in the Northen Hemiphere have also been weakening in the past 30 years.These results are helpful for our better understanding the circulation changes and the influences of global warning.

global warming;enstrophy;subtropical westerly jet;eddy flux

P421.31

A

1674-7097(2012)06-0702-10

2012-02-10;改回日期:2012-05-25

国家自然科学基金资助项目(41105056;41175062)

杨哲(1986—)，男，江西九江人，硕士，研究方向为大气环流与气候动力学理论，yznuist@sohu.com;管兆勇(通信作者)，教授，guanzy@nuist.edu.cn.

杨哲，管兆勇，蔡佳熙.2012.近30 a来北半球对流层大气月均环流的涡动减弱现象［J］.大气科学学报，35(6):702-711.

Yang Zhe，Guan Zhao-yong，Cai Jia-xi.2012.Weakening trends of tropospheric enstrophy of monthly mean circulation in the Northern Hemisphere in the past three decades［J］.Trans Atmos Sci，35(6):702-711.(in Chinese)

(责任编辑:倪东鸿)