中国东南部秋季降水变异及其与热带太平洋海温的关联研究

发布时间：2020-08-31 11:44

　　 中国东南部南侧毗连中国南海,东部濒临西北太平洋,区内秋季降水与中国其它地区存在明显区别,且存在明显的多尺度变化特征。该地区经济发达,近年来秋旱灾害频繁发生,给人民的生命财产造成了严重的影响,弄清楚该区域秋季降水变异的特征及其成因,对于防灾减灾具有十分重要的现实意义。本文基于台站降水资料、JRA55再分析资料、Hadley中心海温资料等,综合应用合成分析、经验正交函数分解、线性回归分析和动力诊断等方法,探讨了中国东南部降水的时空变异及其与热带太平洋海温的联系。主要结论如下:(1)中国东南部秋季偏旱主要与该区域的气候态环流有关:中国东南部在中低层被反气旋环流所控制,该区域水汽辐散,盛行下沉气流。(2)中国东南部秋季降水呈现多尺度变化特征。中国东南部1990年前后降水发生了年代际跃变,这种跃变与热带中太平洋海温的年代际增暖有关。热带中太平洋海温的年代际增暖,使太平洋上的大气发生Gill型的响应,在西北太平洋对流层低层激发一个异常气旋,该异常气旋的外围气流造成热带海洋对该区域由南向北水汽输送能力的减弱,从而造成了降水1990年后的年代际减少。这些统计结果被ECHAM5模式的敏感性实验所证实。此外,其也表现出了显著的年际变化特征。在降水偏少年,南海-西北太平洋出现一个异常气旋,在对流层中低层其强度随高度有所减弱;其由北向南的外围气流向中国东南部输送水汽以及冷平流,造成了该区域温度和位势高度的降低;并且该区域为经向异常环流的下沉支所控制,云水混合比为负异常,不利于降水的发生。在降水偏多年,南海-西太平洋区域出现一个异常的反气旋,其由南向北的外围气流输送到中国东南部;中国东南部秋季为正涡度异常,暖平流异常,云水混合比正异常,利于降水的发生。进一步研究显示,当滤去年代际变化的背景下,中国东南部秋季降水年际变化包括两个主要模态:全区一致模态,偶极模态,它们分别与EP ENSO和CP ENSO相关的热带太平洋海温异常有较好的对应关系。(3)1990年前后,热带太平洋海温与中国东南部降水的年际关系发生了年代际改变。由于EP El Nino有利于中国东南部秋季降水的增多、CP El Nino有利于降水的减少,1990年后EPEl Nino的减少,CP El Nifno的增多,从而造成中国东南部秋季降水异常年份频率的改变,进而造成其年际波动的改变。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P426.6;P731.11
【部分图文】：

站降水序列对中国东南部降水区域平均序列的回归图可知，通过９５％信度ｔ检逡逑验的区域主要集中在中国东南部，说明中国东南部秋季降水和中国其他区域降逡逑水的关联性不强（如图１．１）。除此之外，该区域发生干旱的频次较其他季节逡逑高（简茂球等，２００８），且重旱、特旱主要容易出现在东南部的华南（陈少勇逡逑等，２０１４）。这些都显示了东南部秋季降水变异的特殊性。逡逑ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ邋ｐａｔｔｅｒｎ邋ｆｏｒ邋ａｕｔｕｍｎ邋ｒａｉｎｆａｌｌ逡逑７０Ｅ逦８０Ｅ逦９０Ｅ逦１００Ｅ逦１１０Ｅ逦１２０Ｅ逦１３０Ｅ逡逑图１．１全国５５３站的降水序列对中国东南部７４站降水区域平均的序列的回归图，逡逑涂色部分通过了邋９５％信度ｔ检验，方框中所围的区域为中国东南部（２２．５－逡逑８逡逑

１（ＴＳ邋ｓ—１邋）气候态平均，５００ｈＰａ邋（ｂ）位势高度（等值线：ｄａｇｐｍ）和涡逡逑度气候态平均．逡逑从图３．１邋（ａ）可知，在低层８５０ｈＰａ中国东南部为反气旋性环流所控制；逡逑西南侧为孟加拉湾气旋型环流，涡度场和环流场的配合一致；总的来说气旋控逡逑制的区域为正涡度，反气旋控制的区域为负涡度。在５００ｈＰａ邋（图３．１ｂ），中国逡逑东南部仍为负涡度控制，在其东侧的海陆交界处为一个低压槽－东亚大槽，西北逡逑太平洋为显著的负涡度控制；中国东南部位于东亚大槽槽后南侧和西北太平洋逡逑副热带高压北侧，易受到中低纬和中高纬天气气候系统的共同影响。逡逑在对流层高层２００ｈＰａ邋（图３．１ｃ），中国东南部主要受到中低纬的偏西气流逡逑的控制，和低层８５０ｈＰａ环流配置差异明显，但仍为负涡度。总的来说，中国东逡逑南部对流层均被反气旋性环流控制，低层的反气旋由偏北气流的反气旋弯曲形逡逑成

图３．３邋１９７１－２０１０年秋季气候平均水平风和垂直速度剖面图（ａ）经向（沿１１０Ｅ－逡逑１２０Ｅ平均），（ｂ）纬向（沿２２．５Ｎ－３０Ｎ平均），涂色部分为气流下沉区．逡逑从图３．３可知，中国东南部盛行下沉气流，高低层气流切变显著：低层受逡逑到偏北气流的影响，７００ｈＰａ及以上层次受到偏南气流影响（图３．３ａ）；邋７００ｈＰａ逡逑以下受到偏东气流的影响，以上受到偏西气流的影响（图３．３ｂ）。不同层次环流逡逑特征差异显著

【参考文献】

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本文编号：2808752