南亚高压次季节尺度强度异常特征及其机制研究

发布时间：2020-04-27 08:02

【摘要】：南亚高压是亚洲夏季风的重要环流系统之一,它的次季节尺度异常对亚洲地区的天气气候有着重要影响。本文利用1979-2013年夏季6-8月欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA-Interim逐日再分析资料,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)逐日对外长波辐射(OLR)资料,NOAA气候预测中心(CPC)逐日降水资料等,研究了夏季南亚高压次季节尺度强度异常及相伴随的降水、水汽输送等的异常特征。通过诊断全型垂直涡度倾向方程,探讨了南亚高压次季节强度异常的大气内部动力学机制。利用统计方法分析了南亚高压次季节尺度异常与亚洲季风区持续性强降水事件和高温事件的联系。最后,通过对耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的18个全球气候模式的评估,探讨了全球气候模式模拟南亚高压次季节尺度强度异常的关键大气内部动力学过程。本文主要的结论如下:1、南亚高压次季节尺度强度异常的特征通过对1979-2013年夏季南亚高压区域(20°-35°N,35°-110°E)200hPa位势高度场标准化次季节异常做经验正交函数分解(EOF),第一模态为南亚高压次季节尺度强度异常.表现为南亚高压区域位势高度场整体一致的增强或减弱的特征,中心位于伊朗高原至青藏高原西部,主要周期为10-36天。在南亚高压异常增强时,南亚高压区域表现为明显的位势高度场正异常,而其北侧的高纬地区表现为负异常。这样的正负异常型从-9天开始出现,随后逐渐局地增强。与此相伴随的,热带地区赤道至20°N之间表现为强对流活动的异常雨带。到了 0天时,南亚高压的异常增强达到最强,雨带从热带地区向北传播至整个亚洲季风区。在此过程中,西太平洋副热带高压略微向西伸展,索马里越赤道气流的水汽输送和与西太平洋副热带高压相关的水汽输送也明显增强。2、南亚高压次季节尺度强度异常的大气内部动力学机制从大气内部动力学的角度来看,大气非绝热加热对环流的反馈作用是影响南亚高压次季节强度异常的重要机制之一。通过对全型垂直涡度倾向方程的诊断,揭示出了与热带地区北传异常雨带相关的非绝热加热对南亚高压次季节强度异常起到了关键的作用。当热带地区次季节异常雨带北传到达南亚高压控制范围时,对流层中高层增大的非绝热加热的垂直梯度强迫高层大气产生异常负涡度,直接导致南亚高压强度增强,这一项起到最显著的增强南亚高压强度异常的作用。而非绝热加热的水平梯度对南亚高压南侧和北侧异常增强有一定作用。在南亚高压南部气候态的东风气流的平流作用下,负涡度异常自东向西输送,即平流过程有利于南亚高压西部的增强。在气候模式中,模拟南亚高压次季节强度异常较好的模式可以很好的再现与南亚高压异常增强时相伴随的异常雨带的北传。通过动力学诊断,证实这一异常雨带所引起的非绝热加热反馈于南亚高压,对南亚高压的异常增强起到了维持的作用,因而这些模式可以很好的模拟出南亚高压次季节强度异常。而模拟较差的模式是因为其没有很好的模拟出这一关键的大气内部动力学过程,从而不能很好的再现南亚高压次季节强度异常增强的过程。3、南亚高压次季节强度异常对持续性强降水和高温事件的影响南亚高压的强弱异常对亚洲季风区持续性强降水事件和高温事件发生频数和发生强度具有调制作用。对于持续性强降水事件,亚洲季风区从印度次大陆至东亚东部较低阈值的持续性降水事件在南亚高压强弱事件时发生的频数分别占到30%和20%左右。当阈值提高后,南亚高压偏强时发生持续性强降水事件的比例提高到40%-50%,强度也更强,偏弱时发生持续性强降水比例下降到10%,两者对比更加明显。这说明南亚高压对亚洲季风区的较强的持续性强降水事件影响更加显著,而对较弱的持续性降水事件影响较小。南亚高压异常偏强时发生高温事件的比例仅占到总高温事件的10%,南亚高压异常偏弱时的比例占到20%左右。对于较强的高温事件,南亚高压对其影响作用在印度次大陆地区较为显著,而在我国华南地区并不明显。对于较弱的高温事件,南亚高压对其影响在我国华南比较显著,而在印度次大陆地区并不显著。
【图文】：

经圈环流,纬圈,环流,特征等值线

图邋２．２邋１９７９－２０１３邋年夏季平均的（ａ）沿２０°－３０°Ｎ平均的纬圈环流；（ｂ）沿３０°－４０°Ｎ平均的逡逑纬圈环流；（ｃ）沿８５°－９５°Ｅ平均的经圈环流；（ｄ）沿１１０°Ｅ－１２０°Ｅ平均的经圈环流。逡逑２２逡逑

尺度标准,季节,EOF分解,南亚高压

逦第二章南亚高压次季节尺度强度异常的特征逦逡逑果取平均（图２．３ｄ），主要的显著周期表现为１０－３６天左右，且通过了邋９５％的信逡逑度检验。此外，ＰＣ１的１０－３０天的方差贡献为６５％，而３０－６０天的方差贡献仅为逡逑１５％。因此，南亚高压次季节强度异常与１０－３０的准双周振荡更为相关，而与３０－６０逡逑天的季节内振荡关系不是十分密切，，但其周期比南亚高压次季节位置东西异常周逡逑期略长。逡逑ＯＦ邋１４４ａ
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P424

【相似文献】