华南地区夏季持续性降水事件发生背景与机理

发布时间：2020-06-09 11:10

【摘要】：华南是东亚区域里持续性强降水频繁发生、降水成因较复杂的一个地区。本文利用1961-2010年观测站点的逐日资料和逐日大气再分析资料等对华南地区夏季降水持续性结构的变化、该地区持续性降水的成因和发生的背景进行了分析。首先,基于“信息熵”的概念,定义了一个用来衡量降水集中程度的指数(Q指数)。随后,利用降水集中度指数对近50年夏季华南的日降水集中程度进行分析,并分析该地区不同持续时间降水过程的分布、变化情况以及变化趋势,揭示了近50年华南夏季降水结构的变化规律。在此基础上,在月内尺度上(sub-mothly)以大气遥相关作为切入点,分析了东亚-太平洋遥相关(EAP遥相关)的发生、发展模态以及其对华南持续性降水的触发机理,试图得到EAP遥相关在华南夏季持续性降水前1-2周内关键系统的移动路径和发展规律;从热带对流活动和次季节尺度的局地海表温度方面对华南型EAP遥相关发生的背景进行分析,揭示了 EAP遥相关的发展和维持机理。本文还对比分析了华南型EAP事件、湿江淮型EAP事件和干华南型EAP事件发生时的EAP遥相关发生、发展模态的异同,以期全面认识EAP遥相关对持续性降水的影响。具体结论如下:(一)在华南地区近50年夏季降水总量趋于增多和降水趋于集中的背景下,华南地区夏季短持续性降水过程呈减少趋势,而长持续性降水过程呈增加趋势。(二)在东亚-太平洋遥相关背景下华南持续性降水事件开始前的一周,低纬度有向中高纬度传播的能量,在东亚地区存在双阻形势,同时中高纬度有向下游频散的波活动通量,有利于早期东亚阻塞高压的发展。中纬度低值系统控制东北地区,其上空的气旋系统为低纬度地区带来干冷空气。同时副热带高压西伸,有利于来自副高边缘的水汽以及南海和孟加拉湾的水汽在华南地区辐合,冷暖空气相遇,导致华南地区持续性降水的发生。从对流活动角度来看,菲律宾地区出现明显的对流活动异常,为EAP遥相关的形成和维持提供能量。从海温异常的角度来看,在天气尺度到次季节尺度上,菲律宾北部地区、华南沿海地区的负海温异常是EAP遥相关形成的有效的显著信号。这两个地区的负海温异常的减弱导致菲律宾附近的气旋式异常环流转换为反气旋式异常环流,进而,反气旋式异常环流的西移引导副热带高压的西伸加强。通过低纬度的能量向中高纬度频散,进而使得中纬度低值系统和高纬度阻塞高压加强。(三)从中低纬环流系统演变特征、与EAP遥相关的波活动特征等方面对比了湿江淮EAP事件、干华南型EAP事件与华南EAP事件的异同。结果表明,湿江淮型EAP事件发生时,副热带高压位置较华南型EAP事件发生时的偏西、偏北,这使水汽输送到江淮地区。而梅雨槽位置较华南型EAP事件的位置偏北,导致冷空气南下到江淮地区,冷暖空气在江淮地区交汇,所以持续性降水发生在江淮地区。在海温异常方面,南海地区的冷海温异常是影响EAP遥相关的关键海区。此外,干华南型EAP事件发生时,中纬度地区的负异常中心位于中国东北地区以及日本南部地区上空,副热带高压西伸脊点位于125°E附近,较华南型EAP事件发生时的副热带高压位置明显偏东,水汽难以在华南以及江淮地区辐合,从而在这两个区域没有持续性降水发生。
【图文】：

降水总量,大圆,小圆,蓝色

逡逑例如，图２．２中某一年只有第２候和第３８候有１００邋ｍｍ的降雨量，降水很集中，而逡逑按照ＰＣＤ方法，此时＆，＝＇．，邋＝０，ＰＣＺ）邋＝邋０，降水特别分散。逡逑Ｐｅｎｔａｄ逡逑图２．２某年７２侯以方位角的形式分布情况（蓝色圆代表降水总量，大圆是１００邋ｍｍ，小圆是５０邋ｍｍ；逡逑黑色线代表第２侯和第３８侯均降水１００邋ｍｍ；黑色点线代表第２０侯和第２５侯分别降水５０邋＿和逡逑１００邋＿）。为了更好的描述降水集中程度，，我们建立描述逐日降水时间集中程度的一个新的指数。逡逑利用熵（Ｓｈａｎｎｏｎ，邋１９４８）的概念去表征降水集中度。熵是衡量不可预测性的信息内容，同时也是可逡逑以表征信息传达的方法之一。事实上，熵的概念己经在物理中广泛的应用于评估不确定性或可变性逡逑的一个随机变量（没有必要考虑分布模式）。一般而言，一种信息出现的概率越高，表明被传播得越逡逑广泛，被引用的程度也就越高。变量的不确定性越大，熵也就越大，把它搞清楚所需要的信息量也逡逑就越大。简单理解就是一本书用多少页能传达多少信息量。那么运用到这里就是多少天下了多少雨

空间分布图,持续性,降水强度,强降水过程

明该地区降水强度越来越大。而且降水集中往往反映了降水的连续性。将降水量大于逡逑５０邋ｍｍ，并且持续３天记为一次持续性强降水事件，得到持续性强降水的空间分布图（图逡逑３．２）。从图３．２也可以看出，持续性强降水过程主要发生在华南地区，在江淮地区也有逡逑较少的持续性强降水过程出现。逡逑２５逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P426.6

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