华北雨季的年际和年代际气候特征及其影响因子研究

发布时间：2020-06-15 06:07

【摘要】：利用国家气候中心的1961~2017年华北雨季监测资料、美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)的大气再分析资料、NOAA海温资料,以及国家气候中心130项气候指数等资料,从华北雨季开始时间和雨季雨量两个方面研究了华北雨季的年际和年代际气候特征,及其各自的影响因子。1961~2017年期间,华北雨季开始最早在7月6日,最晚在8月10日,平均日期是7月18日,华北雨季开始时间具有显著的年际变化,但雨季开始早晚的长期变化趋势不太明显。根据57a华北雨季开始时间数据,筛选出异常偏早年(12年)和异常偏晚年(8年),对偏早年和偏晚年不同高度层次的合成环流场进行研究,发现华北雨季开始早晚与西太平洋副热带高压(副高)、东亚副热带西风急流(高空急流)、东亚夏季风等环流系统的活动关系密切,当对流层高层急流建立偏早偏强,中层副高第二次北跳偏早,低层东亚夏季风北进提前时,华北雨季开始偏早,反之华北雨季开始偏晚。同时利用相关分析方法,研究发现华北雨季开始早晚与春、夏季热带印度洋、赤道中东太平洋海温关系显著且稳定,并进一步利用回归方法分析可能的影响机制,结果表明当Ni?o3.4指数和热带印度洋海温全区一致模态(IOBW)为正值时,贝加尔湖大陆高压偏强,副高偏强偏南,东亚夏季风偏弱,导致华北雨季开始偏晚;当两个海温指数为负值时,则华北雨季开始偏早。利用华北雨季监测资料和全国160台站降水月平均资料,研究了华北地区夏季降水、盛夏降水以及雨季降水三者的关系和气候特征。发现华北雨季雨量约占华北盛夏降水量的60%,雨季雨量存在4年的年际振荡周期,进一步通过滑动t检验方法寻找华北雨季雨量的年代际转折,发现在1996年华北雨季雨量存在一个减少的突变,前后相差约40 mm。在华北雨季雨量转变的同时,对应的与降水有关的影响因子也发生了变化。通过计算华北雨季雨量与国家气候中心130项气候指数的滑动相关系数发现:前冬海温变化对华北雨季雨量的影响十分微弱,其中较为显著的热带南大西洋海温与华北雨季雨量的关系,也在1975年后逐渐减弱到无法通过显著性检验;在春季,北半球极涡面积指数、NINO A区海温指数与华北雨季雨量的关系发生了年代际增强,副热带南印度洋偶极子指数与华北雨季雨量的关系在20世纪90年代后一直保持显著的负相关;在雨季持续的7、8月,NINO 3、NINO 3.4两个区域的海温一直与雨季雨量有显著的负相关关系,而NINO A区海温与华北雨季降水的关系发生了年代际增强。7、8月西太平洋副热带高压西伸脊点在1976年后,与华北雨季雨量的关系发生年代际增强,呈显著负相关,西太副高的面积与强度并不是影响华北雨季雨量的关键因子。使用SPSS软件建立春季北半球极涡面积指数、夏季西太副高西伸脊点指数、夏季NINO 3.4区海温指数、夏季NINO 3区海温指数、NINO A区海温指数与华北雨季雨量的回归模型,所建方程为Y(华北雨季雨量)=-490.709-28.763×1(NINO3区海温指数)+9.363×2(春季北半球极涡面积指数)。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P461
【图文】：

图 2 1961~2016 年华北雨季距平序列图，直线表示线性趋势，曲线表示 9a 滑动平均表 4 1961-2016 年华北雨季开始时间（日）与副高第二次北跳时间（候）年份 华北雨季开始日期副高第二次北跳年份 华北雨季开始日期副高第二次北跳年份 华北雨季开始日期副高第二次北跳1961 7 月 18 日6 月第 5 候1980 8 月 10 日9 月第 2 候 19997 月 6 日7 月第 5 候1962 7 月 8 日7 月第 5 候1981 7 月 6 日7 月第 2 候 20007 月 6 日7 月第 4 候1963 7 月 6 日7 月第 3 候 19827 月 25 日7 月第 6 候 20017 月 24 日7 月第 1 候1964 7 月 6 日7 月第 4 候 19837 月 30 日8 月第 1 候 20027 月 30 日7 月第 5 候1965 7 月 31 日8 月第 3 候 19847 月 11 日6 月第 5 候 20037 月 23 日8 月第 4 候1966 7 月 15 日7 月第 3 候 19857 月 11 日7 月第 5 候 20047 月 18 日7 月第 4 候1967 7 月 17 日7 月第 4 候 19867 月 20 日8 月第 6 候 20057 月 23 日8 月第 2 候1968 7 月 23 日8 月第 2 候 19878 月 3 日8 月第 2 候 20067 月 23 日7 月第 6 候1969 7 月 20 日7 月第 4 候 19887 月 6 日7 月第 6 候 20077 月 29 日7 月第 6 候1970 7 月 21 日7 月第 5 候 19897 月 16 日7 月第 3 候 20087 月 15 日7 月第 5 候

北雨季开始时间（黑线）和结束时间（红线）的时间序列图3.2 影响华北雨季开始早晚与环流系统的关系华北雨季受东亚夏季风环流系统向北推进的影响，首先从环流形势的角度出发，分析OSDRS_NC与高层到低层大气环流系统的关系。图4给出了OSDRS_NC与 7 月对流层各层大气环流场的相关系数分布。由 OSDRS_NC 与高层（200hPa）纬向风场（U）的相关分布（图 4a）可见，华北北部至东北呈显著的负相关，长江至日本一带呈显著的正相关。7 月东亚副热带西风急流（西风急流）主体基本在 40°N 及其以北地区。图 5 给出了华北雨季开始偏早年和偏晚年东亚（110°～140°E 平均）上空 200hPa 纬向风的时间-纬度剖面图。偏早年（图 5a），在 6 月下旬至 8 月中旬，40°N 以北为正距平，以南为负距平，表明西风急流北跳偏早；而在偏晚年（图 5b），在 6 月下旬至 7 月中旬，40°N 以北为负距平

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本文编号：2714011