西北低涡的天气气候学分析和研究

发布时间：2020-07-17 23:02

【摘要】：生成于我国青海或柴达木附近的西北低涡,对当地以及下游地区的天气、气候有着重要的影响。论文使用1979~2016年一日四次的CFSR再分析资料,在定义了西北低涡的统计范围的基础上,使用常规的统计方法、合成分析法以及天气学诊断等方法,首先对1979~2016年夏季(6月~8月)西北低涡的出现次数、区域位置、移动情况、维持时间长短等方面进行了统计,其次从天气、气候学角度,对比分析停滞性西北低涡以及移出型西北低涡之间相关的大气环流形势、结构特征以及水汽条件等方面的差别,得到如下结论:(1)从气候学上讲,夏季西北低涡中心位置主要位于两个区域,一个位于37.5°~38.5°N,97.5°~99°E,占总数的22.4%;另一个则位于35°N,97.5°~100.5°E,占总数的15.5%。(2)近38年来,夏季共出现1306例西北低涡,平均每年34.4个,西北低涡有着显著的年代际和年际变化,其长期变化有减少趋势。在夏季三个月中,6月西北低涡的出现次数最多,7月次之,8月最少,而且西北低涡白天出现的几率大于夜间。(3)在所有西北低涡中,有41.2%的低涡属于移出型。西北低涡的维持时间较短,三分之二以上的西北低涡维持在一天以内,维持时间超过两天的低涡多在7月份出现,且91%属于移出型低涡。(4)38年来,夏季西北低涡维持时间超过1天以上的移出型低涡主要向东南方向、正东方向、偏南方向、东北方向移动,其中东南移向的低涡个数最多,东北移向和正东移向中主要由维持时间在1天以上的西北低涡所构成。(5)从气候学上讲,停滞性西北低涡是位于700 hPa高度上的浅薄性涡旋,同时在700 hPa低涡中心的下游存在一个反气旋环流中心,对低涡的移动起到阻挡作用;在对流层中层500 hPa高度上,对应一个弱的波动,在对流层高层200 hPa,则缺乏高空急流以及高值系统的配合。停滞性西北低涡在垂直空间上表现为对流层低层为气旋性涡度场,高层为反气旋性涡度场。散度场的垂直分布呈现为低层辐合、中层辐散。低涡为暖中心结构,但气旋性环流向低涡中心带来冷空气,抑制暖中心结构的维持和发展。停滞性西北低涡周围环境湿度低,水汽通量大值区主要位于甘肃南部,但偏南地区没有水汽来源,水汽无法输送至低涡中心。(6)从气候学上讲,移出型西北低涡仍为一个浅薄的系统,但它的结构特征比停滞性西北低涡更加明显突出,具体表现为在对流层低层主要为一个强大的气旋性涡旋,且周围湿度接近饱和,在对流层中层对应一个深厚的高空槽,在对流层高层,低涡附近有南亚高压控制,同时维持的高空急流,使得西北低涡高层有明显的辐散场,有利于低层低涡的发展。形势场上下层的相互作用,可能是低涡移动的重要因素。移动型西北低涡在垂直空间上仍表现为对流层低层为气旋性涡度场,对流层高层为反气旋性涡度场。散度场的垂直分布为低层辐合,但低涡上空的辐散区不明显。低涡仍为暖中心结构,且低涡中心由暖平流控制,暖平流形成的减压作用对低涡的发展东移也有着重要的影响。移出型西北低涡中南来的水汽充沛,低涡位于水汽通量大值区的中心边缘,气旋性环流向低涡中心源源不断的供应水汽。
【学位授予单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P44
【图文】：

闭合曲线,低涡,统计范围,边框

成都信息工程大学硕士学位论文以往的研究中关于西北低涡的定义，即荣涛[9]定义凡 700 hPa 在，90°～100°E 内的低压闭合曲线或气旋性环流，马鹤年[10]定义围为 35°～40°N，95°～105°E，杜继稳[11]给出的西北低涡范围为°～105°E。本文在前人的研究基础上，结合以往关于西北低涡的西北低涡来源的条件下，一般将具有以下特征的低涡，称之为西成区域：35°～40°N，97°～105°E；② 700 hPa 高度场有气旋式环a 有一根闭合的等高线，或风速≥4m/s 的气旋式环流；④水平尺度⑤生命周期至少维持 12h。统计方法为：基于 CFSR 再分析资料近 38 年的数据，按照上述定低涡进行人工识别，统计西北低涡的出现次数、区域位置、出现、维持时间等反应低涡活动的基本特征量，分析西北低涡的年际、空间分布特征及活动规律。由于西北低涡在夏季活动最为频繁对 1979～2016 年夏季生成的西北低涡进行识别统计和分析。

区域分布,低涡,出现次数,区域分布

3.1 1979～2016 年夏季西北低涡出现次数的区域分布。圆点代表该网格点出现的低3 夏季西北低涡的多时间尺度的变化特征3.1 西北低涡年际变化及月际变化特征为了研究西北低涡的长期变化特征，图 3.2 给出了 1979～2016 年夏季西涡出现次数的时间序列。由图 3.2 可见，38 年来，西北低涡具有明显的年化特征。38 年来，西北低涡共出现 1306 例，平均每年夏季出现 34 次。西涡的出现次数在 1985 年前后有明显的变化特征，即在 1985 年前，西北低现次数明显偏多，而 1985 年以后，西北低涡出现呈现出在平均值上下波动际变化特征。在年际时间尺度上，低涡出现次数较多的年份为 1979，1903 和 2009 年，平均每年可达 38 个；出现次数较少的年份主要为 1994，2011 和 2012 年，平均仅有 31 个/年，为最多年的 81.5%。从长期的变化趋势看出，近 38 年西北低涡出现的次数呈现总体减少的趋势。

时间序列,低涡,出现次数,时间序列

图 3.2 1979～2016 年夏季西北低涡出现次数的时间序列为了进一步分析和研究西北低涡夏季各月出现次数的变化特征，表夏季 6，7，8 三个月西北低涡的发生次数。由表 1 可见，西北低涡出多的是 6 月份，共有 479 个，平均每年发生 12.6 个，占夏季总个数的 3西北低涡出现的次数要比 6 月份出现的次数要少，共出现 428 个，.2 个/年，占总数的 32.8%；8 月份出现的西北低涡在整个夏季中出现少，为 399 个，平均 10.5 个/年，占总数的 30.5%。表 3.1 夏季各月西北低涡的出现次数及所占总数的百分比（单位：%）月份 6 月 7 月 8 月出现总数 479 428 39平均次数 12.6 11.2 10总数的百分比 36.7 32.8 30

【参考文献】