西太平洋热力特征异常与中国南方秋冬季气候的关系及其可能的物理机制
发布时间：2020-07-27 13:21
【摘要】：近年来,我国南方秋旱、冬季极端低温频发,而对南方秋冬季气候变化的预测仍存在较大困难。特别是,全球变暖以来各影响因子与我国南方秋冬季气候变化的关系发生了变化,有些甚至变得没有以前显著,这更为短期气候预测增加了难度。本文利用中国科学院海洋研究所提供的逐月印-太海洋热通量资料、日本气象厅历史海温资料、NCEP/NCAR再分析资料、Hadley中心海表温度(SST)资料和中国160站降水气温资料,分析了亚印太海区潜热通量的气候变化特征,并探讨了西北太平洋潜热通量与我国南方秋季降水、冬季气温的关系,发现春季时在不同海区分别存在潜热通量异常的前兆信号,并对其中可能的物理机制进行了讨论。主要结论如下：(1)亚印太区域热通量具有明显的季节和地域分布特征,多年平均态存在三个大值区分别为：南印度洋海区、黑潮海区、暖池海区。这三个海区的潜热通量年变化表现为黑潮区域的潜热通量从夏季到冬季,由弱逐渐增强,达到最大,南印度洋区域的海气潜热通量变化与黑潮区域的变化大致相反,西太平洋暖池区域潜热通量主要呈小幅变化。(2)中国南方秋季降水和冬季气温变化与前期西太平洋潜热通量均存在密切的正相关关系,南方秋季降水的前兆信号是前期4月关键区Ⅰ(15°-300N,150°-1700E)潜热通量,南方冬季气温的前期预测信号是前期5月关键区Ⅱ(0°-200N,100°-1300E)潜热通量。(3)前期4月关键区Ⅰ潜热通量异常对东亚地区秋季大气环流和降水有指示作用。潜热通量高值年秋季500hPa位势高度场、850hPa风场、850hPa水汽通量及其散度场和向外长波辐射场等要素场的异常分布均与低值年呈现相反特征,高值年秋季南方地区受到有利于降水的环流系统影响,从而具备有利的水汽条件和垂直运动上升条件,则使得南方降水偏多,反之,则偏少。前期5月关键区Ⅱ潜热通量对东亚地区冬季大气环流和气温异常有指示作用。当前者偏高时,冬季东亚各要素环流场分布形势有利于南方地区气温偏暖,反之,则偏低。(4)当前期4月关键区Ⅰ潜热通量偏高时,该关键区正处于西北太平洋上空气旋性风切变北侧大风区中,而在其南侧的赤道强西风使得日界线附近海温偏暖。随后,次表层暖海温伴随开尔文波东传,相应地其北侧的冷海温伴随罗斯贝波西传,于秋季西传至热带西太平洋地区,并激发出菲律宾异常反气旋,从而有利于热带洋面的暖湿水汽向中国南方输送,使得南方地区降水偏多,反之偏少。(5)当前期5月关键区Ⅱ潜热通量偏高时,该关键区正好处于黑潮区暖海温南侧的异常气旋东北大风区中,即加强了海洋蒸发,造成了局地潜热通量偏强。同时在澳大利亚西侧南印度洋存在弱暖异常,由于风生流减弱,该暖异常不断加强,加之大气对其的响应,则在暖异常北侧产生了偏北越赤道气流,该气流进一步减弱了局地背景风场,使得孟加拉湾至南海一带海温出现暖异常,此后这一带暖异常强度、范围迅速扩大,于冬季稳定维持,并在暖异常北侧激发了异常的气旋性环流,我国南方地区正处于其西南暖气流的控制之中,有利于气温的升高；反之,则降低。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P461.2
【图文】：
冬Ｃ国ｄｉ图ｈ）季的第－横态令问型及时问系数巧列（等值线实线为｜｜；值，虚线为负化）逡逑图３．２利用经验正交分解方法（ＥＯＦ）给出了亚印太海区潜热通量春夏秋逡逑冬的第一模态空间型及相应的时间系数序列。由图可见，在春季（图３．３ａ）时，逡逑除了赤道中太平洋レッ外，其空间型主要表现为全区一致型，存在Ｓ个大值区，逡逑分别为黑潮区、西太平洋暖池区、南半球印度洋海区，这与前文的讨论一致。逡逑此外，由第一模态对应时间系数序列（图３．３ｅ）可Ｗ看出，春季亚印太海区在逡逑２０００年前后存在一次转折。对于夏季而言，空间型也表现为全区一致型，但相逡逑较春季而言，量值较弱并且没有明显的大值区，值得注意的是，该模态在２０００逡逑年初存在一次明显转折，全区潜热通量相较２０００年初前有所增强。对于秋冬季逡逑１７逡逑
ｇ邋ｎｒｉｌｌｌｌｆｌＴｉ逡逑１２３逦４５６７８逦９逦１０逦１１逦１２逡逑图３．邋３各关键巧区潜热通量的年变化特征（单位：Ｗ／ｎｆ）逡逑图３．３给出了这Ｈ个关键海区潜热通量的年变化特征。从图上可Ｗ看出，逡逑兰个海区的潜热通量年变化存在着较大的差异。黑潮区潜热通量在夏季最小，逡逑秋季逐渐增加，并于冬季达到最大，可达到２００邋Ｗ／ｍ２左右，表明冬季向大气释逡逑放的潜热通量最多。西太平洋暖池区潜热通量的年变化呈双峰双谷型，最小值逡逑出现在３－４月份，后逐渐X棿蟛⒂谙募敬锏椒逯担撕舐杂屑跞酰谇锛窘抵铃义献钚。春笥挚荚銮坑诙敬锏阶畲螅淝慷热跤诙竞诔鼻那比韧俊ｅ义献芴宥裕厍比韧康哪瓯浠饕市》浠挥薪锨康募窘谝览敌浴ｅ义隙杂谀嫌《妊蠛Ｇ那比韧磕瓯浠裕湔糜牒诔鼻那比韧磕瓯溴义匣笾孪喾
本文编号：2771898
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P461.2
【图文】：
冬Ｃ国ｄｉ图ｈ）季的第－横态令问型及时问系数巧列（等值线实线为｜｜；值，虚线为负化）逡逑图３．２利用经验正交分解方法（ＥＯＦ）给出了亚印太海区潜热通量春夏秋逡逑冬的第一模态空间型及相应的时间系数序列。由图可见，在春季（图３．３ａ）时，逡逑除了赤道中太平洋レッ外，其空间型主要表现为全区一致型，存在Ｓ个大值区，逡逑分别为黑潮区、西太平洋暖池区、南半球印度洋海区，这与前文的讨论一致。逡逑此外，由第一模态对应时间系数序列（图３．３ｅ）可Ｗ看出，春季亚印太海区在逡逑２０００年前后存在一次转折。对于夏季而言，空间型也表现为全区一致型，但相逡逑较春季而言，量值较弱并且没有明显的大值区，值得注意的是，该模态在２０００逡逑年初存在一次明显转折，全区潜热通量相较２０００年初前有所增强。对于秋冬季逡逑１７逡逑
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