我国长江流域近年凉夏和热夏的大气异常
发布时间：2020-08-14 07:55
【摘要】：全球变暖背景下,伴随着高温事件的频繁发生,低温事件也不时出现。本文对近30年来的低温年和高温年进行了对比分析,尤其是将2014年夏季的持续低温和2013年夏季的持续高温作为重要个例进行研究。研究发现,不同于其他低温年的大范围气温负距平,2014年的低温异常是大尺度的,呈一带状,从陆地延伸到海洋上,且这种异常在大气各层(925hPa—500hPa)都有。由此,对这一带状产生并维持的机制进行了探讨。分析表明:(1)我国长江流域地区从1986—2015年这30年来夏季的气温变化整体呈现出增暖趋势,在20世纪80年代中期至90年代初期处于相对冷期,在此之后气温逐渐升高,21世纪至今处于相对暖期。(2)西太平洋副热带高压的位置及其强度、东亚季风系统的强弱以及海温的异常等要素都会引起大气环流的变化,从而导致我国长江流域地区夏季气温的异常偏高或异常偏低。典型的高、低温年的大气环流形势之间存在明显的差异。低温年,西太平洋副热带高压强度一般较弱,副高南移或东退,同时东亚季风系统减弱,长江流域附近东南风减弱,气温偏低;高温年,西太平洋副热带高压强度偏强,西伸北抬,同时东亚季风系统增强,长江流域附近的东南风强劲,气温偏高。(3)2014年与其他低温年一样,我国长江流域地区受到气旋式距平风场的控制,东亚季风系统减弱,且在低温期间,不时有距平意义上的偏北气流携北方冷空气南下,导致我国长江流域温度降低。不同之处在于,在位势高度距平场上,2014年各层都有“位势高度正距平带—偏低温带—位势高度负距平带”的配置型式,且随高度整体由南向北倾斜。而其他低温年不存在这样的配置型式。(4)2014年大气中的这个低温带主要是由高纬环流的异常造成的。在位势高度场上,最重要的异常出现在高纬地区,在60° N有呈带状的位势高度正距平,它引导(距平意义上的)偏北气流从正北和东北偏东方向侵入,由此,在紧邻其南侧的区域形成一同样也为带状的偏低温区。大气各层都呈现出这种在高纬有位势高度的正距平,相应地在稍南的低纬(40° N)有位势高度负距平,在它们之间即为低温区。这种配置型式在大气的各层都有,从低层往上,它们整体地表现出由南往北的倾斜,其垂直剖面呈现为距平意义上的,大尺度的,类似于锋面的倾斜结构。文中运用了简单的概念模型对此进行了理解,这样的倾斜结构是由大气的动力异常和热力异常相互影响、共同作用而形成的。
【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】：2018
【分类号】：P423
【图文】：
３．１时空选取逡逑通过对２０］４年夏季低温过程的时、空分析［７９］，我们获得了本文研究的时段和影响逡逑的范围。如图３．ｌａ所示，２０１４年的低温过程主要出现在从６月１６日到８月３１日的两逡逑个半月的时段，包含了邋４次过程，共７７天。如图３．１ｂ所示，这次偏低温过程影响到除逡逑了东北、新疆、广东等以外的全国大部分地区。其中影响最强的（即负距平大值区）是逡逑长江流域，可以看到，从川渝地区至长江中下游地区呈一明显的带状分布，其范围为逡逑２７°—３４°Ｎ，邋１０４°—１２１°Ｅ0逡逑逦邋３６．０逡逑ａ逡逑６邋０邋—逡逑—３３邋０逡逑３．０邋逦邋ａ逡逑00邋１１邋■邋．，ｉｆ邋Ｉｆ邋。逡逑２１邋０逡逑Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逡逑０６／０１逦０６＾１１逦０６／２１逦０７／０１逦０７／１１逦０７／２１逦０７／３１逦０Ｓ１０逦０６／２０逦０８／３０逡逑ｓｏｎ邋ｊ逦，逡逑８０Ｅ逦９０Ｅ逦１００Ｅ逦１１０Ｅ逦１２０Ｅ逦１３０Ｅ逡逑■２逦－ｔ．６逦－１．２逦－０邋８逦－０邋４邋0邋０４逦０．８逦１．２逦１邋６逦２逡逑图３．１邋６－８月区域平均的地面气温及其距平的逐日演变（ａ）：研究时段（６月１６日－８月３１日）平逡逑均的地面气温距平分布，矩形框为研究区域（２７°－３４°Ｎ，丨０４°－１２１°Ｅ）逦（ｂ）（单位：°Ｃ）逡逑ＩＩ逡逑
前三个特征向量的方差贡献率分别为７８．邋２％，１０．３％，邋４．４％，前三个特征向量的累计逡逑方差贡献率依次为７８．邋２％，８８．邋５％，９２．９％。可见，前三个特征向量占了邋９２．邋９％，可反映逡逑特征向量场的大部分内容。如图３．３所示的第一个特征向量，其方差贡献率达到了邋７８．邋２％，逡逑反映了邋３／４以上的信息。首先，从第一特征量的空间分布上可以看出，长江流域范围内逡逑全区均为正值，表现出气温分布上的整体的一致性。其中正值最大值的中心在长江的入逡逑海口附近，依次向周围递减，中心梯度相对较小，表明温度变化的分布较为均匀。而其逡逑相对应的时间系数（即第一特征向量的时间系数）反映出的是长江流域１９８６—２０１５年逡逑气温变化的整体趋势。从图中可以看出，长江流域气温在８０年代中期至９０年代初期处逡逑于相对冷期，随后气温逐渐升高，处于相对暖期，而在２０１４年气温骤然下降，与八九逡逑１２逡逑
逦１９９０逦１９９５逦２０００逦２００５逦２０１０逦２０１５逡逑图３．３邋１９８６—２０１５年我国长江流域夏季气温距平场ＥＯＦ分解前三个特征向量的空间分布及时间系数逡逑图３．４中折线反映了长江流域１９８６－２０１５年夏季气温的逐年变化，实线是根据线性逡逑回归求出的长江流域这些年来夏季气温的变化趋势，由此看来，近３０年我国长江流域逡逑夏季气温呈现出微弱的上升趋势，这与上图的ＥＯＦ中第一特征向量所反映的整体变化逡逑趋势相符。而长江流域夏季气温的微弱上升可能与近年来该区域降水量及降水日数的微逡逑弱减少有关。图３．５反映了长江流域夏季降水量和降水日数距平的逐年变化，两者均呈逡逑１３逡逑
【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】：2018
【分类号】：P423
【图文】：
３．１时空选取逡逑通过对２０］４年夏季低温过程的时、空分析［７９］，我们获得了本文研究的时段和影响逡逑的范围。如图３．ｌａ所示，２０１４年的低温过程主要出现在从６月１６日到８月３１日的两逡逑个半月的时段，包含了邋４次过程，共７７天。如图３．１ｂ所示，这次偏低温过程影响到除逡逑了东北、新疆、广东等以外的全国大部分地区。其中影响最强的（即负距平大值区）是逡逑长江流域，可以看到，从川渝地区至长江中下游地区呈一明显的带状分布，其范围为逡逑２７°—３４°Ｎ，邋１０４°—１２１°Ｅ0逡逑逦邋３６．０逡逑ａ逡逑６邋０邋—逡逑—３３邋０逡逑３．０邋逦邋ａ逡逑00邋１１邋■邋．，ｉｆ邋Ｉｆ邋。逡逑２１邋０逡逑Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逡逑０６／０１逦０６＾１１逦０６／２１逦０７／０１逦０７／１１逦０７／２１逦０７／３１逦０Ｓ１０逦０６／２０逦０８／３０逡逑ｓｏｎ邋ｊ逦，逡逑８０Ｅ逦９０Ｅ逦１００Ｅ逦１１０Ｅ逦１２０Ｅ逦１３０Ｅ逡逑■２逦－ｔ．６逦－１．２逦－０邋８逦－０邋４邋0邋０４逦０．８逦１．２逦１邋６逦２逡逑图３．１邋６－８月区域平均的地面气温及其距平的逐日演变（ａ）：研究时段（６月１６日－８月３１日）平逡逑均的地面气温距平分布，矩形框为研究区域（２７°－３４°Ｎ，丨０４°－１２１°Ｅ）逦（ｂ）（单位：°Ｃ）逡逑ＩＩ逡逑
前三个特征向量的方差贡献率分别为７８．邋２％，１０．３％，邋４．４％，前三个特征向量的累计逡逑方差贡献率依次为７８．邋２％，８８．邋５％，９２．９％。可见，前三个特征向量占了邋９２．邋９％，可反映逡逑特征向量场的大部分内容。如图３．３所示的第一个特征向量，其方差贡献率达到了邋７８．邋２％，逡逑反映了邋３／４以上的信息。首先，从第一特征量的空间分布上可以看出，长江流域范围内逡逑全区均为正值，表现出气温分布上的整体的一致性。其中正值最大值的中心在长江的入逡逑海口附近，依次向周围递减，中心梯度相对较小，表明温度变化的分布较为均匀。而其逡逑相对应的时间系数（即第一特征向量的时间系数）反映出的是长江流域１９８６—２０１５年逡逑气温变化的整体趋势。从图中可以看出，长江流域气温在８０年代中期至９０年代初期处逡逑于相对冷期，随后气温逐渐升高，处于相对暖期，而在２０１４年气温骤然下降，与八九逡逑１２逡逑
逦１９９０逦１９９５逦２０００逦２００５逦２０１０逦２０１５逡逑图３．３邋１９８６—２０１５年我国长江流域夏季气温距平场ＥＯＦ分解前三个特征向量的空间分布及时间系数逡逑图３．４中折线反映了长江流域１９８６－２０１５年夏季气温的逐年变化，实线是根据线性逡逑回归求出的长江流域这些年来夏季气温的变化趋势，由此看来，近３０年我国长江流域逡逑夏季气温呈现出微弱的上升趋势，这与上图的ＥＯＦ中第一特征向量所反映的整体变化逡逑趋势相符。而长江流域夏季气温的微弱上升可能与近年来该区域降水量及降水日数的微逡逑弱减少有关。图３．５反映了长江流域夏季降水量和降水日数距平的逐年变化，两者均呈逡逑１３逡逑
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 王朋岭;周兵;柳艳菊;李清泉;王东阡;;2014年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响[J];气象;2015年04期
2 王
本文编号：2792740
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