全球变暖背景下西太平洋副热带高压的北跳及与我国东部夏季降水的关系

发布时间：2020-11-03 09:08

　　 位于西北太平洋上空的副热带高压(简称西太副高)是东亚夏季风系统的重要成员之一,其南北位置的变动具有缓慢与跳跃两种特征,且是一种全球现象。西太副高脊线两次北跳时间的早晚对我国东部夏季主雨带位置的分布有显著的影响,尤其在全球变暖背景下,西太副高产生了一定程度的变异,而随之带来的夏季降水的异常也更加值得关注。为了研究副高脊线北跳对全球变暖的响应,急需对副高脊线北跳时间进行客观定量化的定义,得到具有参考性的、较长记录的北跳时间序列,进而为我国东部夏季降水异常的基础研究提供一定的理论和技术支持。鉴于此,本文基于1951～2014年的逐候副高脊线资料进行相关研究。首先,在前人研究的基础上,提出了便于操作的客观定量化的副高脊线两次北跳时间的计算标准。在与梅雨监测资料进行对比之后发现,本文的计算方法是客观的,能够比较准确的描述副高脊线两次北跳的来临时间。其次,利用得到的两次北跳时间序列,讨论了其近64年来在全球变暖背景下的年代际、年际和季节内的演变规律及其与我国东部夏季降水的关系,结果表明：(1)西太副高脊线第一次北跳时间经历了“持续偏早—持续偏晚”的年代际演变特征,转折时间为1980年。并且21世纪至今为第一次北跳时间最晚的十年。而第二次北跳时间经历了“持续偏晚—持续偏早—持续偏晚”的年代际转折,转折分别发生在1954年和1978年。21世纪至今为第二次北跳时间次晚的十年。两次北跳时间均在上世纪80年代发生了转折,对应我国东部夏季降水异常由“南旱北涝”转为“南涝北旱”。(2)两次北跳时间偏早年发生在偏早阶段的频率明显多于偏晚阶段,偏晚年发生在偏晚阶段的频率明显多于偏早阶段。这说明,北跳时间的年际异常具有一定的群发性。北跳时间的年际特征对我国东部夏季降水的影响亦十分显著。当第一次北跳时间发生异常时,其所引发的降水差异主要发生在长江流域的南北地区；当第二次北跳时间发生异常时,其所引发的降水异常与第一次北跳相比,界限从30°N的长江流域演变为两条,分别为25°N和35°N的黄河流域。若在考虑两次北跳时间同时发生异常的情况下,其所引发的夏季降水异常的差异相当于两次北跳单独作用下效果的叠加。(3)若将一个完整的副高脊线10-30天季节内振荡波动划分为6个位相,其对应的降水异常为：从第1位相开始(副高脊线处于偏南状态),多雨区主要位于长江以南地区,并且随着位相的发展,多雨区逐渐向北推移,在第6位相多雨区已经北移到了东北北部地区。接下来多雨区又位于长江以南,即与下一周期的第1位相相连接。最后,简要分析了对副高脊线北跳时间的多尺度演变有影响的大气环流及海温外强迫等因素,结果表明：(1)北太平洋年代际振荡(PDO)和ENSO均对北跳时间有显著影响,但是在年代际尺度上与PDO的关系更为显著,ENSO主要对北跳时间的年际异常影响显著。在剔除了ENSO的影响后,PDO冷位相下,高(200hPa)中(500hPa)低(850hPa)层的环流配置均有利于副高脊线北跳时间的年代际偏早,而PDO暖位相下,则有利于副高脊线北跳时间的年代际偏晚。(2)从年际的角度来说,当前冬至夏季La Nina由强盛逐渐减弱时,第一次时间多偏早,当La Nina由较弱逐渐强盛时,第二次北跳时间多偏早。当前冬至夏季的ElNino由强盛到逐渐减弱至消亡时,第一次北跳时间多偏晚。当El Nino由初期发展为强盛期,第二次北跳时间多偏晚。(3)对于季节内振荡异常的成因,本文通过个例研究表明,副高脊线的季节内振荡与EAP型(东亚／太平型)遥相关波列有十分密切的关系。若位于40-60°E的高纬度地区不断地向40-50°N地区输送低频位势波,并向东传播到东亚地区(110-120°E),则较利于副高发生北跳现象。若当这种低频位势波无法输送到东亚地区,则副高不容易发生北跳。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P426.6;P424
【部分图文】：

窖蟾比却?鸹?谋碧?坝胛夜??肯募窘邓?墓叵担崳?候至３１候，副高脊线基本上稳定在１７？１９°Ｎ这一区域（图３－１中区域Ａ），从??第３２候（６月第２候）开始，副高脊线发生第一次北跳，跳过２０°Ｎ，并于３５??候进入２３？２５°Ｎ这个稳定的区域（图３－１中区域Ｂ），并在此区域维持５个候；??于４０候（７月第４候）跳过％°Ｎ，即副高脊线发生第二次北跳，继而迅速北上??进入另一个稳定的区域：２８？３ＴＮ?（图３－１中区域Ｃ），并维持６个候；之后在４７??候（８月第５候）开始缓慢南撤。由此可见，副富脊线两次北跳对应的平均脊线??位置分别可认定为２０°Ｎ和２６°Ｎ。这一北跳位置的设定与前人对于个别年份北??跳位置的研究也比较一致。同时，对比图３－１中圆点线与Ｈ角形点线还可Ｗ大致??发现，在２０世纪８０年代后两次北跳时间比８０年代之前要晚。??Ｉ?■?Ｉ?—?．?Ｉ?■－?Ｊ?Ｉ?Ｉ?＇?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?？?Ｉ?■??３２－?－??３０－?Ｉ?Ｃ；?－??．：?／／气、ｊ??－２．?诗?ｒｉ?Ｘ?－??觉?２２；?－．－麗－匪：??班：２０－??公?－？－１９５１－１９８０?－??１８：?：?Ａ－媒换?－－１９８１－２０１４?：??梦－人－Ｉ??１６－?－??Ｉ?Ｉ?＇?Ｉ?？?Ｉ?＇?Ｉ?＇?Ｉ?＇?Ｉ?＇?Ｉ?＇?Ｉ?＇??２０?巧?３０?３５?４０?巧?如?巧?６０?妨??时间（侯）??图３－１不同时段副高脊线多年平均位置（正方形点线：１９５１？２０１４年

有较好的对应，如?１９５６、１９６１、１９７１、１９７４、１％０、１％２、１％７、１９９１?和?２０１０??年（图?３－２ａ）；?１９５４、１９６１、１９７１、１９７８、１９８０、巧８２、１９９４、１９％?和?２００１?年??（图３－２ｂ）。６４年中第一次北跳时间与梅雨开始时间距平符号一致的有４０年，??占６５％，第二次北跳时间与梅雨结束时间距平符号一致的有巧年，占６３％。此??夕ｈ副高脊线两次北跳的时间间隔与梅雨的持续时间的相关系数为０．３２，也通过??了?ａ?＝０．００１的显著性水平检验。???表３－２?１９５１？２０１２长江中下游梅雨起止时间（单位：候）???梅雨开?梅雨结?梅雨开?梅雨结?梅雨开梅雨结??始时间?束时间?始时间?束时间?始时间?束时间??１９５１?３４?４０?１９７２?３４?３６?１９９３?３６?３８??１９５２?３７?４０?１９７３?３４?３６?１９９４?３２?３３??１９５３?３４?３６?１９７４?３２?４０?１９９５?３３?３９??１９５４?３３?４２?１９７５?３４?４０?１９９６?３１?４１??１９５５?３５?３８?１９７６?３５?４０?１９９７?３５?４０??１９５６?３４?３９?１９７７?３２?３４?１９９８?３５?４３??１９５７?３４?３８?１９７８?３２?３３?１９９９?３５?３７??１９５８?空梅?空梅?１９７９?３３?４１?２０００?空梅?空梅??１９?巧?３６?３８?１９８０?３４?４１?２００１?３４?３６??１９?如?３２?３６?１９

４．２全球变暖背景下副高脊线北跳时间的特征??４．２．１西太副高脊线北跳时间的年代际特征??由图４－１可见，副高脊线的两次北跳时间具有明显的年际和年代际演变特征。??图中点线为相对应时间序列的累积距平，实线为相对应时间序列从１９５１年开始，??每１化的平均值。由图可知，副高脊线的第一次北跳时间经历了＂持续偏早一持??续偏晚＂的年代际变化特征（圓４－ｌａ），１９８０年前第一次北跳时间持续偏早，平??均北跳时间为第３１．３候（表４－１），为偏早阶段；之后北跳时间持续偏晚，平均??北跳时间为３３．７候，即为偏晩阶段。为了检验偏早阶段（１９５１？１９８０年）和偏??晚阶段（１９８１？２０１４年）的差异是否显著，对第一次北跳时间原始序列进行ｔ??检验，ｔ值为３．５，通过ａ?＝０．０１的显著性水平检验。说明１９８０年的年代际转折??是湿著的
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本文编号：2868383