再分析低温资料的评估和南方低温事件的低频特征分析

发布时间：2020-11-13 10:52

　　 利用1979-2013年我国192个台站逐日最低温度观测资料和NCEP/NCAR、NCEP/DOE、JRA-55、ERA-Interim四套再分析资料及1979-2004年同站点均一化资料,从低温阈值的气候态、年际和年代际变化、长期趋势等方面评估各资料集在极端低温研究中的适用性。进一步统计我国南方冬季持续性低温事件,讨论了偏东路径南下冷空气造成的低温事件中准双周振荡特征及低频环流特征,并进行热力学诊断。结论如下:(1)均一化资料的低温阈值与观测结果相比,在东北、内蒙古西部和两广地区偏低,在青藏高原东部、新疆北部和黄河中下游偏高,线性趋势与之呈反相分布。(2)与观测结果相比,再分析资料的低温阈值在南方偏低东北偏高,在东部适用性好于西部,且都能表现出内蒙西部到新疆北部的降温趋势和青藏高原及云南的升温趋势,但在数值和范围上存在差异,无法表现出华北地区的显著升温趋势。再分析资料都能体现观测阈值EOF分解前两模态全国一致和东北与其他地区反相的空间特征及其年际变化特征,仅JRA和ERA能再现观测资料的年代际变化特征。(3)我国南方地区最低温度存在显著的10-20d振荡周期,34个冬季中共发生22次持续性低温事件,且伴随低频振荡的加强而发生。北半球冬季低层大气10-20d振荡动能主要集中在高纬的北太平洋和大西洋,高层动能大值区在中高纬地区呈带状分布。(4)1996年2月低温过程的低频环流演变表明,欧洲上空系统沿西北东南向低频波列移动后影响下游地区,东移特征在中纬带最明显。异常偏北风引导高纬冷空气向南传播是低温事件爆发的根本原因。同时也发现北美上空低频系统有向西移的现象。垂直结构上,内陆中高纬地区以正压型为主,东亚沿岸表现出斜压性。热力学诊断发现降温主要受冷平流和非绝热冷却作用,而冷平流是维持低温过程的关键。1983年1月低温过程与前者不同的是,仅我国南方温度大大低于常年同期,而北方温度偏高。欧洲上空的低频系统除了从高纬向东南移动外,还有从中纬度平直东移的路径。热力学诊断表明该降温过程主要由强冷平流引起的,而非绝热项起到加热作用。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P423
【部分图文】：

该资料经过了严格的质量控制，使用中对出现断点数据的台站进行了剔除，得??到１９７９－２０１３年共１９２站逐日最低温度观测资料；数据完整可信的同站点均一化资料，??时间为１９７９－２００４年。站点的空间分布如图２．１所示。观测资料中的个别缺测值由前一??天和后一天的平均值填补。??本文选取如下再分析资料：ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ?（?ＮＣＥＰ－１）、ＮＣＥＰ／ＤＯＥ?（ＮＣＥＰ－２）、ＪＲＡ－５５??（ＪＲＡ）、ＥＲＡ－ｌｎｔｅｒｉｍ?（ＥＲＡ）逐日最低温度再分析资料；ＥＲＡ－Ｉｎｔｅｒｉｍ逐日高度场、??风场、温度场、垂直速度场，垂直方向共２３层，及近地面２ｍ平均温度场，海平面气压??场再分析资料；时间长度为１９７９－２０１３年。??由于五种资料的分辨率各有不同，ＮＣＥＰ再分析产品为高斯网格点，ＪＲＡ和ＥＲＡ??为２．５°的均匀格点。为方便比较，本文用Ｃｒｅｓｓｍａｎ和双线性插值法分别将站点资料和??ＮＣＥＰ再分析资料插值到２．５°ｘ２．５°的均匀网格点。??騰??７？Ｅ?８５°Ｅ?９５°Ｅ?１〇ｆｅ°Ｅ?１１?＾°Ｅ?１２ｆｅ°Ｅ?Ｕ５°Ｅ??图２．１观测站点的空间分布??２．２定义和方法??１、阈值和低温事件的定义??极端低温阈值定义为［３７｜：将１９７９－２０１３年各站点的逐年口最低气温按升序排列，得??到该站该年第５％位的最低温度，取其３５年平均作为该站的极端低温阈值（简称阈值）。??若某站某日最低气温低于该站阈值

图３．２?１９７９－２００４年（ａ）观测资料与（ｂ）均一化资料低温阈值的线性趋势（单位：°Ｃ／１０ａ）??３．２再分析资料与观测资料的比较??３．２．１再分析资料和观测资料的低温阈值及离差??观测资料（图３．３）和再分析资料的阈值从南向北减小，南暖北冷，０°Ｃ等值线大致??沿长江分布。低值区位于东北和唐古拉山脉，而东北是我国最冷的地方，低温阈值在??－２０°Ｃ以下，体现了祎度效应和地形影响。再分析资料阈值的分布形态与观测结果类似。??

ｍｌ气］丨??图３．３?１９７９－２０１３年观测资料低温阈值的空间分布（单位：°Ｃ）??全国大部分地区，再分析资料的阈值比观测结果偏低（图３．４）。ＮＣＥＰ－１在秦岭到??太行山一带比观测值偏低４？８°Ｃ；沿海和塔里木盆地偏低２？４°Ｃ；东北地区偏低０？２°Ｃ，??部分区域差值为正。ＮＣＥＰ－２和ＮＣＥＰ－１具有相似的空间分布，但与观测值的差明显减??小。在我国东部，北方地区ＪＲＡ和ＥＲＡ的阈值略高于观测资料，且ＪＲＡ越往北偏高越??明显；南方地区二者均低于观测资料约２°Ｃ。青藏高原上，再分析资料与观测资料差异??都很大，相比之下ＪＲＡ和ＥＲＡ表现较好。??？?（Ｃ）?⑷??７５°Ｅ?８５°Ｅ?９５°Ｅ?１０５°Ｅ?１１５°Ｅ?１２５？Ｅ?１３５＊Ｅ７５？Ｅ?８５°Ｅ?９５＂Ｅ?１０Ｓ＾Ｅ?１?１５°Ｅ?１２５＾?１３５°Ｅ??图?３．４?１９７９－２０１３?年再分析资料（ａ）?ＮＣＥＰ－１，?（ｂ）?ＮＣＥＰ－２，?（ｃ）?ＪＲＡ，?（ｄ）?ＥＲＡ?与??观
【参考文献】

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本文编号：2882108