夏季东亚副热带西风急流的季节内变化及其与我国东部降水的关系
发布时间：2021-07-17 14:04
利用ERA-interim再分析资料和中国降水观测数据,分析了夏季东亚副热带西风急流的季节内变化以及对我国降水的可能影响,结果表明:亚洲地区夏季200 hPa纬向风在空间上主要表现为南北振荡和东西振荡特征,在时间上具有10～40 d的周期;在低频尺度（10～40 d）上,纬向风异常由西北先向东传播,到达东亚地区后再向南传播;伴随低频纬向风季节内演变,高原以北的急流中心向东和东南移动,急流轴也呈现南北振荡的特征;降水异常对200 hPa风场低频振荡有显著响应,在东亚地区,低频纬向风与低频降水南移,降水在黄淮地区出现,并逐渐移至长江及其以南地区;急流附近的低频西（东）风异常在其南侧形成负（正）切变涡度,对应我国东部地区位势高度的升高（降低）,使得南亚高压东伸（西退）,从而使我国东部雨带的位置发生显著变化。
【文章来源】：气象科学. 2020,40(04)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
夏季200 hPa平均纬向风(等值线)和逐日纬向风均方差
进一步分析在季节内尺度上200 hPa纬向风的时空分布特征和周期特征。图2给出200 hPa逐日纬向风异常EOF分解第一模态和第二模态时间系数的功率谱分析结果,为突出季节内尺度信号,在进行功率谱分析前,对时间系数进行了5 d滑动平均。从图2中可清晰看出,无论是第一模态还是第二模态,在次季节(10～90 d)尺度,其功率谱密度在10～40 d内均具有明显的峰值,且能通过α=0.05的红噪音检验,这表明200 hPa纬向风具有显著的10～40 d的振荡周期。因此在下文分析中,将利用Butterworth带通滤波的方法,对风场、位势高度、降水等进行10～40 d的带通滤波以得到其低频分量。200 hPa逐日纬向风异常及低频(10～40 d滤波)纬向风EOF分解第一模态和第二模态如图3所示。逐日纬向风异常的EOF分解第一、二模态的方差贡献分别为7.8%和7.7%,而滤波后EOF分解的方差贡献分别为10.1%和9.1%。逐日纬向风异常的第一模态(图3a)主要为经向差异,其异常中心位于陆地,结合图1可知,在高原以北急流出口区北侧的贝加尔湖地区和出口区南侧的黄河流域为大值中心,而第二模态(图3b)除具有经向差异外,在海上还存在大的异常中心。第二模态陆地上的异常中心分别位于黄河流域南北两侧,海洋上的异常中心则分别位于日本以东40°N的南北两侧。低频纬向风的EOF第一模态(图3c)与逐日纬向风异常的第二模态(图3b)具有类似的分布,而低频纬向风的EOF第二模态(图3d)与逐日纬向风的第一模态具有类似的分布(图3a),这也进一步说明逐日纬向风异常具有典型的10～40 d振荡特征。
EOF分解第一模态和第二模态时间系数超前—滞后相关如图4所示,EOF第一模态在超前第二模态3～4 d具有明显的正相关,在滞后3～4 d具有明显的负相关,在滞后13～14 d又具有明显的正相关,滤波后的相关系数明显大于未滤波的相关系数,这可能由于滤波后自由度减少。模态间超前—滞后的明显相关性还可表明,EOF第一模态和第二模态可能不是独立存在的两个模态,而是同一模态随时间传播的表现。因此为了进一步分析在季节内尺度上的传播特征,选取10～40 d滤波后的纬向风EOF分解第一模态进行进一步分析。计算该模态时间系数的标准差,以时间系数波峰值大于1个标准差选做一个纬向风季节内振荡事件,发现在35个夏季,共发生典型的振荡事件76个,平均每个夏季约2个。图4 EOF第一模态和第二模态时间系数的超前—滞后相关系数
【参考文献】：
期刊论文
[1]南亚高压次季节尺度东西振荡对我国长江流域降水及水汽输送的影响[J]. 葛家荣,任雪娟. 气象科学. 2019(06)
[2]近50 a华南盛夏降水的季节内差异及大气环流异常特征分析[J]. 许智棋,陈海山. 气象科学. 2018(01)
[3]北半球夏季大气季节内振荡对中国东南沿海热带气旋暴雨的影响[J]. 施鸿,余锦华,王晨稀,邱吉东. 气象科学. 2018(01)
[4]东亚副热带西风急流活动与长江中下游梅雨异常关系的研究[J]. 金荣花,李维京,张博,闫彩霞. 大气科学. 2012(04)
[5]东亚副热带西风急流季节变化特征及其热力影响机制探讨[J]. 况雪源,张耀存. 气象学报. 2006(05)
[6]北半球夏季副热带西风急流变异及其对东亚夏季风气候异常的影响[J]. 廖清海,高守亭,王会军,陶诗言. 地球物理学报. 2004(01)
[7]欧亚地区500百帕上纬向风特征及其与中国天气的关系[J]. 董敏,朱文妹,魏凤英. 气象科学研究院院刊. 1987(02)
本文编号：3288317
【文章来源】：气象科学. 2020,40(04)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
夏季200 hPa平均纬向风(等值线)和逐日纬向风均方差
进一步分析在季节内尺度上200 hPa纬向风的时空分布特征和周期特征。图2给出200 hPa逐日纬向风异常EOF分解第一模态和第二模态时间系数的功率谱分析结果,为突出季节内尺度信号,在进行功率谱分析前,对时间系数进行了5 d滑动平均。从图2中可清晰看出,无论是第一模态还是第二模态,在次季节(10～90 d)尺度,其功率谱密度在10～40 d内均具有明显的峰值,且能通过α=0.05的红噪音检验,这表明200 hPa纬向风具有显著的10～40 d的振荡周期。因此在下文分析中,将利用Butterworth带通滤波的方法,对风场、位势高度、降水等进行10～40 d的带通滤波以得到其低频分量。200 hPa逐日纬向风异常及低频(10～40 d滤波)纬向风EOF分解第一模态和第二模态如图3所示。逐日纬向风异常的EOF分解第一、二模态的方差贡献分别为7.8%和7.7%,而滤波后EOF分解的方差贡献分别为10.1%和9.1%。逐日纬向风异常的第一模态(图3a)主要为经向差异,其异常中心位于陆地,结合图1可知,在高原以北急流出口区北侧的贝加尔湖地区和出口区南侧的黄河流域为大值中心,而第二模态(图3b)除具有经向差异外,在海上还存在大的异常中心。第二模态陆地上的异常中心分别位于黄河流域南北两侧,海洋上的异常中心则分别位于日本以东40°N的南北两侧。低频纬向风的EOF第一模态(图3c)与逐日纬向风异常的第二模态(图3b)具有类似的分布,而低频纬向风的EOF第二模态(图3d)与逐日纬向风的第一模态具有类似的分布(图3a),这也进一步说明逐日纬向风异常具有典型的10～40 d振荡特征。
EOF分解第一模态和第二模态时间系数超前—滞后相关如图4所示,EOF第一模态在超前第二模态3～4 d具有明显的正相关,在滞后3～4 d具有明显的负相关,在滞后13～14 d又具有明显的正相关,滤波后的相关系数明显大于未滤波的相关系数,这可能由于滤波后自由度减少。模态间超前—滞后的明显相关性还可表明,EOF第一模态和第二模态可能不是独立存在的两个模态,而是同一模态随时间传播的表现。因此为了进一步分析在季节内尺度上的传播特征,选取10～40 d滤波后的纬向风EOF分解第一模态进行进一步分析。计算该模态时间系数的标准差,以时间系数波峰值大于1个标准差选做一个纬向风季节内振荡事件,发现在35个夏季,共发生典型的振荡事件76个,平均每个夏季约2个。图4 EOF第一模态和第二模态时间系数的超前—滞后相关系数
【参考文献】：
期刊论文
[1]南亚高压次季节尺度东西振荡对我国长江流域降水及水汽输送的影响[J]. 葛家荣,任雪娟. 气象科学. 2019(06)
[2]近50 a华南盛夏降水的季节内差异及大气环流异常特征分析[J]. 许智棋,陈海山. 气象科学. 2018(01)
[3]北半球夏季大气季节内振荡对中国东南沿海热带气旋暴雨的影响[J]. 施鸿,余锦华,王晨稀,邱吉东. 气象科学. 2018(01)
[4]东亚副热带西风急流活动与长江中下游梅雨异常关系的研究[J]. 金荣花,李维京,张博,闫彩霞. 大气科学. 2012(04)
[5]东亚副热带西风急流季节变化特征及其热力影响机制探讨[J]. 况雪源,张耀存. 气象学报. 2006(05)
[6]北半球夏季副热带西风急流变异及其对东亚夏季风气候异常的影响[J]. 廖清海,高守亭,王会军,陶诗言. 地球物理学报. 2004(01)
[7]欧亚地区500百帕上纬向风特征及其与中国天气的关系[J]. 董敏,朱文妹,魏凤英. 气象科学研究院院刊. 1987(02)
本文编号：3288317
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