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《南京信息工程大学》 2011年
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青藏高原关键区积雪“强信号”特征对区域旱涝的影响

过霁冰  
【摘要】:使用全国地面站点积雪深度资料,通过分析冬、春积雪深度显著性分布及变化特征,选定青藏高原中东部为积雪变化“强信号”关键区,该关键区积雪覆盖空间分布呈相对稳定性,且其积雪深度及变化幅度明显高于青藏高原其他地区,而且该地区积雪还呈现了显著的季节性变化特征。本文根据异常指数分析方法,选取该关键区历史上高原多雪、少雪异常年两类积雪异常状况“强信号”样本,并且针对多雪与少雪异常年,分别计算了冬、春青藏高原雪盖关键区站点地气温差偏差特征、NCEP/NCAR再分析感热通量资料偏差特征以及通过NCEP/NCAR再分析资料计算出的大气视热源Q1、视水汽汇Q2的偏差特征,并分别作了时间演变和空间结构上的对比分析,分析表明青藏高原积雪深度对各种热力因子存在显著影响作用。研究发现,高原关键区冬季多雪年与少雪年偏差特征表现为地表大气视热源负值显著区,高原雪盖可使冬季高原关键区地面至高空100hPa整层大气表现为“冷源柱”结构特征。 通过动力统计以及相关性分析方法,对青藏高原冬季积雪影响中国东部地区降水的上游关键区“前兆性”特征及其影响效应进行综合分析,分别计算分析了针对多雪与少雪年异常年冬春夏季NCEP/NCAR再分析500 hPa气温及高度场资料、冬春季近地层大气视热源Q1及视水汽汇Q2、地气温差、地表感热通量、夏季整层水汽通量及卫星遥感TBB的偏差特征。研究发现,青藏高原雪盖关键区积雪偏多(偏少),则下游区域(中国东部)春季地表大气视热源Q1、视水汽汇Q2以及地气温差、地表感热通量均偏小(偏大),从而影响海陆热力性质差异,对东亚季风产生影响。计算分析有关冬、春、夏季高原冷源效应可发现如下规律:随着冬、春、夏季转换过程,各季节对应的多雪年与少雪年500 hPa温度与高度场负偏差极值区,呈自青藏高原“东移”至下游西太平洋、日本海等区域的特征。研究亦可发现青藏高原多雪与少雪年整层水汽通量偏差场存在显著南北两支水汽汇合区,位于长江中下游地区,且该地区TBB偏差场亦呈显著负值中心(对流区)。以上结果表明高原积雪可持续影响下游季风环流系统,尤其涉及梅雨系统夏季副高位置南北摆动,青藏高原雪盖关键区冬季积雪偏多(偏少),导致后期下游中纬区域(300N-450N)气温偏低(偏高),500 hPa高度场夏季105°E以东出现高度异常偏低(偏高),副高偏南(偏北),形成类似高度场“北低南高”的特征,使得南北两支水汽流汇合区偏南,且位于长江中下游区域。进一步统计亦发现,青藏高原雪盖关键区冬季积雪深度与中国东部区域夏季降水存在显著正相关关系,且高相关区位于长江流域,揭示出冬季高原积雪状况与后期中国区域东部夏季长江流域及东亚区域梅雨水汽流型结构显著相关。 采用统计相关模型,其中包括异常指数与相关矢等计算方法,对2010年西南春旱区域性特征和青藏高原积雪及视热源“强信号”特征进行综合分析,研究西南春旱典型区域,获取影响西南地区春季降水的前期与青藏高原积雪相关的整层大气视热源关键区。通过对高原积雪“强信号”关键区积雪深度与该区域整层大气视热源的相关性综合分析,揭示出高原积雪关键区冬季2月为视热源前兆性“强信号”代表月。重点分析了高原积雪关键区“强信号”2月大气视热源Q1与后期西南严重春旱区春季降水的异常指数年际变化及其相关关系,研究发现两者异常指数呈“反位相”年际变化特征,相关矢分析表明该区域积雪浅(深),大气视热源Q1偏高(偏低),则有利于春季西南地区出现干燥(湿润)偏北(偏南)气流,导致中国西南区域春季降水异常偏少(异常偏多)。高原积雪关键区整层大气视热源因子对中国西南区域春旱具有明显的前兆性指示意义。
【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】:2011
【分类号】:P426.635

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