淮河流域冬春季土壤温湿异常对夏季降水异常的影响

【摘要】： 本文首先利用中国东部1990-2000年旬平均土壤湿度、降水和气温观测资料，通过对0-50cm层次土壤湿度进行旋转主分量分析(REOF)，重点分析了淮河流域土壤湿度的时空分布特征，并初步研究了与前期、同期和后期不同时段降水与气温的关系。发现春季以30cm为界，30cm以上各层土壤湿度异常的第一旋转空间模态十分相似，其大值中心主要位于淮河流域，而30cm以下(30-50cm)各层的第二旋转空间模态与之亦十分类似，因此称该模态为“淮河型”，而夏季和秋季虽然该模态也很显著但特征不如春季突出。该模态在各层次土壤中具有明显的持续性特征；均存在40旬左右的显著周期；并与前期和同期降水(气温)呈显著正(负)相关关系，与约半年后的降水(气温)呈负(正)相关关系。初步揭示了前期土壤湿度与后期降水、气温异常间的准半年相关关系。 由于夏季降水异常与前期土壤温、湿异常状况都有密切的关系，本文进一步研究了淮河流域前期下垫土壤温、湿度异常对夏季降水异常的影响。提出了一种动力与统计相结合寻找影响降水的因子的方法。通过将大气中的热量、水汽收支方程与一个简化的两层土壤温度、湿度方程相结合，并依据月尺度大气环流的演变特征，推导出月降水距平与500hp月平均高度距平场、土壤深浅两层温、湿度的关系；利用台站观测资料，使用统计反演方法确定方程中各项的系数和量级，从而找出影响降水的主要土壤温、湿因子；利用统计方法建立这些因子与淮河流域夏季降水异常之间的简单线性预报方程，并对1992-2000年淮河流域夏季降水趋势进行回报。结果表明对淮河流域夏季降水趋势的预测有很好的效果，且更加明确了土壤温、湿因子与降水异常之间的动力学联系。