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《中国海洋大学》 2010年 硕士论文
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中国雨季降水气候态季节内振荡主模态的特征研究

张旭  
【摘要】:本文以1961-2000年中国台站的降水资料为出发点,结合NCEP/NCAR再分析资料,APHRODITE's亚洲季风区陆地降水资料,以及Hadley中心的海温资料,对中国降水气候态季节内振荡(Climatology Intraseasonal Oscillation, CISO)存在的主模态型做了较为详细的研究。通过对中国降水CISO的经验正交分解(EOF),发现第一主模态主要反映了6、7月份,以长江北侧为界、降水南北反对称的时空特征。相应的回归场对应着6月中下旬,东亚梅雨的强盛期,在阿拉伯海中东部、孟加拉湾中北部、中国南海中部以及中国江南至日本南部对流强烈,降水充沛,构成了亚洲夏季风区CISO的遥相关;近地层方面,来自中国东北部至北太平洋的偏北气流与来自中国南海以及菲律宾海的偏南气流在中国江南至日本南部海相遇,导致该地区强对流性天气的生成;与中国降水季节内振荡联系密切的天气系统属准正压结构,轴线略向北偏;200hPa的华北低频低压槽配合槽前的辐散气流以及偏西的南亚低频高压对华南地区的降水CISO提供了有利的高空环境。第二主模态主要反映了5、6、7月份中国江淮流域与中国华南沿海一带降水CISO的反相特征。回归场环流特点主要表现为:亚洲夏季风环流偏弱,中国东海上空的反气旋异常是影响中国降水CISO的主要因素。在阿拉伯海中部、孟加拉湾中东部、中国南海中部以及中国江南至日本南部海的对流受到抑制,属东亚夏季风期间降水CISO遥相关型的负位相;高空场上,欧亚大陆上空被一源自大西洋北部的遥相关波列控制,为6月末7月初江淮地区降水CISO的产生提供了有利的高空条件。 对于中国雨季降水CISO存在的PC1和PC2,在物理意义上可联合反映中国降水CISO的北推特征,因此本文利用PC1和PC2定义了一个新指数,并以为标准将CISO振荡显著的月份(5、6、7月)划分为不同的位相,客观清晰地分析了中国雨季降水CISO及相关要素场的时空演变特征。得到的主要结论有:中国雨季降水CISO(主周期在56天左右)主要集中在6、7月份,其空间演变特征与东亚夏季风的北推有明显的季节锁相关系。东亚地区与阿拉伯海以及孟加拉湾地区的对流异常表现出很好的统一性。中国南海地区的对流CISO信号,在不同位相,具有不同的传播特征。在第一至第三位相时,其主要表现为东北向的传播,以此加强来自副热带西北太平洋的对流异常,共同影响中国东南部降水;而在第四至第六位相,其对流信号主要来自其南侧的赤道地区,表现出西北传特征,最终导致中南半岛东北部地区的降水,值得注意的是,第四位相时位于西北太平洋上空异常反气旋的西跳,是影响前者西北传主要因素。源自中国南海西北部的ISO异常下沉气流,在南移后与来自苏门答腊岛的异常下沉气流汇合,进而共同影响孟加拉湾北部对流异常的移动及强度。200hPa高度场上东北大西洋地区的异常高压与500hPa贝加尔湖上空异常高压具有一定的同时性,他们的建立及发展对激发影响我国江淮地区降水的中高纬度、正压季节内遥相关波列起着重要的作用。 根据EOF分析的统计学意义,其得到的主模态是相互正交、独立存在的。因此,中国雨季降水CISO中存在的主模态型,例如本文涉及的PC1和PC2,必定对应着不同的前期及同期的环流特征,为此本文利用CISO的主模态与1961-2000年每年降水场做空间相关,对每年存在的CISO的时空特征进行了分类,得到与第一主模态时空相关性较好的年份有7年(1962、1964、1977、1988、1992、1995、1998),第二主模态的有7年(1968、1969、1972、1975、1983、1996、1999)。通过合成分析发现,中国雨季降水CISO的第一主模态主要发生在厄尔尼诺转拉尼娜年,6月份西北太平洋低空反气旋的加强有利于赤道西太平洋的CISO信号的西北传,进而影响中国降水CISO信号;第二主模态主要发生在ENSO中立年,较为明显的季节特征有春季欧洲及西亚地区的温度异常,以及夏季东北大西洋地区显著的高压异常。5、6、7月的逐月场上也同样反映了欧洲西部以及乌拉尔山和帕米尔高原的温度异常和位势高度异常,此背景环流特征,为激发影响中国6月末7月初江淮地区降水CISO的正压Rossby波提供了优越的条件。


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