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夏季西太平洋副热带高压对山东降水的影响

高安春  
【摘要】:本文运用NCAR/NCEP再分析的高空月平均资料和山东省40个地面站夏季(6-8月)逐月降水量资料,从大气环流角度分析了夏季及逐月西太平洋副热带高压对山东同期降水的年际和年代际尺度影响。 就夏季及夏季逐月而言,山东降水量总的表现为从东南到西北逐渐递减的趋势,鲁东南是最重要的一个大值区,降水量分别沿着从鲁东南—鲁西、鲁东南—鲁北两个方向逐渐递减,而最主要的大值轴线与泰山、鲁山、沂山和尼山之间的谷地相对应。在夏季各月中7月降水量的分布形式与夏季近于一致。 山东夏季及逐月降水量EOF分解的第一模态都表现出同位相变化即较大尺度天气系统和地貌特征的影响,也表现为7月与夏季降水同位相变化分布形式一致,但在夏季及逐月中又有所不同。夏季和7月降水以鲁中山脉、丘陵地区降水变率最大、山脉丘陵四周平原区较小,山脉之间谷地地形的辐和和山脉地形的对流辐射加热可能是较重要的影响因素;6月降水变率的分布为从东南向西北依次递减,东北-西南向的山列南坡的迎风坡效应和山脉间谷地地形的辐和作用明显;8月降水变率从东向西依次递减,较大尺度天气系统造成的降水分布与地形息息相关。 山东夏季及逐月降水EOF分解的第二模态在各月表现得不仅相同,在夏季及8月表现为伸入黄、渤海的半岛地区与内陆地区反位相分布,6月表现为降水的南北反位相分布,7月表现为降水的西北-东南反位相分布。 山东夏季及逐月降水在年际尺度和年代际尺度上都有不同的表现,显示出多时间尺度的特性。山东夏季降水存在79年前后从多到少的年代际变化,与副热带高压在79年前后从弱到强的年代际变化相对应。 副高是影响山东夏季降水的主要天气系统,随着副高从南到北的季节性移动,影响山东降水的形式在夏季逐月也各有特点。6月是季节转换时期,沿海东亚槽从我国大陆东海岸迅速撤退、阿留申低压迅速填塞,500hPa高度场尽早完成从冬半年到夏半年形势的转换,副热带高压强度偏强、位置偏西、偏北,则山东6月降水偏多;反之,沿海东亚槽在我国大陆东海岸迟迟不退、阿留申低压依然存在,副高强度偏弱、位置偏东,山东6月降水偏少。夏季与7月,副高位置一般较6月显著偏北,副高边缘是否维持输送到山东的偏南暖湿气流输送带是山东多雨或少雨的必要条件,华南到南海向东一直到马绍尔群岛周围高度场的升高或降低是维持这一暖湿输送带的前提条件,当上述高度场降低(升高)时,副高位置偏北(偏南)、偏东(偏西),副高边缘的暖湿输送带维持(消失),山东将多雨(少雨),副高的强度和位置可能是500hPa高度场中影响山东降水最强的信号。8月,副高位置进一步偏北,不可避免地与中高纬天气系统产生相互作用,环绕在副高周围的勘察加半岛附近、南海华南向北伸到35°N附近及南海向东的热带太平洋地区高度场降低(升高),对应副高位置偏北(南),有利于(不利于)副高边缘暖湿输送带的维持和台风等热带系统的活动与北上影响,山东将多雨(少雨);8月山东多雨时,高度场的强信号为环绕副高的关键区域,而非副高本身,可能是上述关键区域高度场变化使副高位置偏北、形状变化,副高位置与形状有利于山东降水,8月少雨时,副高位置和强度都是影响山东降水的强信号。以上500hPa高度场对降水的影响可以解释夏季及逐月降水EOF分解一模的几乎全部的方差。 6月,5加hPa高度场在热带太平洋从南海向东到马绍尔群岛周围与柯留申群 岛附近存在反位相变化时,山东6月降水常表现为东南·西北反位相分布形式, 当前者处正(负)变高、后者处负(正)变高时,副高强度强(弱)、位置偏西(东), 鲁西北降水偏多(少)、鲁东南偏少(多)。7月和夏季山东降水的东西部反位相 变化、8月山东降水半岛与内陆地区的反位相变化都与副高北缘的副热带锋区有 关。7月和夏季,当副热带锋区上冷空气主要来源于北路时,山东一般是东部多 雨、西北少雨:当锋区上冷空气主要来源于西路时,山东州般是西部多雨、东部 少雨。8月,副热带锋区上的冷空气来源于西路时,山东半岛多雨、内陆少雨; 内陆多雨、半岛少雨的分布可能与西路、西北路冷空气有关,此外,可能还与副 高的块状形状有关。上述高度场对降水的影响可以解释山东夏季及逐月降水EOF 分解二模的大部分方差。 在夏季7、8月中,soohPa高度场有时沿纬向明显地表现出遥相关波列的形 式,遥相关波列对7月降水的东西部反位相变化相变化、8月降水半岛与内陆地 区的反位相变化有关,它存在于降水和高度场svD分解的第二模态中,解释的 协方差贡献较小(7月为7.60%,8月为11 .39%,解释其自身场的方差贡献分别 为1 4.77%、10.29%)。遥相关波列中心位置(高度场奇异向量场中正负异常区 中心)及波列主轴在7、8月份表现不同,7月波动中心分别位子西太平洋15一 30oN 的区域、山东半岛和朝鲜半岛周围、俄罗斯远东50一ON地区,主轴近于南北向; 8月波动中心向北移动约5个纬距,主轴转为NNE向。但7、8月份的遥相关又 有共同点,即高度场异常变化区域都位于副热带锋区内,遥相关对山东夏季7、 8月降水的影响是通过副热带锋区内高度场的异常变化实


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