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《中国科学院研究生院(大气物理研究所)》 2008年
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东亚夏季风季节内振荡及其与长江流域旱涝之间的联系

王允  
【摘要】: 季节内振荡是短期气候预测研究的一个重要方向。很多工作探究了热带和中纬度的东亚夏季风环流的季节内振荡特征,探究了我国夏季长江流域降水的季节内变化,以及环流的季节内振荡与长江流域降水之间的关系,但以往工作大多是对个例的分析,不够全面,其中尚有很多需要深入研究的问题。本文旨在系统研究东亚夏季风区ISO的结构、传播、年际变化,以及它与长江流域降水之间的关系。 根据NCEP/NCAR全球2.5°*2.5°网格逐日再分析资料,国家气象局提供的中国730站日降水资料,利用小波分析(Wavelet analysis)和LANCZOS滤波方法,系统探讨了1979-2005年夏季东亚季风区季节内振荡的传播特征及其对长江流域夏季降水的影响,探究了大气环流系统在其中所起的作用。分析结果显示,夏季东亚季风区有10-20天和30-60天两种周期的低频振荡。对两种振荡的特征作了系统分析和比较,并选取个例年分析,一方面证明了合成分析的结论,另一方面说明了振荡和长江流域旱涝之间的联系。并探讨了大气环流系统在低频振荡中所起的作用。本研究拓宽并且加深了对东亚夏季风区的季节内振荡规律的认识。论文的主要结论如下: (1)东亚夏季风指数的小波分析表明,夏季东亚季风区存在显著的10-20天和30-60天两种低频振荡周期,根据两种振荡型各年所占的方差比,将1979-2005年夏季东亚季风区ISO的逐年变化特征分为30-60天振荡型和10-20天振荡型。两种振荡型与长江流域夏季降水的多寡没有严格的一一对应关系,也就是说,30-60天振荡显著年,长江流域降水可能多、也可能少,同样现象也发生在10-20天振荡显著年。 (2)两种振荡型的周期合成分析表明:850hPa风场上的低频波在南海北部和西太平洋地区以反气旋/气旋性的距平环流形式交替出现,10-20天振荡型多以南北向、30-60天振荡型多以东西向向我国东南沿海传播,反映了西太平洋副高进入或退出南海,这种低空环流型与200hPa高空环流型相耦合,调制着南亚高压东伸或西退,形成了有利(不利)长江流域降水的形势。30-60天ISO和长江流域同纬度太平洋、北方气流、低纬度低频系统等存在广泛联系;10-20天ISO是热带扰动向中纬度的传播。 (3)30-60天振荡型反映了梅雨锋的建立与消亡,及其与季风槽区反相的特征。最明显的特征是,在850hpa菲律宾以东的低频气旋(反气旋)西北传,先北传到北纬30度,与长江流域同纬度西移过来补充的ISO合并,然后共同西移影响长江流域。30-60天ISO是对西太平洋副热带高压西伸进入南海或东撤退出南海的低频变化以及中高纬度北方气流的低频活动的响应。 (4)10-20天振荡型反映了低纬度地区的活动影响,特别是热带西太平洋夏季风ISO系统的北传。最典型的特征是,在低层850hpa,西北太平洋上的低频反气旋(气旋)西北向传播。长江中下游同纬度太平洋上并未有低频系统西传而来,这是与30-60天振荡型所不同的,也就是说10-20天振荡型属于热带扰动传播的结果,更多地表现出经向活动特征。 (5)1998年夏季两次很明显的ISO过程中,活动峰值位相均有低频气旋控制长江流域,并且这些低频气旋是西太平洋或者南海的低频气旋和中纬度太平洋西移补充来的低频气旋合并西移影响长江流域的;1988年夏季同样属于30-60天模态年,但它的两次ISO过程中,影响长江流域的低频系统皆来自于中高纬度,经向活动略微明显。 另外1998年的第二次ISO同第一次相同,使得出现二度梅。1988年的第二次ISO中,并没有低频系统从长江流域同纬度太平洋上西移而来,并且中纬度低频系统活动明显,使得副高偏北,不利于长江流域降水。 (6)1996年夏季的第二个、第三个ISO周期过程中的活动峰值位相,均有低纬度北传的低频气旋控制长江流域,并且中高纬的配置有利于北方气流南下;1981年夏季同样属于10-20天模态年,但它的第二、第三个ISO过程中,活动峰值位相控制长江流域的低频系统是由中高纬度南下气流切变形成而来,并且中高纬的配置不利于北方气流南下以及锋区的位置偏南。这样的来源不同、配置不同的低频系统,带来不同的降水,使得同样是10-20天模态年的1996和1981,却一年偏涝,一年偏旱。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大气物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:P426.616;P425.42

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