收藏本站
《中国科学院研究生院》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

我国东部土壤湿度异常对东亚夏季风的影响

左志燕  
【摘要】: 地球系统中的陆-气相互作用长期以来得到了广泛的关注,但直到现在,对东亚大陆的土壤湿度与气候关系的研究仍非常少。本文主要依据我国有限的土壤湿度观测资料,与欧洲中期天气预报中心(ECWMF)长时间序列(1958~2002)的ERA40土壤湿度资料进行了对比分析,结果表明ERA40土壤湿度资料在我国具有较高的可靠性。利用这两套资料,探讨了我国东部春季土壤湿度异常的空间分布特征和土壤湿度在不同时间尺度上的变化特征。在此基础上研究了前期土壤湿度对东亚夏季风的影响及可能的物理过程,并利用NCEP/GSM模式对结果做了进一步的讨论,得到以下主要结论: (1)我国东部各区土壤湿度存在不同程度的变干趋势。其中南方从浅层到深层都具有明显的变干趋势,80年代后其变干的趋势变得显著。中部地区的浅层土壤湿度存在3~5年的周期变化特征,没有明显的变干特征,但其深层土壤湿度在80年代末以后呈现较明显的变干趋势。东北地区的浅层和深层土壤也存在一致的变干趋势,其中80年代后东北浅层土壤变干的趋势有一定程度上的减缓,但其深层土壤湿度在80年代后变干趋势加剧。总体而言,我国南方和东北地区的土壤湿度变干的趋势较中部地区显著,深层土壤湿度较浅层变化剧烈。 (2)欧洲中心的ERA40土壤湿度再分析资料能较好的再现我国东部土壤湿度观测资料的时空特征,由于目前我国土壤湿度观测资料依然存在较大的缺陷,不能满足区域尺度和长时间尺度的气候研究,因此对于区域尺度和长时间尺度的土壤湿度气候学研究,具有高时空分辨率的和长时间序列的ERA40土壤湿度再分析资料是个较好的选择。 (3)从近45年(1958~2002年)的ERA40土壤湿度资料与我国夏季降水的相关分析得到,从长期变化趋势看,我国南方春季土壤湿度与长江中下游夏季降水存在显著的负相关关系,长江中下游流域80年代后的夏季降水增多对应着南方春季土壤在80年代后显著变干。而华北夏季降水在70年代末发生的显著减少伴随着该时期东北地区春季土壤干旱的加剧。随着南方和东北地区春季土壤湿度的显著减少,近20年来两区的土壤湿度与东部夏季降水的关系减弱,而中纬度地区的春季土壤湿度与东部季风区夏季降水的关系逐渐变得显著。 (4)利用ERA40春季土壤湿度资料和我国夏季降水资料,对我国东部地区春季土壤湿度与我国夏季降水关系及其可能的物理联系进行研究发现,从华北到长江中下游区域春季土壤湿度与我国东部夏季降水关系密切。当该区春季土壤偏湿时,我国东北和长江流域夏季降水偏多,南方和华北降水偏少,表现为典型的东亚弱夏季风降水分布特征。对这种春季土壤湿度影响夏季降水的物理过程的分析表明,从华北到长江中下游区域的春季土壤湿度正异常通过改变地-气之间的水热能交换,降低了陆地表面温度和低层大气温度,使得海陆温差减少,东亚夏季风变弱,西太平洋副热带高压发展西伸,阻碍了夏季风系统的北上,使得我国雨带偏南,长江流域夏季降水偏多,而华北和受副高控制的南方降水偏少。 (5)春季从华北到长江中下游地区的土壤湿度异常对中高纬环流系统的发展也有较大的影响。当前期土壤偏湿时,使得东亚大槽在我国东北加深发展,有利于东北降水天气的产生。同时增加的降水进一步增湿地表,使得低层大气更湿,抬升凝结高度降低,大气不稳定扰动能量增加,东亚大槽得到进一步发展。它们之间的正反馈作用使得整个夏季东亚大槽在110~120oE附近异常发展,有利于东北地 区产生持续性的强降水过程。(6)春季从华北到长江中下游地区的土壤湿度异常对局地的夏季植被覆盖也有较大的影响。当春季土壤偏湿,该区植被生长状况良好,使得夏季植被覆盖偏高,偏高的植被覆盖稳定和调节了陆-气之间的水热能交换过程,从而对气候产生一个“滤波”的作用。 (7)利用NCEP GSM/SSiB模式对我国东部土壤湿度异常进行的敏感性试验证实了资料诊断的结果,表明季风在土壤异常偏湿时明显偏弱。当我国东部土壤湿度正异常时,我国东部大陆偏湿的地表增加了地表的蒸发,使得地表温度偏低,海陆温差减少,改变了东亚夏季风的大尺度环流。印度洋至热带西太平洋大部分地区,包括孟加拉湾,印度次大陆和南海等热带亚洲地区对流层低层出现东风正异常。对流层高层热带西风异常强大,高纬西风带偏南,表现为典型的弱季风环流形势。副高发展西伸,阻碍了季风系统的北上,使得我国雨带偏南,长江中下游的降水增多,而华北和南方降水出现负异常。但模式对土壤偏干的响应则不够显著。说明土壤湿度异常对东亚夏季风系统的作用可能呈现非线性。 (8)土壤湿度主要通过两个过程来影响降水:1)“土壤-降水”局地正反馈机制。大的土壤湿度带来大的蒸发,导致大的降水,体现了水的局地再循环作用;2)土壤湿度的热力作用。对于季风区而言,偏湿的地表增加了地表的蒸发,导致地表变冷,减少了海陆温差,从而减弱了大尺度的季风环流。由于东亚夏季风环流对我国东部土壤偏干的响应不显著,土壤异常偏干对东部夏季降水的影响主要是通过“土壤-降水”局地正反馈机制来作用的。当东部土壤偏干导致地表蒸发减少,使得感热增加,潜热减少,大的波恩比使得大气边界层变厚,低层大气的湿熵减少,对流不稳定能量减少,不利于降水天气的发生,最终导致整个东部夏季降水减少。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张海辉;;东北地区夏季风强度的年际变化分析[J];安徽农业科学;2011年18期
2 张海辉;;东北地区夏季风强度的年代际变化分析[J];安徽农业科学;2010年07期
3 马媛;曹月娥;塔西甫拉提·特依拜;吕光辉;;基于微波遥感的土壤湿度异常监测[J];兰州大学学报(自然科学版);2010年01期
4 乐益龙;罗勇;郭品文;;中国春季土壤湿度与东亚夏季风的关系[J];热带气象学报;2007年05期
5 张勇;王敏;邓江楼;陶建军;向茂成;;湘潭市近30多年降水变化特征分析[J];安徽农业科学;2008年02期
6 左志燕;张人禾;;中国东部春季土壤湿度的时空变化特征[J];中国科学(D辑:地球科学);2008年11期
7 王培涛;王凤娇;魏敏;;滨州市2008年汛期降水偏少原因分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年15期
8 李润春;张秀芝;王丽华;吕心艳;高源;;黄河中游地区土壤湿度特征分析[J];干旱区研究;2011年01期
9 任久江;;西南地区气候演变及农业对策[J];西南农业大学学报;1992年04期
10 孙振华;冯绍元;杨忠山;吴海山;;1950~2005年北京市降水特征初步分析[J];灌溉排水学报;2007年02期
11 舒传强;;嘉祥42年气候变化特征[J];甘肃农业;2006年11期
12 娄伟平;陈先清;杨祥珠;周永忠;;绍兴市气候变化特征及对农业生产的影响[J];农业环境科学学报;2007年S2期
13 胡姗姗;;夏季热带对流对江淮流域降水的影响[J];安徽农业科学;2010年09期
14 卢兆民;姜冬梅;赵敏芬;李丽平;;淄博市近40年降水及气温时空特征分析[J];安徽农业科学;2010年21期
15 孙福露;李永海;;灵武山区秋作物产量与降水的关系[J];宁夏农林科技;1963年08期
16 常涛;秦榕;;气温高 初霜晚 降水少 旱情重[J];新疆气象;2006年06期
17 杨洪升;季荣;熊玲;原惠;;气象因子对北疆地区蝗虫发生的影响[J];昆虫知识;2007年04期
18 高春龙;;潼关县麦田的水分问题[J];陕西农业科学;1983年04期
19 王力;蒋文苑;李学共;胡玲;;2006年青海省主要农作物生育期农业气象条件评述[J];青海气象;2007年01期
20 陈宏吉;浅谈辽西山地气候干旱化及其对策[J];林业实用技术;1993年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 左志燕;张人禾;;中国东部夏季降水与前期土壤湿度的联系[A];中国气象学会2006年年会“气候变化及其机理和模拟”分会场论文集[C];2006年
2 江丽俐;管兆勇;;东亚夏季风位涡指数与中国夏季降水和气温变化的联系[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年
3 屈侠;黄刚;;IPCC AR4模式中夏季西太平洋副高南北位置、暖池对流及江淮降水的年际关系[A];第七次全国动力气象学术会议论文摘要[C];2009年
4 孙照渤;曾刚;邓伟涛;刘向文;;1970年代东亚夏季风年代际变化过程研究[A];第七次全国动力气象学术会议论文摘要[C];2009年
5 金琼;杨修群;孙旭光;;潜热反馈对东亚副热带夏季风的可能影响[A];第八届博士生学术年会论文摘要集[C];2010年
6 陶诗言;张小玲;;东亚地区降水的季节变化及其与东亚夏季风季节变化的关系[A];海峡两岸气象科学技术研讨会论文汇编[C];2004年
7 赵亮;邹力;;与ENSO有关和无关的年份江、淮旱涝可能成因探究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
8 黄安宁;张耀存;;海温季节和年际变化对东亚夏季风影响的数值模拟研究[A];第六次全国动力气象学术会议论文摘要[C];2005年
9 柳艳香;王凌;;2006年汛期气候异常特征及其成因分析[A];2006年灾害性天气预报技术论文集[C];2006年
10 李维京;于星;张培群;;东亚夏季风季节变化及其与中国雨带季节变化的关系研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者  侯冰冰;主要降水结束 暴雨影响不大[N];鞍山日报 ;2006年
2 崔洁;今冬我国气温总趋势接近常年同期[N];中国气象报;2007年
3 崔洁王志海;三大原因导致东北华北干旱[N];中国气象报;2008年
4 记者 丁常英;7月降水偏少气温起伏较大[N];石家庄日报;2006年
5 记者 张晓黎;2006:气候带给我省一个丰收年[N];长春日报;2007年
6 钟燕平;2006年属于农业一般年景[N];农民日报;2007年
7 记者 石勇 实习生 冯佼佼 赵涵;我市今年降水偏少[N];黄石日报;2006年
8 记者  连小芳;暖冬会成为宁夏天气“四怪”?[N];宁夏日报;2006年
9 杨广喜;强麦 短期延续反弹走势[N];期货日报;2007年
10 徐良炎;全国大部雨雪频繁墒情良好四川盆地降水偏少旱情发展[N];中国气象报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 左志燕;我国东部土壤湿度异常对东亚夏季风的影响[D];中国科学院研究生院;2007年
2 肖天贵;东亚夏季风年代际变化的波包传播特征及其影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
3 李茜;近千年东亚夏季风的演变与中国东部旱涝分布[D];南京信息工程大学;2011年
4 高辉;南半球大气环流的季节和年际变化及其对东亚夏季风的影响[D];南京气象学院;2004年
5 张瑞虎;长江口沉积物记录的全新世沉积环境和东亚夏季风演变研究[D];华东师范大学;2011年
6 刘海文;华北汛期降水的多尺度变化及其大尺度降水条件的演变研究[D];中国气象科学研究院;2009年
7 韩晋平;东亚夏季风年代际变化研究[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2007年
8 林中达;东亚夏季高空西风急流变异及其机理[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2007年
9 曾刚;海表温度异常对东亚夏季风年代际变化影响的数值模拟研究[D];南京信息工程大学;2008年
10 胡娅敏;江淮梅雨异常的数值模拟及土壤湿度资料同化对其模拟的改进[D];南京信息工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 乐益龙;中国春季土壤湿度与东亚夏季风的关系[D];南京信息工程大学;2006年
2 唐佳;东亚夏季风与中高纬大气环流和外强迫异常的关系[D];中国气象科学研究院;2012年
3 高楚杰;南海海温和西南地区土壤湿度异常与中国东部夏季降水的可能联系[D];南京信息工程大学;2012年
4 郑旭程;影响东亚夏季风的春季海陆热力关键区的年代际变化[D];南京信息工程大学;2011年
5 周晶;中国极端气候事件的数值模拟及其对土壤湿度异常响应的敏感性分析[D];南京信息工程大学;2011年
6 王宝鉴;东亚夏季风异常与西北地区干旱关系分析研究[D];南京气象学院;2003年
7 李秀萍;赤道中东太平洋海温异常的时间变率与东亚夏季风潜在可预报性关系的研究[D];南京信息工程大学;2005年
8 邓伟涛;夏季北极涛动(AO)、东亚夏季风与中国东部降水的年代际变化关系[D];南京信息工程大学;2005年
9 房莲;用一维非线性气候理论模式研究东亚夏季风年代际突变机制[D];南京信息工程大学;2008年
10 富元海;中国夏季风边缘位置的变动及其与东亚大气环流的关系[D];南京信息工程大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978