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《中国气象科学研究院》 2013年
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华南冬半年降水对ENSO循环的不对称响应

李天然  
【摘要】:本文在分析多种观测资料和再分析资料的基础上,利用多种分析诊断方法,对华南冬半年(11~04月)降水对ENSO循环不对称响应的机理进行了研究和探讨,最后引用数值模式的结果对观测资料的分析结果进行了深入分析。得到以下研究结论: (1)降水观测资料的分析结果表明,华南冬半年降水对ElNi(?)o和LaNi(?)a的响应是不对称的。ElNi(?)o冬半年,华南地区降水明显偏多;但是在LaNi(?)a冬半年,华南地区降水偏少不明显,并且在统计上不显著。对ENSO指数与华南冬半年降水显著相关的贡献,主要来自于ElNi(?)o冬半年期间两者之间的正相关性,而LaNi(?)a冬半年的贡献很弱。 (2)华南冬半年降水对ElNi(?)o和LaNi(?)a不对称性响应的一个重要原因是南海和西太平洋低层大气环流对ENSO的不对称性响应。在ElNi(?)o和LaNi(?)a期间,850hPa西太平洋到南海分别形成反气旋性和气旋性环流异常,因此造成反气旋性和气旋性水汽输送异常。在ElNi(?)o冬半年期间的显著特征是在反气旋性环流异常的西北边缘,南海到华南地区明显的西南风异常,为华南地区输送的水汽异常偏多,水汽辐合较强,造成大气可降水量和比湿的增大,并且这些正异常在统计上都是显著的,造成华南地区ElNi(?)o冬半年降水明显偏多。而在LaNi(?)a冬半年期间,华南处于气旋性环流异常的西北边缘,南海北部到华南地区为东北风异常,减弱了来自南方的水汽输送,出现较弱的水汽辐散,由于水汽输送减弱以及较弱的水汽辐散,华南地区上空大气可降水量和比湿都呈现出较弱的负异常,且在统计上不显著,导致华南降水出现较小的降水负异常。 (3)对于在ENSO循环的不同阶段华南气候不对称的原因,从季节内振荡的角度出发,分析了ElNi(?)o和LaNi(?)a冬半年期间季节内振荡的特点。在ElNi(?)o冬半年,西太平洋和南海海域的海表温度偏低,不利于这个区域对流的发展,对流活动的不活跃导致了动能和对流在季节内时间尺度上的变化很弱。而在LaNi(?)a冬半年,菲律宾附近南海和西太平洋区域偏高的海温分布则有利于对流的发展,对流活动很活跃,造成动能和对流在季节内时间尺度上的振荡也很强。 (4)从ElNi(?)o和LaNi(?)a冬半年期间季节内振荡的角度出发,给出一种华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的物理解释。ElNi(?)o期间,热带西太平洋到南海地区的季节内振荡不活跃,导致西北太平洋反气旋性环流异常造成的水汽输送以及水汽辐合在华南能稳定维持,造成华南降水明显偏多。但在LaNi(?)a冬半年期间,季节内振荡很活跃,LaNi(?)a冬半年期间的西北太平洋气旋性环流异常受到季节内时间尺度扰动的影响,ENSO的年际变化信号与季节内振荡信号相比明显偏弱,使得西北太平洋和华南的年际异常信号不能够得到明显反应,导致与ENSO信号相联系的年际变化在统计上不显著。位相合成结果表明,LaNi(?)a冬半年,南海到西太平洋的季节内振荡异常的活跃导致了850hPa南海到西太平洋的环流异常在季节内时间尺度上不断变化,气旋性和反气旋性环流异常交替出现,使得南海到华南的850hPa上空,南风异常和北风异常在一个季节内振荡的周期内交替出现,ENSO的年际变化信号不能充分显现,气旋性环流异常明显偏弱。因此,热带西太平洋到南海间的季节内振荡强度在ElNi(?)o和LaNi(?)a冬半年期间的差异,是华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的一个主要原因。 (5)利用CFSv2模式的历史回报资料,对降水、OLR、850hPa风场等要素的气候平均态、季节循环及大气季节内振荡的特点进行了分析,对比分析了模拟输出结果与观测结果,讨论了模式对华南降水和季节内振荡的预报技巧。结果表明,CFSv2模拟的降水、OLR、850hPa风场基本上能够抓住气候态的主要特征,模拟和观测的分布型较为一致。CFSv2对季节内振荡的几个主要的活动中心均能够较好地模拟,模拟方差的空间分布和强度也较吻合。对ElNi(?)o和LaNi(?)a冬半年期间的降水、850hPa环流异常和季节振荡的模拟结果亦与观测较为吻合,从数值模式的结果进一步证实了资料分析的结果。
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P426.6

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