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华南夏季持续性强降水的低频特征及影响因子分析

魏蕾  
【摘要】:利用1982-2011年夏季5-8月中国气象观测站点逐日降水资料、NCEP/NCAR全球再分析日平均资料、NOAA逐日向外长波辐射OLR资料集和海表温度SST数据、以及澳大利亚气象局的RMM-MJO(Real-time Multivariate MJO)指数等,通过选取低频降水事件的方法,考察了华南夏季12-30d持续性强降水的基本统计特征,然后利用位相合成的方法分析了华南夏季持续性强降水期间伴随的低频大气环流形势以及低频信号的来源和传播情况,同时也分析了低频海气耦合过程、热带MJO(Madden-Julian Oscillation)的传播活动对华南夏季12-30d持续性强降水的影响及途径。主要结论如下:(1)华南夏季降水具有显著的12-30d低频振荡特征,降水量和降水强度的大值区集中分布在华南的东南部沿海地区。持续性强降水事件的持续天数范围为3-6天,其中以持续3-4天的事件居多,持续4天的事件的降水量占总低频降水事件降水量的比重最大。前汛期末期(6月)是华南夏季12-30d持续性强降水最易发生的时段。持续性强降水期间的雨带自东南沿海向西北内陆推进。(2)在华南夏季12-30d持续性强降水发生期间,华南及邻近海域低层受到强大的低频气旋式环流控制,低频上升运动显著,而南海-菲律宾海一带则是强的低频反气旋式环流,其西侧向北的低频水汽输送不断将孟加拉湾北部和南海的水汽送至华南及邻近海域进行辐合上升。低层的低频信号来源于热带西太平洋和南海-菲律宾海一带低频振荡的西北向传播,同时伴随着西太平洋副热带高压明显的西伸北扩和东撤收缩的低频变化过程。而在高层,当持续性强降水发生时,华南北侧(22°-45°N,95°-130°E)区域强大的低频气旋式环流和孟加拉湾-南海一带的低频反气旋式环流相互配合,使华南高层处于强大的辐散场中,从而加强了低层的辐合与低频上升运动,造成持续性强降水的增强与维持。高层的低频信号来源于包含异常气旋和反气旋的低频Rossby波列的东南向传播。(3)在低频降水的整个过程中,伴随着低层低频环流的演变,海表温度异常(SSTA)也发生了明显的低频变化,且海表温度的演变与低层大气环流场的演变呈现近π/2的位相差,即存在低频海气相互作用。低频大气环流异常能够通过云辐射和热通量过程改变低频SSTA,而由大气强迫的低频SSTA能够通过影响低层大气的稳定性来对大气施加明显的反馈作用,该低频海气耦合过程有利于大气低层的低频信号不断向华南地区传播,从而影响华南夏季12-30d持续性强降水的发生、发展与结束。(4)热带强MJO的传播活动对华南夏季12-30d持续性强降水存在明显的调制作用。当MJO对流活跃中心位于热带印度洋时(即强MJO的第1-3位相),所伴随的大气异常环流场有利于华南夏季12-30d持续性强降水的发生。尤其在强MJO的第1位相,西太平洋副热带高压西伸北扩,热带西太平洋上空出现显著的位势高度正异常,并伴有强大的异常反气旋式环流,其西北侧强盛的异常西南风控制着整个华南地区低层,造成最强烈的向华南地区的西南风水汽输送,华南地区出现明显的水汽异常辐合和显著的上升运动,对流强烈发展,导致华南夏季12-30d持续性强降水发生在强MJO第1位相的天数最多,该位相是最有利于华南夏季12-30d持续性强降水发生的位相。当MJO对流活跃中心进入西太平洋后(即强MJO的第5-7位相),所产生的大气异常环流场不利于华南夏季12-30d持续性强降水的发生,特别是在强MJO的第7位相,异常环流型与第1位相基本相反,华南夏季12-30d持续性强降水发生在强MJO第7位相的天数最少。


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