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不同海温异常背景下华南前后汛期极端降水与大气不稳定能量的特征及机理研究

石霞  
【摘要】:本文基于1979-2014年观测与再分析资料,采用大气湿静力能MSE诊断方程,从大气能量的角度,主要研究了我国华南前、后汛期极端降水发生前后大气不稳定能量的特征,在此基层上,进一步揭示了热带印度洋和热带太平洋海表温度异常对华南地区前、后汛期极端降水的影响机理。主要结论如下:(1)华南前汛期和后汛期极端降水总量随时间变化序列,相关性较低甚至为负相关,相关系数为-0.34。本文采用极端降水指数包括极端降水总量和极端降水频率,华南前、后极端降水指数均存在明显的年际变化并呈上升趋势。前汛期极端降水频率主要变化周期为4~8年,后汛期主要变化周期为2~6年,且二者显著变化周期都主要位于90年代以后。华南前、后汛期极端降水指数空间分布存在较大差别,前汛期主要分布于广东、广西、福建与江西交界处以及南部沿海地区,后汛期主要在广西广东南部沿海地区。(2)在天气尺度上,与热带大气季节内振荡(ISO)相似,华南前汛期和后汛期极端降水事件发生前后,均伴随大气湿静力能MSE的充放过程,且MSE较极端降水提前一天达到峰值。极端降水发生前,华南受气旋性环流异常控制,其西南风异常将热带暖湿水汽带入华南地区,导致华南地区MSE水平平流增加,大气充能;极端降水发生时,异常上升运动将低层相对较小的气候态MSE输送至高层,导致整层MSE减小,大气放能。(3)在年际尺度上,华南前汛期极端降水总量异常偏多年份,华南前汛期极端降水增强时,西北太平洋存在反气旋性环流异常,该反气旋由热带印度洋IOBM所激发,有助于增加华南地区南边界水汽输入,使华南MSE异常增加;在后汛期极端降水总量偏多年份,西北太平洋存在气旋性环流异常,位置较前汛期的反气旋异常偏北,其西北方向的东北气流有助于减少华南地区北边界水汽流出,使华南MSE异常增加,该气旋受发展阶段ENSO影响,海洋性大陆附近冷海温和赤道中太平洋暖海温能激发Matsuno-Gill响应,在西北太平洋产生气旋性环流异常。印度洋暖海温和太平洋偶极子海温通过调节华南前、后汛期年际尺度上的MSE,从而影响华南夏季极端降水。


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