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淮河试验时期的能量与水份循环研究

胡国权  
【摘要】:本文利用1998和1999年夏季淮河能量和水份循环试验(HUBEX)资料,从多种时间和空间尺度角度,对观测期中国东部区域的水份收支和大气的视热源和视水汽汇进行了计算和研究,并利用加密观测区的特殊观测资料对地气系统的能量收支进行了详细的研究,最后用RegCM2对1998年夏季的能量和水汽收支进行了模拟,得出的主要结论如下: 1.从水汽通量的分析表明,1998年5-8月,中国东部地区是全球最强的水汽汇区。水汽通量的势函数极小值区(最大辐合区)对应强降水区,并且暴雨区的水汽辐合是由半球尺度的水汽输送造成,这表明,即使对于该年背景的区域性大暴雨/洪水,它也必须从极大范围地区获得水汽供应。1999年水汽辐合的中心位置较1998年偏东偏南,这使得1999年降水较1998年偏南。 2.1998年的分析进一步表明,南海地区的水汽输送情况与中国强降水密切相关,南海季风爆发后,由西边界经中印半岛输入南海地区的水汽明显增加,成为主要的水汽来源,并在南海地区形成一个明显的水汽源区,在此积累的大量水汽再进一步折向北输送到华南和长江流域,为那里的大降水提供必要的水汽供应条件。对于整个中国东部大陆区而言,来自南部边界(南海)的水汽大于来自西部边界的水汽。 3.1998年和1999年的大气的水汽收支表明,降水主要来自水汽通量的辐合项,辐合主要发生在大气低层;用余差法计算出的局地蒸发项一般为降水量的1/3,因而水汽的再循环过程也十分重要;垂直输送项把低层的水汽向中上层输送,增加高层的水汽积累,为积云的发展和潜热释放提供条件。 4.视热源和视水汽汇分析表明1998年七次降水过程和1999年五次降水过程的视热源和视水汽汇的较大值皆对应降水的大值区,揭示了水汽凝结加热对大气加热所起的重要作用。江淮区域平均的Q1、Q2的垂直廓线表明1998年江淮暴雨的对流活动要强于1999年。TBB的分析表明1998年夏季对流区是从南向北推进的,但以两次梅雨期对流区(位于江南)的对流最强。并且对流有明显的日变化,1998年对流在夜间要强于白天,强对流主要发生梅雨期的江南区和副热带高压北抬时的江淮区暴雨期,而1999年对流在白天发生为多,对流主要发生在梅雨期的江南区。 5.HUBEX加密观测区中水面、旱田、稻田和森林四种不同下垫面的能量收支日变化有其异同点。其相同点:四种下垫面的能量收支各项的极大值基本出现在午后;不同点:水面和稻田基本为单峰结构,而旱田和森林则为两峰或多


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