江淮梅雨的准双周振荡

论文摘要

本文首先分析了1954-2005年江淮梅雨期降水的低频振荡特征,并针对其中的准双周振荡进行了详细的讨论。通过定义梅雨准双周振荡强度指数QAI和对10-25天滤波的降水序列进行位相划分,讨论了梅雨准双周振荡强度的年际变化及其所对应的大气环流特征。其次验证了区域气候模式RegCM3.0对梅雨周期特征的模拟能力,并进行了基于侧边界信号的数值实验。在外强迫的研究方面,通过诊断分析和数值模拟研究了前期春季黑潮区海温异常对梅雨准双周振荡的影响,力求增加梅雨短期气候预测的预报因子。在文章的最后,通过分析大气环流准双周振荡的传播特征,在一定程度上解释了梅雨期降水经向非均匀性产生的原因。全文主要结论包括：（1）梅雨的10-25天振荡是一个能够反映梅雨降水多寡的较强信号,原始降水序列在10-25天振荡的第3位相（正位相）的降水显著多于第7位相（负位相）：（2）低层环流中一条从南海延伸至西北太平洋的低频Rossby波列非常显著,波列通过子系统向西南移动来完成位相的转换。波列西段的反气旋（气旋）自日本东部向南海传播,调控西太平洋副热带高压进入（退出）南海,它和后方的气旋（反气旋）共同作用在江淮上空形成气流的辐合（辐散）,有利（不利）于江淮流域降水。同时高层环流、垂直环流和水汽通量也表现和低层相一致的特征；（3）梅雨准双周振荡强度存在显著的年际变化。QBWO活跃年,大气中存在从热带向中纬度呈西南—东北向延伸的准双周振荡活跃带。梅雨降水偏多的第3位相和降水偏少的第7位相在QBWO活跃年和不活跃年的偏差场,表明在活跃年第3位相的环流表现为增加该位相的准双周降水正距平的形势,而第7位相则会产生更大的降水负距平。各个位相降水距平的变化的最终增大了准双周降水的振幅,也即增强了梅雨的准双周振荡强度。（4）数值实验的结果表明相对于内因—梅雨锋而言,周围大气环流这个外因在梅雨降水准双周振荡的形成起到更重要的作用。当侧边界有10-25天大气环流信号加入后,一般只有本周期的低频降水受到影响。（5）诊断分析和数值模拟的结果表明,前期3月至同期的黑潮及其延伸区SST异常通过海气相互作用影响,可以影响梅雨的准双周振荡强度。当黑潮及其延伸区的海温持续偏高时,西太平洋副热带高压较为频繁的进入和退出南海,导致梅雨降水准双周振荡强烈。（6）在江淮流域降水经向非均匀的异常年里,不仅江淮梅雨期降水量存在经向不均匀,降水的准双周振荡特征也同样存在经向不均匀分布的特征。与降水的分布相对应,准双周水汽通量及其散度,西太副高和垂直环流的传播都会存在南北偏移。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 梅雨的研究进展
• 1.1.1 梅雨及其相应环流特征的研究进展
• 1.1.2 梅雨降水的非均匀性
• 1.2 低频振荡研究现状
• 1.3 梅雨的低频振荡
• 1.3.1 梅雨降水低频振荡的客观存在性
• 1.3.2 低频尺度下,东亚环流对梅雨的影响
• 1.4 梅雨和低频振荡的数值模拟
• 1.5 海温异常对降水及低频振荡的影响
• 1.6 问题、思路以及创新之处
• 第二章 资料与方法
• 2.1 研究资料
• 2.2 方法介绍
• 2.2.1 Morlet小波分析
• 2.2.2 Lanczos滤波器
• 2.2.3 Mann-kendall非参数检验
• 2.2.4 EOF方法
• 2.2.5 水汽通量
• 2.3 模式介绍
• 第三章 江淮梅雨的准双周振荡特征及其年际变化
• 3.1 中国夏季降水的低频振荡周期
• 3.2 江淮梅雨准双周振荡强度的年际变化特征
• 3.3 东亚及西北太平洋大气环流的10-25天位相合成分析
• 3.3.1 850hPa流场以及OLR的位相变化
• 3.3.2 500hPa位势高度场的位相变化
• 3.3.3 大气环流的纬度-垂直分布特征
• 3.3.4 水汽通量及其散度的分布特征
• 3.4 江淮梅雨准双周振荡异常年大气背景特征
• 3.5 本章小结
• 第四章 RegCM3对梅雨降水准双周振荡的模拟能力检验和准双周信号来源的敏感性实验
• 4.1 RegCM对梅雨降水准双周振荡模拟能力的检验
• 4.1.1 模拟区域,时间以及参数化方案选取
• 4.1.2 初夏大气环流场模拟结果分析
• 4.1.3 初夏降水模拟结果分析
• 4.2 梅雨降水准双周振荡信号来源的敏感性实验
• 4.2.1 RegCM3中侧边界条件的指数张弛方案
• 4.2.2 敏感性实验的设计
• 4.2.3 边界条件的准双周振荡信号对江淮降水的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 江淮梅雨准双周振荡异常年前期海温场的特征
• 5.1 江淮梅雨准双周振荡强度和前期海温场的相关关系
• 5.2 前期海温异常对梅雨准双周振荡强度影响的敏感性实验
• 5.2.1 敏感性实验设计
• 5.2.2 前期春季黑潮延伸区海温异常对江淮梅雨准双周振荡强度的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 江淮梅雨经向非均匀分布与准双周振荡的关系
• 6.1 江淮梅雨期降水非均匀分布特征
• 6.2 降水非均匀分布异常年梅雨的周期特征
• 6.3 梅雨降水非均匀分布异常年水汽传播特征
• 6.4 梅雨降水非均匀分布异常年环流背景特征
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与讨论
• 7.1 全文主要结论
• 7.2 存在的问题及今后展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介