夏季亚洲中高纬度地区阻塞高压与中国强降雨的关系及其活动机理研究

论文题目: 夏季亚洲中高纬度地区阻塞高压与中国强降雨的关系及其活动机理研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 气象学

作者: 李峰

导师: 丁一汇

关键词: 阻塞高压,夏季,强降雨,雨带,机理研究,年和年阻高事件,年际差异,位涡诊断,波流作用,波波作用,数值试验

文献来源: 中国气象科学研究院

发表年度: 2005

论文摘要: 本文利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和国家气象中心提供的740站日降水量资料对夏季亚欧中高纬度阻塞高压活动的时空分布及其对中国夏季雨带的维持作用进行了统计研究;对发生在1998年和2003年长江和淮河大水期阻塞高压的活动特点,对降雨带的作用及其建立、维持机理进行了诊断分析;最后,结合数值试验和气候统计结果,提出了亚欧中高纬地区阻高活动的基本特征及年际差异的可能机制和原因。结果表明: (1) 亚欧中高纬地区夏季阻塞高压活动频繁。生命期10天以下的高压过程占83.4%,其中以维持时间3天和8天的贡献最大;地理分布主要集中在45°～70°N之间,纬向上可划分5个高发区,其中乌拉尔山和贝加尔湖东部阻高活动频次最高,同时,每个区域中又存在着相应的阻高活跃区。亚欧中高纬地区夏季阻塞高压活动具有明显的季节内变化特征和年际、年代际变化特征。6月份以双阻形势为主,7月份,双阻形势逐渐减弱,贝湖地区的中阻形势有所增强。8月份,阻塞形势主要存在于贝加尔湖附近,其它各区的阻塞活动明显减少,中阻形势占据主导地位。除了年周期外,亚欧中高纬地区夏季阻塞高压总体活动还存在准8年的长周期变化,这种年际振荡有明显的地理差异,例如,贝湖东部地区阻高活动的长周期约为5.8年,短于亚欧总体水平,其它各区情况也各有特点。亚洲北部的阻高活动多以稳定性为主,移动性阻高个例仅占6.6%。 (2) 中国的强降雨天气事件存在着明显的时空变化,年际、年代际特征明显。连续性强降雨表现与强降雨天气相同的特征,往往在强降雨偏多的时期连续性强降雨的频次也明显增加,强降雨、连续性强降雨发生频次高的年份通常会出现特大洪涝灾害。中国连续3天以上的降雨事件于华南地区出现的频次最高,江南也是高发地区。四川南部、重庆以及广西、贵州交界的地区连续性强降雨较多。北方地区,除辽宁南部和新疆东部地区的频次相对较高一些,其它地区山连续性强降雨造成的降水量一般都不足10毫米,10年难遇一次。中国连续性强降雨天气季内变化特征也非常明显。6～8月,连续性大雨自南向北,自东向西依次推进,而华南地区变化不大。长江中下游地区发生三类(出现连续3天以上日降水量≥25mm降雨的天气为Ⅰ类天气,连续3天以上≥50mm的天气为Ⅱ类天气,出现连续5天以上≥25mm降雨的天气为Ⅲ类天气)连续性强降雨天气的环流背景都有共同的特点。背景形势通常比较稳定,长波系统异常是造成该地区连续性灾害性天气的主要原因,尤其是亚洲中高纬地区阻塞形势最为重要,在一些极端年份反映更为突出。华南地区出现三类连续性强降雨年份,则有明显的环流差异,这也反映了华南地区降雨的复杂性,即连续性降雨不完全是由大尺度环流造成,它们可以由一系列中尺度对流系统引发的强降雨通过同一地区造成,从而降雨表现为时间上的连续性。(3)欧亚中高纬地区阻塞高压与中国夏季降雨存在非常密切的关系,阻高位置不同则雨带分布有明显差异。‘双阻型’和‘西阻型’阻塞形势对应的降雨最为明显,长江以南的南方地区都会出现较强的降雨,中心位于江南中部;‘东阻型’降雨中心偏东一些,位于长江中下游地区,华南地区一般降雨也偏多;‘中阻东部型’和‘西部型’也有明显差别,阻高位于贝加尔湖以东时,中国东部雨带位置位于偏南偏东的地区,而贝湖西部维持阻高时,降雨常常发生在江淮至黄淮一带。作为两次阻塞高压的典型个例,本文对2003年和1998年6月份淮河、长江大水期阻高活动对雨带维持作用进行了诊断分析,结果表明,阻塞高压的建立和维持,使得500hPa高度上西风锋区南压,引导冷空气南下,造成中纬度地区冷暖空气交换频繁。阻塞高压活动加强,通常会在雨带北部维持为大气能量锋区。由于阻高活动特点不同,2003年6月这种锋区一般位于淮河以北地区,低层850hPa副热带锋区也长期停滞在35“N附近;1998年对流层低层能量锋区则长期停滞在35oN以南。大气中动量和热量的一次次向南频散,造成淮河或长江中下游地区连续发生暴雨天气过程。阻塞高压的强度及位置变化与西风带环流系统以及副热带高压的活动密切相关。阻塞高压通过扰动动量的向南输送以改变中纬度地区平均西风的强度从而影响副热带高压的状态及南北进退,最终决定了雨带的位置和维持。 (4)2003年6月份亚欧中高纬度阻塞高压的活动是大气内部多尺度波共同作用的结果,在其建立维持过程中,波流作用和波波作用以及能量转换具有明显的阶段性特点。阻高建立前期和维持过程中,上游地区天气尺度波动活跃,欧洲斜压区不断有时变动能生成,并在阻塞区向阻高平均流转化。从时变涡动的作用来看,上游传播而来的瞬变波不断将较低纬度的低位涡空气向阻塞区输送,有利于阻塞高压的建立维持;平均流则使得位涡变化呈相反形势发展,削弱了扰动位涡输送的贡献,对阻高的维持起到耗散作用。阻高建立前期,瞬变涡作用强于平均流,有利于阻高生成和发展;阻高维持期间,瞬变涡与平均流两者势力相当;6月6候,阻塞高压发展,并有明显西退,该阶段瞬变涡动明显强于平均耗散作用,低位涡场向西移动。阻塞高压活动期间,亚洲北部大气内部超常波l波和长波5波活跃。阻塞高压建立时,1波和5波都出现明显的振幅增长,尤

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一章绪论

1.1 阻塞高压的定义和统计方法

1.2 阻塞形势的统计特征

1.3 阻塞高压与中国天气气候的关系

1.4 阻塞高压形成维持机制的研究

1.5 存在的问题

1.6 本文将要解决的问题和方案

第二章资料和主要研究方法介绍

2.1 资料

2.2 方法简介

第三章夏季亚欧大陆中高纬度阻塞高压的统计特征

3.1 阻塞高压定义的方法

3.2 亚欧中高纬地区夏季阻高的时空分布

3.3 阻高活动的源区

3.4 结论

第四章中国夏季强降雨的时空分布特征及其与阻塞高压的关系

4.1 中国夏季持续性强降雨天气的统计特征

4.2 持续性强降雨异常年份的环流背景

4.3 阻塞高压与夏季雨带的关系

第五章 2003年6月亚欧中高纬阻塞高压对淮河流域暴雨的作用

5.1 2003年6-7月淮河流域降雨概况

5.2 阻塞高压的异常活动特征

5.3 阻塞形势对淮河流域暴雨的作用机制

5.4 小结

第六章 2003年淮河洪水期亚欧阻塞高压的活动机理研究

6.1 阻高活动中的波流相互作用

6.2 阻高活动中的波波相互作用

6.3 阻塞高压维持期的正斜压转换

第七章 1998年6月亚欧双阻流型对长江流域降水的作用及其活动机理研究

7.1 阻塞高压活动对长江流域暴雨的作用

7.2 1998年6月份阻高活动机理研究

7.3 阻高活动中的大气内部波波相互作用

7.4 小结

第八章亚洲中高纬地区阻塞高压年际个体差异的讨论

8.1 1998和2003年不同个例中大气自由波的差异

8.2 地形定常波扰动与自由波的作用讨论

8.3 海温的热力作用

8.4 小结

第九章全文总结

致谢

参考文献

附录：模式介绍

个人简历

发布时间: 2005-07-27

参考文献

[1].欧亚大陆关键区阻塞高压及其与我国冬季灾害性天气气候关系的研究[D]. 李艳.兰州大学2010
[2].东北冷涡持续活动及与欧亚阻高配置对我国东北地区降水影响研究[D]. 刘刚.兰州大学2016

夏季亚洲中高纬度地区阻塞高压与中国强降雨的关系及其活动机理研究

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