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基于中国气象局、国家气候中心的台站观测资料以及来自NCEP和ECMWF等机构的再分析资料,本文利用统计方法和拉格朗日粒子扩撒模式FLEXPART综合分析了我国多个区域(东北、华北、长江流域、华南、半干旱草原地区)降水的水汽来源,加深了对我国上空大气水循环特征的认识。此外,本文进一步分析了我国东部地区的降水和水汽输送在过去60年经历的年代际变化,并且深入探讨了我国东部夏季降水年际变率主模态在1951-2012年期间的年代际变异特征及其与热带海气相互作用的关系。主要结果包括以下四个方面: (1)东北地区冬季大范围降雪的水分供应主要来自我国东部及其邻近海域(渤海、黄海)以及日本海上空的水汽,其中大范围降雪爆发前的水汽积累阶段进入东北地区的水汽主要来自我国东部地区以及渤海、黄海上空,而大范围降雪爆发后进入东北地区的水汽则主要来自渤海、黄海、日本海上空。在大范围降雪爆发之前的24小时内东北上空来自南面的的水汽输送造成东北上空有大量水分积累,这对东北大范围降雪的爆发和维持具有极其重要的意义。大范围降雪的发生需要大量水分,仅凭大范围降雪爆发之后的水汽输送是无法供应充足的水分的。此外,在东北大范围降雪发生前后,东北上空的水汽输送净通量与东北地区降水的发展演变在时间上存在18小时左右的位相差。 (2)拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART的模拟结果表明,我国半干旱草原地区降水的水分主要来自于欧亚大陆,来自海洋的水汽对半干旱草原地区降水的贡献相对较小,这主要是由于半干旱草原地区地处内陆,远离海洋,来自海洋的水汽在输送进入半干旱草原地区的过程中有较大损失,只有一小部分能够进入半干旱草原地区并成为降水。另一方面,来自海洋的水汽对我国华北地区、长江中下游流域、华南地区的降水有重要意义。在夏季,来自印度洋和西太平洋的水汽对华南地区夏季降水的贡献大致相当,都很重要;而来自陆地区域(主要为我国东部和南部地区)的水汽则对长江中下游流域以及华北地区的夏季降水贡献较大,西太平洋次之。在冬季,对华南地区降水贡献最大的是来自西太平洋的水汽,而来自陆地区域(主要是我国东部和南部地区)的蒸发则对长江流域以及华北地区降水的贡献更大一些。 (3)我国东部夏季降水和水汽输送分别在20世纪60年代中期、70年代末、90年代初、90年代末发生了四次比较显著的年代际变化,其中发生于60年代中期和70年代末的两次年代际变化以东亚夏季经向水汽输送的显著减弱为主要特征,这两次年代际变化都与东亚夏季风的年代际减弱有关;发生于90年代初和90年代末的两次年代际变化则以副热带西太平洋以及东亚上空的反气旋或气旋式水汽输送异常为主要特征,这两次年代际变化可能与西太平洋副热带高压的年代际增强或减弱有关。我国东部冬季降水在过去几十年最显著的年代际变化发生于20世纪80年代中期,这次年代际变化主要由东亚冬季风的年代际减弱引起,以东亚上空东南方向的水汽输送异常和我国东部地区冬季降水的普遍增加为主要特征。此外,我国东部冬季降水还分别在20世纪70年代末和2000年前后发生过两次比较明显的年代际变化,发生于20世纪70年代末的这次年代际变化与东亚冬季风的短暂增强有关,而发生于2000年前后的这次年代际变化可能与欧亚大陆上空的遥相关波列有关,其物理机制需要进一步研究。 (4)我国东部地区夏季降水年际变率的主模态及与其相关的水汽输送在1951-2012这60年间经历了明显的年代际变化。在1951-2000年期间,我国东部地区夏季降水的主模态主要表现为“-+-”经向三极子型,而在2000年之后,我国东部夏季降水年际变率的主模态逐渐转变为“-+”偶极子型。相应地,与我国东部夏季降水主模态相联系的水汽输送异常从反气旋-气旋式偶极子型转变为了反气旋式单极子型。这次年代际变化与热带海气相互作用密切相关,2000年以后热带SST年际变率整体偏低,导致热带海气相互作用对东亚气候年际变率的影响减弱,无法激发出较强的遥相关波列并在东亚地区引起反气旋-气旋式的水汽输送异常,最终导致了我国夏季降水主模态的年代际转变。