夏季我国东部次季节时间尺度降水特征及成因研究

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本文基于东亚夏季环流季节内推进的自然阶段,将我国东部汛期划分为华南前汛期盛期(5月21日-6月10日)、梅雨期(6月11日-7月10日)和北方雨季(7月11日-8月31日)三个次季节时间尺度的雨季,对它们各自的典型降水异常分布型和相应环流特征及大气内部动力成因、与海温的关系,包括前后雨季雨型之间的相关关系及其年代际变化进行了探讨,得到如下主要结论:  (1)华南前汛期盛期我国东部降水异常存在两个通过统计检验的模态。第一模态为华南全区一致型降水,代表整个华南地区与黄河中游降水反向变化的分布;该降水型主要受东亚高空西风急流南北偏移、副热带高压脊东西偏移影响;其高层环流异常由丝绸之路遥相关型导致,低层环流异常先后由上下游风场异常传播导致。第二模态为华南沿海东部型降水,代表华南沿海东部与长江中下游降水反向变化的分布;该降水型主要受东亚高空西风急流强弱及位置异常、副高脊强弱的影响;整层环流异常先后由极地-欧亚遥相关型、环球遥相关型导致。  (2)梅雨期我国东部降水异常存在三个通过统计检验的模态。第一模态为淮河型降水,代表淮河流域与江南华南降水反向变化的分布;该降水型主要受南亚高压东部脊和副热带高压西部脊同时发生经向和纬向偏移的影响;整层环流异常由西太平洋遥相关型导致,上游来自北大西洋的高纬度波列对其加强和维持起重要作用。第二模态为长江型降水,代表长江中下游与华南大部、山东地区降水反向变化的分布,且此降水型与长江流域梅雨量有显著的正相关关系;该降水型主要受南亚高压脊纬向偏移和副高脊位置偏移的影响;整层环流异常由南海及菲律宾附近的对流异常激发的东亚-太平洋遥相关型导致。第三模态为江南型降水,代表江南与江淮、东北降水反向变化的分布;此降水型主要受鄂霍茨克海阻塞环流及副高脊东西偏移的影响。包含环流的年代际变化时,淮河型、长江型的关键环流特征分别为西风急流在东亚大陆、东亚沿海上空的南北偏移。  (3)北方雨季我国东部降水异常存在三个通过统计检验的模态。第一模态为偏西型降水,代表淮河流域与南方大部及河套地区降水反向变化的分布;其环流异常具有不对称的特征;类似斯堪的纳维亚遥相关型的波列及热带东印度洋、华南沿海的异常对流共同形成的东亚-太平洋遥相关型导致了对应环流异常。第二模态为一致型降水,代表整个北方与长江流域降水反向变化的分布,且其与长江流域出梅日期有显著负相关关系;其环流异常表现为南亚高压与副高经向偏移一致而纬向偏移相反;从阿拉伯海至菲律宾一致的环流异常激发的环球遥相关和东亚-太平洋遥相关反位相配合导致了上述环流异常。第三模态为偏东型降水,代表东北南部和华北到长江中游与东南沿海降水反向变化的分布;此降水型主要受中低层副高脊东西偏移引起的东亚副热带夏季风异常影响;前期春季横跨欧亚大陆的波列对上述环流有重要作用。包含环流年代际变化时,偏西型、一致型、偏东型的高层环流特征分别为西亚急流的南北偏移、东亚急流的南北偏移以及西风急流在日界线附近发生异常。并且亚洲大陆热低压在年代际时间尺度上对偏东型也有重要影响。  (4)并非所有梅雨期和北方雨季的降水型都与海温有密切的关系。梅雨期降水长江型与前期冬季赤道中东太平洋海温异常密切相关;北方雨季降水偏西型主要受春季赤道东太平洋海温异常的影响;北方雨季降水偏东型与前期冬季中纬度北大西洋、热带北大西洋、赤道大西洋海温异常密切相关。上述三个降水型对应的由冬至夏ENSO位相转换的速度有明显差别:偏东型对应的ENSO位相转换最快,到夏季就完全转变成和冬季相反的位相,偏西型对应的ENSO位相转换最慢,夏季仍然处于冬季位相的衰减状态;梅雨期长江型对应的情况介于二者之间。海温对其它次季节降水型的影响均不如以上三者明显。  (5)前后雨季雨型在整个时段上均不存在显著相关,其相关关系存在年代际变化。前汛期盛期沿海东部型与梅雨期淮河型在20世纪60年代至21世纪前几年一直维持着显著负相关。梅雨期长江型在20世纪60年代至80年代初与北方雨季偏东型存在显著正相关,而在70年代末至90年代末与北方雨季偏西型存在显著负相关,进入21世纪与偏东型、偏西型均无显著相关。梅雨期长江型与北方雨季雨型上述关系的年代际变化是由前期冬季Nino3区海温与冬季大西洋海温、春季赤道东太平洋海温相关的年代际变化导致的。
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