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我国地处东亚季风区,受季风影响很大,由于季风的变率很大,导致我国夏季旱涝频发,作为东亚夏季风由南向北推进过程中重要的天气气候现象,梅雨受到了人们的广泛关注。本论文利用中国160站的月平均降水资料、752站的日降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和Hadley中心的海表面温度资料,在分析我国东部梅雨期降水时空变化特征的基础上,进一步把降水按照年际变化和年代际变化两种时间尺度进行分离,对与这两种不同时间尺度相联系的大气环流和海温异常进行对比分析。此外,我们把江淮梅雨从空间上划分为淮河梅雨和江南梅雨,对它们分别讨论并对与之相关的环流和海温背景进行对比,并以2007年为例,分析有利于降水集中出现在淮河流域的大气环流和海温强迫。本论文主要研究内容和结果如下:
(1)我国东部梅雨期降水最主要的模态分别是长江—华南反位相型和江南一致变化型的降水分布。对应长江—华南反位相型降水分布,当环流背景和海温场上的强迫表现为乌拉尔由阻高异常偏强,西太平洋副高偏强偏北,东亚西风急流异常偏强,中心位置主要位丁长江以北山东半岛附近,前冬热带印度洋以及同期北大西洋海温异常偏暖时,梅雨期长江流域降水偏多,华南降水异常偏少。对应江南一致变化型降水分布,当环流背景和海温场上的强迫表现为鄂霍茨克海阻塞高压异常偏强,西太平洋副高偏强、位置偏南,东亚高空西风急流偏强,中心位于我国南方地区上空,同时梅雨期前期西北印度洋、热带东太平洋以及东亚沿岸海温异常偏暖,同期热带西太平洋以及南海附近海域海温异常偏暖,黑潮延伸体海域海温异常偏冷时,梅雨期往往出现长江以南大部分地区一致降水偏多的状况。
(2)我国东部梅雨期降水无论是在年际时间尺度还是年代际时间尺度上均表现为长江—华南反位相变化型和江南一致变化型两个主要模态,其中长江—华南反位相变化型有明显的年际和年代际变化,江南一致变化型则主要表现为年代际变化。与长江—华南反位相变化型相联系的大气环流和海温异常在年际尺度上主要表现为欧亚大陆中高纬的双阻型,从低纬到高纬“+-+”的经向波列分布,东亚副热带急流的显著增强,前期日本附近海域、印度洋海区以及同期南海附近海域和澳大利亚东侧的正海温异常;在年代际时间尺度上主要表现为欧亚大陆一致的正位势高度异常,西太平洋副高增强北抬,以及同期北太平洋中部的“马蹄形”负海温异常。与江南一致变化型相联系的大气环流和海温异常在年际尺度上主要表现为欧亚大陆中高纬的东阻型,前期北太平洋上的负海温异常和澳大利亚东部沿岸太平洋海域的正海温异常,以及同期南海附近海域的正海温异常;在年代际尺度上则主要表现为中心位于贝加尔湖附近地区的大陆低压的显著减弱,东亚副热带急流的减弱和南移,梅雨期同期北印度洋、西太平洋海区以及东亚沿岸的正海温异常。
(3)将江淮梅雨分为淮河梅雨和长江及其以南地区的梅雨(简称)江南梅雨对比分析,对应淮河梅雨的多雨年,大气环流和海温异常表现为中高纬明显的双阻型分布,副热带东亚西风急流轴略有南移,冷暖空气在淮河流域交汇,从前冬到梅雨期同期北太平洋白令海附近的海区存在显著的正SST异常。对应江南梅雨的多雨年,大气环流和海温异常表现为中高纬的双阻型分布,但位置较淮河梅雨双阻型的位置显著偏西;西太平洋副热带高压有显著的加强西伸;副热带东亚西风急流显著的加强南移;菲律宾附近的反气旋异常加强,冷暖空气交汇于江南地区,以及前冬到前春一直持续到梅雨期的赤道东印度洋附近的正海温异常。
(4)对2007年梅雨期降水进行了分析,2007年梅雨期时间长、强度大,强的持续性降水主要集中在7月份。梅雨期的大气环流异常表现为:500hPa中高纬度阻塞高压异常偏强;850hPa西太平洋副热带高压异常偏强并且西伸北抬;200hPa纬向风场上东亚高空西风急流的位置相对气候态来说偏北偏东,淮河地区正好位于高空西风急流入口区的南侧;梅雨期菲律宾附近存在一个明显的反气旋性异常,反气旋西北侧来自孟加拉湾的暖湿气流与北方南下的冷空气交汇于淮河流域,有利于降水在此处集中;西太平洋暖池北部上空对流活动异常偏弱。海温的异常特征表现为:从2006年秋季到2007年梅雨期后的冬季,赤道太平洋经历了一次从El Ni(n)o Modoki向La Ni(n)a事件转型的过程,El Ni(n)oModoki在梅雨期前期秋冬季逐渐衰减,La Ni(n)a从梅雨期前期春季起逐渐发展。梅雨期处在El Ni(n)o Modoki事件的衰减期。