论文部分内容阅读
最大连续无降水日数(CDD)是衡量极端降水变化的有效指标，也是表征年内干旱的一个有效特征量。本文基于中国718个台站日降水资料，运用集合经验模态分解(EEMD)等方法对1961-2012年中国区域冷季(11-3月)、暖季(4-10月)CDD的时空特征进行了系统的分析，并结合降水集中指数(PCI)研究了CDD、PCI与季节性干旱的联系。在此基础上，利用日本气象厅JRA-55再分析资料、Nino3.4区海温资料及太平洋年代际振荡(PDO)指数探讨了大尺度海温影响CDD的可能机制。取得了如下主要结论: (1)中国区域CDD的长期趋势具有明显的区域性和季节性。冷季CDD缩短的区域较多，而暖季大部分地区CDD增大。西部地区冷、暖季CDD一致变短且降水量增大，为变湿趋势。在35°N以南，冷季CDD的变化以西南地区为增大中心，长江中下游地区为缩短中心，趋势系数呈东北-西南型分布;暖季CDD的变化则在黄河以南长江以北的纬向型区域及华南沿海地区显著增大，在长江中下游地区缩短，趋势系数呈三极型分布。其中西南地区冷季总无降水日数与CDD显著增大、无降水期频次和降水量减少，干化明显。长江中下游地区冷季CDD缩短、降水量增大，趋于湿润。 (2)对典型区域CDD分析发现，3年左右周期的振荡对CDD原序列的变率贡献最大，这种现象在华南、华北及长江中下游地区的冷季尤为显著。而西南地区冷季和华南地区暖季的长期趋势项对原序列的方差贡献较大;年代际方差贡献较大的地区则为华北和长江中下游地区。另外，西南和华北地区CDD的变化具有明显的年代际特征。即西南地区冷季年代尺度振荡在上世纪70年代末之前为正位相，之后为负位相，在21世纪初又转为正位相;华北地区冷、暖季CDD的年代尺度振荡均在上世纪90年代处于正位相。 (3) CDD、PCI与季节性干旱具有密切联系。在发生季节性干旱的年份PCI与CDD多为正距平，二者有较为一致的变化。西南地区冷、暖季CDD均与PCI呈显著正相关，该地区近10年来冷季CDD的不断增大，伴随着季节性干旱的频发，且当PCI、CDD同处于极大值时，旱情最为严重。华南地区CDD与PCI在1995年后变化十分一致，并在2000-2010年维持正距平，对应该地区较干的十年。长江中下游地区则是暖季CDD对于该地区伏旱的发生具有指示意义。 (4)年际尺度上，冷季CDD与赤道中东太平洋SSTA有较好的相关性。长江中下游及华南地区在El Nino年CDD多为负距平，在La Nina年CDD多为正距平，且CDD出现较大值的年份多为La Nina年。由环流分析发现，LaNina年冷季东亚大槽强，西北太平洋地区低层存在气旋性环流异常，东亚冬季风较强。长江中下游地区及华南地区出现强水汽辐散异常及下沉运动，偏于干冷。这使得其CDD增长的可能性更大，降水显著减少。El Nino年有相反的变化。 (5)年代尺度上，西南地区CDD的变化与PDO关系最显著。PDO正位相时期，其冷季CDD维持负距平，暖季CDD维持正距平;PDO负位相时期则相反。这可能是由于PDO正位相时期冬、夏季风均较弱，冷季西南地区700hPa上有明显的南风异常，孟加拉湾的水汽向西南地区输送更多，辐合加强，同时在500hPa出现异常的上升运动，使其降水量较大，CDD较短。而暖季该地区在低层受反气旋异常控制，水汽辐散加强并出现强的异常下沉运动，不利于降水的发生，从而在PDO正位相时期其CDD较长。 CDD作为表征干湿变化的一个特征量，其变化的机理具有复杂性，在当前增暖背景下，CDD变化的原因既有大尺度气候背景的作用，又受到局地地气相互作用的影响。因此，要深入理解CDD变化的机理，必须综合考虑地气相互作用及大尺度气候背景的共同影响。