青藏高原地形与地表特征对中国东部降水的影响研究

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我国东部是人口密集型区域,处于东亚季风区,季风降水的异常会给人民生活和国民经济带来巨大损害。青藏高原作为世界上平均海拔最高、地形最复杂的大地形,对我国、东亚地区、甚至全球大气环流的形成以及维持有着的至关重要的作用,研究高原大地形及其地表特征参数对我国东部降水的影响有利于更好地理解青藏高原在我国以及东亚大气环流中所起的作用,而且对我国东部地区的降水预测具有一定的指导意义。因此本文进行了高原地形效应的数值试验和高原春季0cm地温以及春季土壤温湿度对后期高原下游地区夏季降水异常影响的数值模拟试验工作:  首先,2008/2009年秋冬季节我国东部地区降水持续偏少,利用较精细时空分辨率的区域大气模式系统RAMS对此时段进行了模拟研究,并与观测资料和再分析资料对比,模拟结果较好的再现了降水、温度以及大气环流的时空分布,其中干旱发生区域降水的模拟值与观测值相关系数的平方达到了0.83。不同的初始场和侧边界条件对模式的模拟结果存在着很大的影响,采用ERA-Interim(InterimRe-Analysis data of European Centre for Medium-range Weather Forecasts)再分析资料作为初边界条件的EC Run模拟的降水时空分布优于采用NCEP-FNL(NationalCenters for Environmental Prediction-Final)分析资料作为初边界条件的FNL Run,EC Run和FNL Run对温度的模拟相比观测资料略大,可能与模式中海冰设置的缺失有关。  其次,为探讨高原地形效应对我国东部冬季风降水的影响,将模式中高原大地形减半,发现我国东部地区降水普遍减少,此区域潜热通量的普遍减少与降水变化一致,而感热的变化与潜热变化几乎相反,因此潜热是导致降水变化的主导因子,低层水汽通量积分表现为一致的南向水汽输送,是导致我国东部降水减少的直接原因,因此将高原高度减半会导致我国东部更大范围内的降水减少。  最后,高原地表热力学特征参数0cm地温的长时间序列表明,近35年来高原地区春季地温存在显著增加的趋势。高原春季0cm地温与全国夏季降水的相关性分布表明,高原春季0cm地温与黄河下游地区夏季降水呈正相关关系,而与长江中下游地区夏季降水呈负相关关系,长江中下游地区夏季干旱年对应的高原地区春季地温为正距平。高原春季土壤温度敏感性试验表明将高原春季土壤温度升高2℃,对下游我国东部地区后期6月份降水没有影响;将高原春季土壤湿度增加50%,高原后期6月地表感热显著减少,潜热显著增加,高原地区夏季降水增加,其下游我国东部干旱发生区内的降水增加。  综上所述,RAMS能够很好地模拟我国东部地区的降水时空分布特征;以ERA-Interim再分析资料作为RAMS初边界条件的EC Run能够较好地模拟我国东部地区的降水时空分布特征;高原地形效应试验中高原高度减半会造成我国东部秋冬季节的降水在更大范围内减少;高原前期春季的土壤湿度的变化能够通过改变高原地表的能量分配来影响大气环流形势的变化,进而影响高原下游我国东部地区的降水变化。
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