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本文分析了江淮地区汛期极端降水事件强度和频率的年际和年代际变化规律及极端降水事件的区域差异。初步探讨了百年来全球温度变化特征,诊断全球增暖对极端降水事件的影响。通过以上几方面的分析,本文主要结论如下:江淮地区梅雨期极端降水事件的变化规律
江淮地区极端降水事件表现出显著的年际和年代际变化特征,具有25年左右和14年左右的年代际变化周期,及4-6年的年际变化周期。极端降水事件在20世纪80年代初发生一次明显的气候突变。江淮地区近50年来,极端降水事件的强度和频率基本都是增加的,同时江淮地区极端降水量在年降水总量和夏季降水总量的比重也增加。
江淮地区极端降水量和极端雨日的空间分布特征主要有全场一致型、长江南北反相型和长江下游和中游反相型。在年代际尺度上,主要以全场基本一致性以及长江南北反相变化为主要分布形态;在年际尺度上,则是以长江南北和长江下游地区和中游地区的反相变化为主要分布形态。
极端降水事件异常年气候要素的差异极端雨同和降水量异常偏多年时的环流背景为:对流层高层的南亚高压偏强,位置偏东,副热带西风急流强度偏强,位置偏南;对流层中层的西太平洋副高位置偏南西伸,强度偏强:低层西南风加强,雨带在江淮地区维持。
江淮梅雨期极端雨日和降水量的异常年与青减高原东西侧反相的热力振荡现象相对应。青臧高原地表感热、潜热等热通量场变化对江淮梅雨期极端降水事件产生影响的主要时段发生在春季。从春季开始,高原增温较早,强度也更强,与邻近海洋之间的热力差异持续增大与江淮地区梅雨期的极端雨同的异常偏多现象具有密切的关联。
百年来全球温度变化规律及其与极端降水事件的关系, 全球表面温度的气候变化具有明显的年际和年代际的振荡特征。全球表面温度距平变化主要存在128年、64年、20年左右的年代际变化周期,以及8-10年以及4-6年左右的周期。全球表面温度的变化还具有空间上的不均匀性。南、北半球的中纬度地区增温幅度最大。全球增温在时间上的不均匀性也较明显,欧亚大陆、北美大陆和南大西洋的主要增温季节是春季和冬季,海洋上增温的主要季节是秋季。全球温度变化的关键区位于热带印度洋、热带副热带大西洋.非洲大陆东岸、热带太平洋、南、北半球中纬度太平洋以及北欧地区。
全球普遍增暖会对江淮地区极端降水事件的强度和频率变化的产生影响。其中春季温度变化与极端降水强度的相关最差,前冬温度变化与极端降水强度的相关最好;前秋及夏季的温度变化与极端降水频率的相关最好。全球增暖的不均匀性对江淮地区极端降水强度和频率存在影响。主要关键区的温度变化与江淮梅雨期极端降水事件强度和频率的空间分布密切相关,相关系数的空间分布对应极端降水强度和频率的EOF展开的主要模态。
温度变化的不均匀性对极端降水事件的影响
全球温度变化具有不均匀性,海陆边界是温度变化最不均匀的地区。我国沿海的海陆分界为纬向温度梯度正值区与负值区的交界处,即纬向温度变化不均匀性最显著的地区。经向温度梯度变化表明南北半球的中高纬地区是主要的增温地区,其中我国东部沿海地区为正值区与负值区交汇处,为经向温度变化不均匀显著的地区。
纬向温度梯度和经向温度梯度具有显著的年代际变化特征,其年代际突变时间约为70年代末至80年代初,与江淮极端降水事件的强度和频率的突变时间基本一致。当东部沿海的纬向温度梯度增大,南部沿海的经向温度梯度减小时,江淮极端降水量和极端雨同都增加。纬向温度梯度及经向温度梯度对江淮地区极端降水量和极端雨同影响的关键时段出现在春季。温度的时间变率对江淮极端雨日主要的影响时段也在春季,西太平洋地区与大陆上和东太平洋地区呈反相分布,即春季西太平洋温度变率增大,东太平洋和大陆上温度变率减小时,江淮极端降水量和极端雨日增多。
用CAM3.0模式进行数值试验结果指出前期南部海洋的热力异常对江淮梅雨期极端降水事件具有影响,关键区海温的异常通过影响南海夏季风的强度,并影响高、低空环流造成江淮地区形成低层辐合高层辐散,水汽辐合上升,江淮地区降水增多,极端雨日和极端降水量增加。