冬季东亚温带急流和副热带急流的协同变化与我国温度和降水的关系

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本文利用NCEP/NCAR再分析资料和地面台站观测资料,分析了冬季东亚副热带急流(EASJ)和东亚温带急流(EAPJ)强度变化特征及其与我国境内冷空气活动和温度、降水的关系。以(45°N-60°N,70。E-110°E)和(27.5°N-37.5°N,130°E-160°E)区域平均的300hPa全风速分别表征冬季EAPJ和EASJ的强度,将两支急流的强度变化分为四种情况:两支急流均强(SS);两支急流均弱(WW);EAPJ强、EASJ弱(SW); EAPJ弱、EASJ强(WS)。分析四种急流强度变化形态下不同时间尺度上中国境内冷空气活动强度、路径、持续时间以及源地和降水强度、落区的不同特征,得到以下主要结论:  (1)分析候平均急流强度变化发现,当EAPJ、EASJ均强(SS)时,冷空气从内蒙古中东部入侵,主要影响华北、东北和东部沿海地区,强度较弱,持续时间短,冷空气源地位于新地岛以东的洋面及陆地上,降水落区从华南南部向东南沿海移动,但主要位于华南地区,降水量较常年偏少;当EAPJ、EASJ均弱(WW)时,冷空气从新疆北部入侵,影响我国大部分地区,强度强,持续时间长,冷空气源地位于巴尔喀什湖西部,降水落区稳定于长江流域,降水量较常年明显偏多;当EAPJ强、EASJ弱(SW)时,冷空气从我国东北入侵,主要影响我国东北部,中国南部降温不明显,冷空气强度较强,持续时间短,冷空气源地位于中、西西伯利亚地带,降水落区从东南部向北移动,主要位于长江以南偏北地区,降水量较常年长江下游以北和中上游以南稍偏少;当EAPJ弱、EASJ强(WS)时,冷空气从内蒙古中部入侵,进而影响华北和我国东部地区,但冷空气强度较弱,冷空气源地位于贝加尔湖的西侧,降水落区位于长江以南地区,降水量以长江为界,北少南多。进一步分析急流强度四种变化形态下的环流特征发现,当EAPJ、EASJ均弱(WW)时,西伯利亚高压偏强,阿留申低压偏弱,东亚大槽槽后西北气流的北风分量大,槽线向西南-东北方向倾斜,中国东部的偏北风强,西南部出现很强的水汽辐合,50°N以北的300hPa经向风加强,而EAPJ弱,EASJ强(WS)时,尽管西伯利亚高压和阿留申低压偏强,东亚大槽偏深,但槽线沿南北方向,中国东部的偏北风偏弱,西南部的水汽辐合较强,但弱于两支急流均弱的情况,而另两种情况(SS和SW),西伯利亚高压较弱,东亚大槽槽后西北气流的北风分量小,中国东部的偏北风偏弱,西南部的水汽辐合相对较弱,50°N以北的300hPa经向风减弱。  (2)在月尺度上,当EAPJ、EASJ均强(SS)时,降温异常出现在东北北部,全国其他地方的温度偏高,华南及江淮地区降水偏少;当EAPJ、EASJ均弱(WW)时,新疆北部一直延伸到华南出现温度的负异常,其他地方温度偏高,长江以北和华南地区降水偏多,沿长江沿线的下游部分地区降水偏少;当EAPJ强、EASJ弱(SW)时,全国大部分地区温度异常升高,降水分布形势类似于两支急流均弱的情况;当EAPJ弱、EASJ强(WS)时,全国大范围出现温度的负异常,除中国东北部和南疆,长江以南的江淮和华南地区降水明显增多,而长江以北降水较常年稍偏少。滞后相关分析发现,当EAPJ、EASJ均强(SS)时,整个中国境内温度显著增温,而降水沿长江以南偏多;当EAPJ、EASJ均弱(WW)时,温度除西南部的负异常,新疆北部及东北部为显著的正异常,长江以南的沿西南-东北走向一带降水偏少;当EAPJ强、EASJ弱(SW)时,新疆北部和东北部小部分地区温度为负异常,沿105°E以东为正异常,东部沿海地区降水为正异常,而南部部分地区(广西、湖南、贵州)为负异常;当EAPJ强、EASJ弱(SW)时,华南沿海地带温度为显著的负异常,沿南疆至我国东北部出现正异常,降水在华南偏多。  此外,对2012-2013年冬季出现的SS型和WW型冷空气活动特征进行分析发现,两次不同类型的冷空气活动路径、强度、降水落区等与本文从气候态上分析所得结果一致。
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