长江中下游地区旱涝异常的水汽输送结构特征及其变化趋势

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作者简介

广西南宁人博士

长江中下游地区旱涝异常的水汽输送结构特征及其变化趋势

施小英徐祥德浩秦大庸

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室

北京

中国科学院研究生院

北京中国水利水电科学研究院水资源研究所北京摘要

本文采用箱格网整层水汽净收支及其边界流定量综合分析技术方案分析了长江中下游旱涝过程中低纬间

发现了中低纬西太平洋

且该区

对东

亚夏季风在中低纬关键区箱格网整层水汽输送收支距平状况的分析发现长江中下游涝年夏季中低纬间呈反气

旋式而旱年呈气旋式时水汽输送相关链副高变化显著区

矢亦描述了上述长江中下游洪涝异常中低纬区间水汽输送反气旋式相关链研究还表明年代东亚夏季风减弱背景下中低纬间反气旋式水汽输送相关链其与中国东部夏季降水年代

关键词旱洪涝

但长江流域夏季洪水发生频率

严重的洪涝灾害多是由东亚夏季风活动异常造成的

张庆云等

发现黄荣辉等年东亚

王东兴等

王会军

吴国雄等

进

陶诗言等强夏季风年

弱季风年副热带高压表现为从太平洋中部

陶诗言等

吴国雄等

中纬度地区

呈反向偶极型中纬则呈

显然偶极型

常灾害形成的重要环流因素之一本文将寻找上述副高南北摆

动构成的副高变化显著区并重点考虑长江中下游旱涝异常过程自低纬海洋向中纬水汽输送通道异常

箱格式

资料和方法

本文采用年月再分析资料全球

区高原南侧

区区

区东海地区区孟加拉湾地区

区中南半岛区

区低纬西太平洋地区

从而探讨有利中国东部夏季旱涝预

图中低纬间整层水汽收支箱格网结构示意

的计算方法如下

式中为纬向风

各区域边界水汽输送的计算方法为

本文试图寻找与长江中下游旱涝密切相关的中低纬间水汽

并求取长江中下游涝年与旱年夏季

高度差值场

由图高度差值场特征显著在中低纬西太平洋南海地区

呈东西向带状分布的正偏差高值区中纬中国东部与日本海地区则呈东西向负偏差高值区两者亦呈南北向偶极型

进一步求取图中长江中下游涝年与旱年

序列

由图区高度与海陆热力差异指数呈明显反位

相变化特征的信度检验而与长江中下游夏季降水呈显著同

位相变化特征且两条曲线年际变化趋势相似均呈显著上升趋势其相关系数达的

因此本文将图

夏季副高变化显著区高度与夏季标准化的海陆热力差异指数长江中下游地区夏季降水量的年际变化

为了进一步探讨副高变化显著区夏季高度年际变化与东亚季风水汽输送的关系图给出

区夏季高度距平年际变化序列与东亚夏季水汽输送通量分量

可见在

而图中上述

长江中下游流域南北两侧反向偶极型水汽流相关矢量场分布类似于吴国雄等

输送驱动

高度距平序列与东亚地区夏季水汽输送纬向分量年际变

由图

即中纬青藏高原东南长江中下游东海地区为正相关显著带状区域而低纬西太平洋南海地区

区

藏高原长江中下游东海地区偏西水汽流强低纬区域西太平洋南海中南半岛孟加拉湾

副高变化显著区高度距平与

东亚夏季风异常与中低纬间水汽输送结构特征

张庆云等

强年

孙秀荣等年间所发生的次严重洪涝年

有

有

其相关系数高达

图

对比图可发现长江流域东海

各箱格低纬西太平洋南海

半岛孟加拉湾箱格且在青藏高

上述箱格间整层水汽流合成距平矢量

由图

上结论揭示了弱季风年中低纬间整层水汽收支箱格间侧边界

水汽输送合成路径为低纬西太平洋南海孟加拉湾青藏高原南侧长江中下游东海水气流

气旋式相关链

海长江中下游青藏高原南侧孟加拉湾南海低纬西太平洋水气流气旋相关链

陶诗言等

东亚夏季风弱强年夏季中低纬间整层水汽收支距平

深色阴影代表

季风变化与水汽输送年际变化趋势

年以后

部和中西太平洋最近的研究也表明世纪中期以来

许多环流指数和东亚夏季风出现了突变或明显减弱一次发生在

在年代中期

高度距平年际变

化序列与图

纬向水汽输送分量序列分别作年滑动平均处理由图可发现

图分量呈

降后升年代后中纬偏西水汽输送呈增强趋

分量呈升后降即年代后

年代中低纬间夏季

年代较年代长江中下游及以南地区的中纬地区呈偏西水汽

上述分析结论表明中低纬间季

年代较年代长江中下游及其以南地区夏季降水

分量的年际变化

序列

图

南海副高变化显著区高度呈增强趋势及东亚夏季风变弱的背景下反气旋

中低纬间水汽输送相关链的综合模型

中低纬西太平洋南海副高变化显著区高度及位置的变化引起东亚夏季风环流的变化通过关键区箱格网水汽收支

两者构成了如图

图长江中下游涝年副高异变化显著区环流结构及箱格网中低纬间水汽通量距平场相关链

比如水文方面的日海地新关系动力水文学长期预报原理方法

结论

发现了中低纬西太平洋南海区域

高度正偏差显著区该区

年夏季中低纬间箱格网

水汽输送相关链相关链

参考文献

陶诗言李吉顺王昂生

张庆云陶诗言张顺利

黄荣辉周连童

王东兴陶诗言北半球夏季

王会军国家自然科学基金委员会编

京

吴国雄丑纪范刘屹岷等

陶诗言张庆云张顺利

陶诗言朱文妹赵卫

徐祥德陶诗言王继志等青藏高原季风水汽输送

王秀荣等长江流域梅雨带水汽输送源汇结构

丁一汇

何金海