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华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响.pdf

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资源描述

1、徐碧裕,简茂球.华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响J.热带气象学报,2023,39(4):581-592.文章编号:1004-4965(2023)04-0581-12华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响徐碧裕1,2,简茂球1(1.中山大学大气科学学院和季风与环境研究中心/南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)/广东省气候变化与自然灾害重点实验室,广东 珠海 519082;2.江门市气象局,广东 江门 529000)摘要:基于JRA55再分析资料、观测的降水量和海表温度等数据,利用统计诊断方法分析了华南冬季气候准静止锋的主要变异特征,并探讨了其与环流、海温及东亚气候的联

2、系。华南冬季气候准静止锋的主要变异模态表现为强度变异模态和经向位置变异模态,它们以年际变化为主。类东部型ENSO海温异常及热带中西印度洋海温异常对华南准静止锋强度的年际变异有显著影响;而类中部型ENSO海温异常型显著影响着华南气候准静止锋的南北位置。华南冬季准静止锋的强度变异对东亚副热带地区的降水、以及我国东部内陆地区的近地面气温有显著影响;华南冬季准静止锋南北位置变异则显著影响我国江淮流域降水、以及我国华南至东南沿海一带的近地面气温。华南冬季准静止锋的强度变异模态对东亚的降水和近地面气温的影响范围较位置变异模态都要大。关键词:气候准静止锋;年际变异;冬季;东亚气候;海温中图分类号:P462.

3、6文献标志码:ADoi:10.16032/j.issn.1004-4965.2023.051收稿日期:2022-06-15;修订日期:2023-06-28基金项目:国家自然科学基金项目(42088101、42175018);广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室(2020B1212060025);江门市青年科技人才托举工程项目(2022-2023)共同资助通讯作者:简茂球,男,广东省人,教授,主要从事季风动力学和区域气候研究。E-mail:第39卷 第4期2023年8月热 带 气 象 学 报JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGYVol.39,No.4Aug.,20231

4、 1 引引言言我国南方准静止锋,一般是指东亚冷空气爆发时,从青藏高原东侧南下的冷空气由于受地形阻挡,与偏南暖流和西南暖流相遇,而形成的昆明和华南两个准静止界面1。昆明准静止锋和华南准静止锋是冬季影响我国南方的重要天气系统2。早在1950年,Jong3的分析表明冬季除西藏和新疆以外,中国近五分之一的地域受到它们的影响。2008年 12月,中国南方有将近 20个省(区、市)遭受了严重冰冻雨雪灾害,导致1亿多人受灾,直接经济损失达五百四十多亿元4-7。2011年 12月,中国南方再次出现了严重低温雨雪冰冻灾害,造成中国南方7省(区、市)直接经济损失37.98亿元8-9。一些研究表明,昆明准静止锋和华

5、南准静止锋是造成上述两次极端低温雨雪灾害的重要系统2,7-14。许多学者在准静止锋的形成原因(地形作用和冷暖气团交绥)、锋面结构、准静止锋活动空间分布和时间规律等方面作了深入研究。华南准静止锋受南岭山脉的影响,是地面冷高压与副热带暖高压在华南对峙的结果;昆明准静止锋受青藏高原大地形的作用,是南支天气系统与西风带系统相互作用的结果15。在准静止锋锋生结构研究中,锋生函数水平辐合项和变形项对锋区结构变化有重要贡献16-20。不同的天气要素如北方冷空气、锋面坡度、西太平洋副热带高压西伸脊点对静止锋位置变化的影响存在差异21-23。索渺清等24对昆明准静止锋的发现和研究进展做了较系统的阐述,归纳出昆明

6、准静止锋概念模型。在气候变率研究上,张精华等25分析了近四十年冬季昆明准静止锋的变化特征,发现冬季昆明准静止锋过程次数和影响日数在El Nio年次年比当年要多,热 带 气 象 学 报第39卷而La Nia年则相反。最近,查书瑶等26利用12年逐日资料研究了准静止锋强事件的结构特征、环流分型及其与降水的关系,指出近12年强事件频次呈现明显的上升趋势。研究还表明,冬季华南准静止锋是一个稳定少动系统,并有明显的年际变化特征27。尽管许多学者已对准静止锋进行了深入研究,但多数是基于时间较短的天气过程个例进行分析。我国南方准静止锋在冬春季(114月)出现较频繁。目前利用较长年份的资料,以冬季平均的角度研

7、究冬季华南准静止锋(气候准静止锋)的时空变异特征及其机理,以及对我国东部冬季气候的影响还较少涉及。在气候尺度上,华南冬季准静止锋的年际和年代际变异特征如何?它们与冬季东亚地区的气候异常存在什么联系?影响冬季华南气候准静止锋变异的机理又是什么?这些问题尚不清楚。因此,本文将通过气候统计分析方法分析华南冬季气候准静止锋的主要变异模态,并探讨它们的变异机理及其与东亚气候的联系。2 2 资料和方法资料和方法本研究使用的资料包括:(1)日本气象厅提供的 30 年(19892018 年)冬季 JRA55(Japanese 55-year Reanalysis)再分析资料28,其中包括纬向风、经向风、p坐标

8、垂直速度、位势高度场、温度场、湿度场等,分辨率为1.25 1.25;(2)美国国家海洋大气管理局(NOAA)气候预测中心提供的CMAP(CPC Merged Analysis of Precipitation)月降水资料29,分辨率为2.5 2.5;(3)NOAA扩展重建逐月海表面温度资料ERSST(V5)30,空间分辨率为2 2。本文所使用的方法包括经验正交函数(EOF)分解法、相关分析、一元线性回归分析等常用统计方法和诊断分析方法,使用的检验方法主要为North检验31和t检验。本文所指的冬季指12月次年2月,例如1989年冬季指1989年12月1990年2月。3 3华南冬季气候准静止锋变

9、异特征华南冬季气候准静止锋变异特征及其对降水的影响及其对降水的影响3.1 华南冬季准静止锋的变异特征一般锋面附近的水汽及温度梯度较大,空气运动并非呈理想化的干绝热形态32。很多学者26,33-36使用假相当位温qse特征量来诊断锋面附近大气温湿特征。由于在气候态中,华南准静止锋主要呈东西向分布,所以本文采用查书瑶等26所用的方法,用 850 hPa 假相当位温的经向梯度(即sey)来表征华南准静止锋的强度。从30年冬季平均沿110 E的假相当位温及气温经向剖面图(图1a)可看出,在700 hPa以下,2127 N之间有明显的逆温层存在,且假相当位温等值线最密集,经向水平梯度较大,说明水汽和温度

10、随纬度的变化很大,是准静止锋的主要活动区域。另外,从水平分布看(图1b),假相当位温经向梯度负极值区位于华南北部地区,呈现西南-东北走向。在负极值区中心北侧,850 hPa上有鞍型场存在,假相当位温经向梯度大值区处于鞍型场西侧气旋性流场和南侧反气旋流场之间,向北有明显的气旋式辐合。假相当位温经向梯度分布与查书瑶等26的研究结果基本一致。图119892018年冬季平均沿110 E的假相当位温(实线,K)和气温(虚线,)剖面图(a,两条红色实线指示准静止锋锋区所在范围),850 hPa假相当位温经向梯度sey(填色,/(100 km)和风场分布(b)(a)(b)850700500200-0.8-1

11、.6-2.4-3.21 00015N 20N25N30N35N40N45N100E105E110E115E120E125E32N28N24N20NhPa582第4期徐碧裕等:华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响图2 850 hPa假相当位温经向梯度场EOF分解的前三个模态ac为第1、2和3模态的空间特征向量(填色,单位:/(100 km);等值线表示气候平均的假相当位温经向梯度极值区即锋区位置);df为第1、2和3模态的时间系数。(a)EOF1(b)PC1(c)EOF2(d)PC2(e)EOF3(f)PC332N28N24N20N32N28N24N20N32N28N24N20N10

12、5E110E115E120E105E110E115E120E105E110E115E120E1990 1995 2000 2005 2010 20151990 1995 2000 2005 2010 20151990 1995 2000 2005 2010 20153210-1-2-33210-1-2-30.60.50.40.30.20.10-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6为了揭示华南冬季气候准静止锋的主要变异模态,我们对850 hPa假相当位温经向梯度距平场进行EOF分解,得到的前三个模态的方差贡献率分别为38.4%、29.4%和10.8%,且前三个模态均通过了North显著

13、性检验31。第1模态的空间特征向量 EOF1如图 2a所示,南海北部和华南北部分别为正、负异常中心,其中华南北部的负中心区正好位于气候平均的假相当位温经向梯度负极值中心位置(图1b)。对应的时间系数PC1主要呈现年际变化特征(图 2d)。上述结果表明,第一模态是反映华南冬季准静止锋强度变化的一种主要变异型。第2模态的EOF2(图2b)显示出在西南地区-华中地区为负异常,而在我国华南大部以及南海北部表现为正异常(以时间系数为正例说明)。时间系数PC2以年际变化为主,兼有一定的年代际变化特征(图2e)。由于该模态的异常主要出现在华南准静止锋气候平均态强中心位置的南北两侧,反映了冬季气候准静止锋的南

14、、北位置的异常变化。而EOF3(图2c)在西南地区-华中地区为正异常,华南大部为负异常,南海北部为正异常,经向上表现出“+-+”的交替变化特征。该模态异常区主要出现在气候平均态中心位置的南北两侧以及南海北部,其中南海北部的异常中心较其北侧的正负异常区都要明显;对应的时间系数PC3以年代际下降变化趋势为主(线性下降趋势通过99%的信度检验),同时兼有年际变化(图2f)。综合特征向量及时间系数的特征,第3模态虽然反映了华南冬季准静止锋位置存在一定程度的年代际北退特征,但其主要变异中心在南海北部,可以认为该模态与华南冬季准静止锋的位置和强度的变异联系不明显,因此,在本文后面将不再讨论与第三模态相关的

15、内容。3210-1-2-3年份年份年份583热 带 气 象 学 报第39卷基于上述给出的华南准静止锋变异模态,引言部分提到的2008年12月及2011年12月中国南方遭受了严重冰冻雨雪灾害是与2007/2008年、2010/2011年冬季华南准静止锋的位置偏南有关,因为这两个冬季的PC2都为显著的负值。值得注意的是,2018/2019年冬季PC1和PC2均为各自时间系数的最大值,表明该冬季华南准静止锋在研究时段是最强的且位置偏北,范围也北扩,造成了在江南出现超长连阴雨天气37。3.2 准静止锋异常与大气环流及气候异常的联系下面将分析与上述华南冬季准静止锋两个主要变异模态相关的大气环流及气候异常

16、特征。3.2.1 强度变异模态从PC1回归850 hPa风场及700 hPa垂直速度场的结果(图3a)可知,在南海-菲律宾海一带存在异常反气旋环流,该反气旋环流西北侧的异常西南风北上,在我国南方上空转为气旋式环流并伴随有异常上升运动。中南半岛-南海上空对流层低层的异常偏南风输送暖湿空气(即异常暖平流)到华南上空,使得那里的假相当位温异常升高,而贵州至湖南一带上空出现由异常东北风导致的异常冷平流,进而使得假相当位温经向梯度增强,即华南冬季准静止锋变强(图3b、3f、4a)。在北大西洋上空高层沿大圆路径经欧亚大陆到东亚上空存在一明显遥相关波列,该波列与热带东太平洋-北美上空的类PNA遥相关型相连(

17、图3c),如果以图中粗虚线连接的九个位势高度正负中心的标准化高度距平构建波列指数(正中心减负中心),其与PC1的相关系数为0.76(通过99%信度检验),说明类PNA遥相关型及欧亚大陆上空的波列反映的环流异常与华南冬季准静止锋的强度变异是密切关联的。此外,在欧洲东部及东北亚存在海平面气压正异常中心,我国西北大部至中南半岛一带为异常低压区(图3d),后者与我国东部850 hPa上空的气旋式异常环流是相匹配的。中南半岛-南海上空的异常西南风有利于给我国南方地区带来充沛的水汽输送,以及在华南准静止锋附近形成较强的水汽辐合异常和异常上升运动,导致了东亚副热带区域的降水显著偏多(图3e、4b);而在我国

18、东部上空气旋性异常环流及上升运动的影响下,容易造成多云雨天气,并在异常冷平流的协同作用下,使得我国东部内陆地区的近地面气温偏冷,而中南半岛偏暖是由异常的西南风引起的暖平流所致(图3f)。另外,上述图3a和图3f给出的低层水平风场异常,实际上反映了华南准静止锋强度变异与东亚冬季风的变异是密切关联的。由于东亚冬季风的主要变异模态包括全区一致型、南部变异型和南北反相型38-39,为此我们计算了PC1与冬季850hPa层经向风的回归场(图5a)。经向风的显著正异常区在南海、华南及东南沿海,以及台湾岛东面西北太平洋上空,而负异常区位于西伯利亚及日本东、北部上空。另外,进一步计算PC1分别与同时期东亚冬季

19、850 hPa水平风场的前三EOF模态(分别是南部变异模态、一致变异模态和南北反相模态)的时间系数的相关系数,它们分别为0.47(通过 95%信度检验)、0.19 和 0.57(通过 95%信度检验)。上述事实表明,华南冬季准静止锋的强度变异与东亚冬季风的南部变异模态及南北反相变异模态密切相关,而且受位于南海-菲律宾海的南部系统影响尤为显著。上述结果是对应 PC1为正(即华南准静止锋偏强)的情形,对PC1为负(华南准静止锋偏弱)的情形,可从图3图5各物理量场乘以负号来理解。3.2.2 位置变异模态从PC2回归850 hPa风场及700 hPa垂直速度场的结果(图 6a)可知,在东亚上空具有偏南

20、风异常,即冷空气偏弱,并分别在东亚副热带地区和东北亚表现为气旋式和反气旋式异常环流。在东亚上空异常偏南风的影响下,华南上空出现的异常暖平流及我国东部上空出现的异常北送水汽通量(图7a,7b),使得东亚对流层低层假相当位温显著正异常,导致华南冬季准静止锋的位置较常年偏北,并在 30 N附近区域出现显著异常上升运动(图6b)及水汽通量的异常辐合(图7b),由此导致该地区降水偏多(图6e)。在欧亚大陆中东部上空高层出现显著的“负-正-负”经向遥相关型,高纬为绕极区大范围的负异常(图6c)。热带印度洋-南海及欧亚大陆的海平面气压场也呈现出南正北负的异常分布(图 6d),使得东亚冬季风偏弱。由于与第二模

21、态关联的南海北部及我国南方地区上空具有异常偏南风(图6a、6f),由此导致的异常暖平流(图7a)使得我国华南至东南沿海一带的近地面气温异常偏暖,但在降水显著偏多的地区温度异常不明显(图6f)。584第4期徐碧裕等:华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响图3标准化PC1与冬季变量的回归场a.850 hPa水平风场(流线,单位:m/s)、700 hPa垂直速度(等值线,单位:Pa/s);b.沿110 E垂直剖面的经圈环流(由经向速度(单位:m/s)和垂直速度(-50)Pa/s组成的矢量),及假相当位温(等值线,单位:K);c.300 hPa位势高度场(等值线,单位:gpm);d.海平面气

22、压(等值线,单位:Pa);e.冬季降水量(等值线,单位:mm);f.冬季平均近地面气温(等值线,单位:K)和925 hPa水平风场。填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)和黑色箭头分别表示各等值线变量和风场回归系数通过95%信度检验。(a)(b)(c)(d)(e)(f)60N40N20NEQ90E120E150E80N40NEQ80N40NEQ45N30N15N15N20N25N30N35N40N45N050E100E150E160W110W60W10W050E100E150E160W110W60W10W45N30N15N100E125E150E100E125E150E1 00085070050

23、02001 m/s1 m/shPa585热 带 气 象 学 报第39卷另外,与图3a明显不同,图6a显示的低层环流异常似乎表明华南准静止锋的南北位置变异与东亚冬季风的全区一致变异模态相关联。为此,我们计算了PC2与冬季850 hPa层经向风的回归场,如图5b所示,低层经向风在东亚低纬和中纬地区具有一致的显著同号异常,表明华南准静止锋的南北位置变异确实是与东亚冬季风的全区一致变异模态紧密关联,即东亚冬季风整体偏强(偏弱)会导致华南准静止锋位置偏南(偏北)。该结论也可由PC2与同时期东亚冬季850 hPa风场的第二EOF模态(即一致变异模态,图略)的时间系数的显著相关性(相关系数为0.32,通过9

24、5%的信度检验)得到进一步的验证。对PC2为负(华南准静止锋位置偏南)的情形,则可从图6和图7各物理量场乘以负号来理解。图4标准化PC1与冬季变量的回归场a.925 hPa温度平流(等值线,单位:10-5/s);b.整层积分水汽通量(矢量,单位:kg/(ms)及其散度(等值线,单位:10-5kg/(m2s)。黑色矢量表示整层水汽通量回归系数通过95%信度检验;填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)表示各等值线变量回归系数通过95%信度检验。图5冬季平均的850 hPa经向风v分别与标准化PC1(a)、PC2(b)的回归系数场(单位:m/s)填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)表示各等值线变量回归

25、系数通过95%信度检验区域。(b)(a)(b)(a)45N30N15N100E125E150E100E125E150E45N30N15N90E120E150E90E120E150E60N40N20NEQ60N40N20NEQ586第4期徐碧裕等:华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响图6同图3,但为标准化PC2与冬季变量的回归场图7同图4,但为标准化PC2与冬季变量的回归场(a)(c)(d)(e)(f)(a)(b)60N40N20NEQ80N40NEQ80N40NEQ45N30N15N050E100E150E160W110W60W10W050E100E150E160W110W60W1

26、0W20050070085090E120E150E45N30N15N100E125E150E100E125E150E1 m/s1 m/s45N30N15N100E125E150E100E125E150E201 00015N 20N 25N 30N 35N 40N45NhPa(b)45N30N15N587热 带 气 象 学 报第39卷4 4海温对华南准静止锋变异的影响海温对华南准静止锋变异的影响由于热带印度洋-太平洋海表温度(SST)异常对大气环流具有显著的影响,所以有必要分析SST对华南冬季准静止锋主要变异模态的影响。图8a为PC1回归冬季SST的系数场分布。当PC1为正时,热带印-太海温的异

27、常分布呈现类东部型El Nio:赤道中东太平洋和热带印度洋SST为正异常,而热带西太平洋为负异常。另外,由表1可知,PC1与 Nio 3区及热带印度洋海区的 SST相关系数分别为 0.35和 0.43,也进一步说明了华南冬季准静止锋强度变异与东部型ENSO存在显著的联系。上述热带印-太 SST异常影响华南冬季准静止锋强度变异的机理可解释如下。赤道西太平洋的冷异常以及赤道东太平洋的暖异常分布型可通过Matsuno-Gill型Rossby响应,在南海-西北太平洋激发异常反气旋40-42(图3a、8a)。赤道东太平洋暖海温异常可导致该区域上空出现异常的低层气流辐合、上升运动及高层辐散,并通过纬圈环流

28、在南海-菲律宾海上空出现高层辐合、下沉运动及低层辐散,形成低层的异常反气旋(图9a、9b)。与赤道东太平洋海温的作用类似,热带中西印度洋的暖海温异常也通过强迫异常纬圈环流而对南海-菲律宾海上空低层异常反气旋的形成起到协同影响作用。与此同时,热带西印度洋的暖海温可加热其上空对流层(图9c)。热带印度洋-海洋性大陆上空对流层厚度(温度)楔形正异常分布型,意示着热带西印度洋的暖海温激发的东传暖Kelvin波从热带印度洋东扩到西太平洋,并通过Ekman辐散机制(Mechanism of Kelvin-wave-induced Ekmandivergence,WIED 机制)43-45在中南半岛-南海-

29、菲律宾一带激发低层异常反气旋环流。因此,赤道图8PC1(a)和PC2(b)分别与冬季平均850 hPa风场(矢量,单位:m/s)和海表面温度SST(填色,单位:C)的回归场打点区表示海表面温度(SST)回归系数通过90%信度检验;黑色矢量箭头表示对应变量回归系数通过90%信度检验。表1PC1和PC2与冬季关键区SST的相关系数海区PC1PC2热带西太平洋(130150 E,10 S 10 N)-0.17-0.43*Nio3(15090 W,5 S5 N)0.35*0.19Nio4(160 E150 W,5 S5 N)0.200.41*热带印度洋(40100 E,10 S10 N)0.43*0.

30、16注:“*”表示通过90%信度检验;“*”表示通过95%信度检验。(a)(b)60N40N20NEQ20S40S60S050E100E150E160W110W60W10W050E100E150E160W110W60W10W2015105-5-10-15-2060N40N20NEQ20S40S60S1 m/s1 m/s588第4期徐碧裕等:华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响东太平洋和热带中西印度洋的暖海温异常共同强迫出南海-菲律宾上空的异常反气旋,该异常反气旋西北部的异常西南风引发的华南南部异常暖平流加强了华南上空温度经向梯度,进而使得华南准静止锋强度变强。图9标准化PC1与冬季

31、变量的回归场a.850 hPa辐散风(矢量,单位:m/s)、速度势函数(等值线,单位:105m2/s)和500 hPa垂直速度(填色,单位:Pa/s);b.200 hPa辐散风(矢量,单位:m/s)、速度势函数(等值线,单位:105m2/s)和200 hPa辐散场(填色);c.850200hPa厚度场(等值线,单位:gpm)。填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)、黑色矢量箭头表示对应变量回归系数通过95%信度检验。PC2与SST的回归场(图8b)表明,主要显著正异常区出现在赤道中太平洋,而菲律宾海和澳洲西面东南印度洋海域为负异常,热带印度洋为正异常,但振幅较弱。该 SST 异常分布与中部型EN

32、SO事件相似,其中PC2与Nio4区及热带西太平洋海温的相关系数分别达为0.41和-0.43,通过95%置信度检验,而与Nio3.4及Nio3区海温的相关不显著(表 1)。在赤道中太平洋暖海温异常的影响下,其上空出现低层辐合、上升和高层辐散环流异常(图10a、10b),并通过异常纬圈环流在菲律宾及附近上空高层辐合、下沉和低层辐散,其中菲律宾附近的异常下沉运动北扩到华南及其以东洋面上空,并通过异常经圈环流与江淮流域的异常上升运动联系起来(图10a、10c)。因此,在如图8b显示的菲律宾海冷海温异常及赤道中太平洋暖海温异常的类中部型El Nio海温异常场的影响下,通过Rossby波响应,在南海北部

33、、我国东南沿海及台湾邻近区域上空低层产生异常反气旋式环流(图6a、8b),且该异常反气旋的位置较东部型El Nio强迫出的南海-西北太平洋的异常反气旋(图8b)的(a)(b)(c)30N15NEQ15S30S30N15NEQ15S30S30N15NEQ15S30S50E75E100E125E150E175E160W135W110W50E75E100E125E150E175E160W135W110W50E75E100E125E150E175E160W135W110W0.5 m/s1 m/s589热 带 气 象 学 报第39卷位置偏北,而在我国长江流域附近及东北亚分别出现气旋式和反气旋式异常环流。

34、上述我国东部地区低层的异常偏南风给华南地区带来明显的异常暖平流(图6b、7a),使得华南的经向温度梯度减弱,进而使得华南准静止锋位置较常年偏北。当出现类中部型La Nia海温异常场时,则情况相反。5 5 总总结结本文分析了近30年冬季华南气候准静止锋的变异特征以及相关的环流异常特征,讨论了其对东亚降水及近地面气温异常的影响,并探讨了热带印-太海温影响华南气候准静止锋主要变异模态的机理,得到以下主要结论。(1)冬季华南气候准静止锋主要变异模态表现为强度变异和南北位置变异,这两个模态以年际变化为主。(2)偏强(偏弱)的华南冬季准静止锋可导致东亚副热带地区的降水偏多(偏少),并造成我国东部内陆地区的

35、近地面气温偏冷(偏暖),以及中南半岛偏暖(偏冷)。而华南冬季准静止锋位置偏南(偏北)可导致我国江淮流域降水的偏少(偏多),同时造成我国华南至东南沿海一带的近地面气温异常偏冷(偏暖)。华南冬季准静止锋的强度变异模态对东亚降水和近地面气温的影响范围较位置变异模态都要大。图10标准化PC2与冬季变量的回归场a.850 hPa辐散风(矢量,m/s)、速度势函数(等值线,单位:105m2/s)和500 hPa垂直速度(填色);b.200 hPa辐散风(矢量,单位:m/s)、速度势函数(等值线,单位:105m2/s)和200 hPa辐散场(填色);c.沿120 E的经圈环流(矢量)和p坐标垂直速度(等值线

36、,单位:10-2Pa/s)。ac填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)、ab黑色矢量箭头表示对应变量回归系数通过95%信度检验。(a)(b)(c)30N15NEQ15S30S50E75E100E125E150E175E160W135W110W50E75E100E125E150E175E160W135W110W30N15NEQ15S30S0.5 m/s1 m/s0.5800700600400350300250225200hPaEQ10N20N30N40N50N1 000900500450590第4期徐碧裕等:华南冬季准静止锋年际变异特征及其对东亚气候的影响参考文献:1 索渺清,丁一汇,鲁亚斌,等.

37、中国南方准静止锋对冬季大范围冻雨的影响J.气象学报,2018,76(4):525-538.2 陶祖钰,郑永光,张小玲.2008年初冰雪灾害和华南准静止锋J.气象学报,2008,66(5):850-854.3 JONG P C.The Kunming quasi-stationary frontJ.J Chinese Geophy Soc,1950(2):87-103.4 STONE R.Ecologists report huge storm losses in China s forestsJ.Science,2008,319(5 868):1 318-1 319.5 TAO Z Y,ZHE

38、NG Y G,ZHANG X L.The South China quasi-stationary front during the ice-snow disaster of January 2008J.Acta MeteorSinica,2010,24(4):521-526.6 ZHOU B Z,GU L H,DING Y H,et al.The great 2008 Chinese ice storm:Its socioeconomic-ecological impact and sustainability lessonslearnedJ.Bull Amer Meteor Soc,201

39、1,92(1):47-60.7 丁一汇,王遵娅,宋亚芳,等.中国南方2008年1月罕见低温雨雪冰冻灾害发生的原因及其与气候变暖的关系J.气象学报,2008,66(5):808-825.8 韦晨.2011年初广西异常低温冰冻灾害成因分析J.热带地理,2012,32(1):38-43.9 杜小玲,高守亭,彭芳.2011年初贵州持续低温雨雪冰冻天气成因研究J.大气科学,2014,38(1):61-72.10 杨贵名,毛冬艳,孔期.“低温雨雪冰冻”天气过程锋区特征分析J.气象学报,2009,67(4):652-665.11 赵思雄,孙建华.2008年初南方雨雪冰冻天气的环流场与多尺度特征J.气候与环境

40、研究,2008,13(4):351-367.12 李登文,乔琪,魏涛.2008年初我国南方冻雨雪天气环流及垂直结构分析J.高原气象,2009,28(5):1 140-1 148.13 晏红明,王灵,朱勇,等.2008初云南低温雨雪冰冻天气的气候成因分析J.高原气象,2009,28(4):870-879.14 黎惠金,李江南,肖辉,等.2008年初中国南方低温雨雪冰冻事件的等熵位涡分析J.高原气象,2010,29(5):1 196-1 207.15 潘菊芳.冬半年华南的准静止锋J.天气,1953(3):1-9.16 杜小玲,蓝伟.两次滇黔准静止锋锋区结构的对比分析J.高原气象,2010,29(5

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42、.一次低纬高原地区大到暴雪天气过程的诊断分析J.高原气象,2006,25(4):696-703.22 尤红,周泓,杨红,等.云南倒春寒天气过程的分析研究J.气象,2013,24(6):738-748.23 张精华,张万诚,郑建萌,等.1970-2009年冬季昆明准静止锋的变化特征及其影响分析J.高原气象,2016,35(5):1 298-1 306.24 索渺清,丁一汇.昆明准静止锋的发现和研究J.气象科技进展,2016,6(3):6-16.25 张精华.近四十年冬季昆明准静止锋的变化特征及成因探讨D.昆明:云南大学,2011.26 查书瑶,伊兰,赵平.冬季华南准静止锋的结构和类型特征研究J.

43、大气科学,2015,39(3):513-525.27 查书瑶.冬季华南准静止锋的变化特征及其与降水的关系D.北京:中国气象科学研究院,2014.28 EBITAA,KOBAYASHI S,OTAY,et al.The Japanese 55-year reanalysis“JRA-55”:an interim reportJ.SOLA,2011,7(1):149-152.29 XIE P,ARKIN P A.Global precipitation:A 17-year monthly analysis based on gauge observations,satellite estimate

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45、 orthogonal functionsJ.Mon Wea Rev,1982,110(7):699-706.32 段旭,张亚男,梁红丽.三种温湿参数下昆明准静止锋锋面位置及锋生函数诊断的对比分析J.大气科学,2018,42(2):301-310.(3)影响华南冬季气候准静止锋强度和位置变异模态的热带印-太海温异常型及中高纬遥相关型是有差别的。华南准静止锋强度的年际变异主要受东部型ENSO海温异常及热带中西印度洋海温异常的共同影响,并与类PNA遥相关及欧亚大陆上空“大圆”路径遥相关存在关联性;而类中部型ENSO海温异常型显著影响着华南气候准静止锋的南北位置。本文主要利用统计分析方法探讨了华南冬

46、季气候准静止锋的变异特征和环流异常特征,以及热带印-太海温的影响机理,部分结果仍有待今后数值模拟试验进行验证;另外,对于与华南冬季准静止锋异常相关的欧亚大陆上空的遥相关波列的产生,以及其他影响因子和机制也有待进一步的深入研究。591热 带 气 象 学 报第39卷33 顾震潮,陈雄山,许有丰.锋面假相当位温图和它对中国寒潮冷锋上界变化分析的应用J.气象学报,1958,29(1):44-56.34 高守亭,陶诗言.高空急流加速与低层锋生J.大气科学,1991(2):11-22.35 杜正静,丁治英,张书余.2001年1月滇黔准静止锋在演变过程中的结构及大气环流特征分析J.热带气象学报,2007,2

47、3(3):284-292.36 郭英莲,王继竹,李才媛,等.2008年冬季准静止锋与1998年夏季梅雨锋的异同J.暴雨灾害,2009,28(4):349-356.37 郭莉,刘伯奇,祝从文.2018/2019年冬季江南超长连阴雨天气特征及其成因J.科学通报,2019,64(33):3 498-3 509.38 WU B Y,ZHANG R H,DARRIGO R.Distinct modes of the East Asian winter monsoonJ.Mon Wea Rev,2006,134(8):2 165-2 179.39 简云韬,简茂球,杨崧.前、后冬的东亚冬季风的年际变异及其与

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