西南地区秋冬雾日年际与年代际变化的物理机制研究

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雾是一种严重的天气灾害。本文利用1958-2007年503个中国地面观测站点的雾日数资料,使用相关分析、合成分析等统计分析方法,通过分析全国秋冬雾日的时空特征,发现西南地区相比较于中国其他区域,在秋冬发生雾日频率较高,且存在显著的气候变率。该变率主要体现在年际和年代际两个尺度,且在不同尺度,雾日产生的气候条件存在显著的差异,同时在不同年代际背景下,西南地区年际雾日生成的气候条件也存在差异性。结论如下:(1)西南地区年代际尺度秋冬雾日与AMO、PDO存在显著相关,AMO与年代际雾日存在负相关,而PDO与其存在正相关。当AMO为负位相时,可以引起北风异常,有利于低层气温降低、比湿降低,且湿度降低速度快于气温降速,易引起低层大气的过饱和,而低层的气温降低速度大于中高层大气,有利于大气稳定,所以西南地区雾日增多。当PDO为正位相时,整层大气表现为北风,而对低层气温降低和比湿降低弱于负AMO的作用,但是可以有利于整层大气的稳定,所以也有利于西南雾日增加。而负AMO位相,正PDO位相状态叠加时,非常有利于西南雾日增加,对应时段为1972-1995年。(2)年际尺度方面,当华南降水异常增多时,在降水异常中心的北侧,从西南地区沿长江流域,都存在雾日增加的现象。当暖湿气流北上时,有利于西南地区低层出现增温和增湿的现象,而增湿速率快于增温速率,西南地区容易出现过饱和,降水异常中心北侧伴随出现异常下沉气流,所以西南地区雾日增加。当华南降水异常减少时,由于以上机制,西南地区雾日减少。特别是在AMO负位相、PDO正位相时,厄尔尼诺强度较强,多发EP ENSO,有更强的西南暖湿气流北上,使西南雾日展现出显著的年际尺度增多的现象。(3)对比西南雾日年代际与年际变化的物理机制发现,在年代际尺度上,当冷空气南下时,西南地区降温降湿,而温度降低更快,容易过饱和形成雾日,在年际尺度上,西南暖湿气流北上,西南地区增温增湿,而湿度增加更快,容易形成雾日。在两种时间尺度上,西南雾日多发的物理机制存在着显著的不同,而每年的雾日变化是由多种尺度叠加出的现象,本论文为理解西南雾日在不同尺度的气候变化提供基础,为未来的西南雾日的气候预测提供参考。
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