丝绸之路遥相关型对华东地区夏季强降水的影响研究

来源 :中国民用航空飞行学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhzj1015
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随着全球气候的日益恶化和不断增暖,世界各地频繁出现极端天气过程,对社会发展和生态环境造成严重的影响。其中,强降水的发生不仅会引起严重的洪涝灾害,还将威胁人类的生命财产安全并造成巨大的社会经济损失。而我国处于东亚季风区,极易发生夏季强降水过程,其发生受到多种关键天气系统的影响。其中,丝绸之路遥相关型(Silk Road teleconnection Pattern,SR型)作为欧亚大陆上空非常重要的模态,对东亚地区的天气产生关键影响。因此,本文拟从逐日尺度上SR型的角度出发,分析SR型影响下华东地区夏季降水的统计特征,探索其对华东地区夏季强降水的影响,并通过案例分析揭示SR型影响华东地区夏季强降水的关键环流因子,相关结论对于强降水影响华东地区民航飞行安全具有十分重要的参考价值。本文基于国家气象信息中心的中国气象数据服务网提供的“中国地面降水日值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)”逐日降水资料,NCEP/NCAR逐日再分析数据,以及欧洲中心(ECMWF)ERA5提供的逐日再分析资料,首先对1979-2015年夏季(6-8月)丝绸之路遥相关型典型正(负)事件进行定义,并计算逐日丝绸之路指数(SRI)和华东地区降水指数(IRAIN),基于指数进行典型SR型正、负事件的挑选,通过合成分析来揭示丝绸之路型和华东地区强降水之间的可能联系,明确丝绸之路遥相关型模态的分布型以及华东地区强降水时空分布特征。研究发现,典型SR型负事件期间,华东地区出现明显强降水过程,而SR型正事件期间华东地区并未出现强降水信号。其次,本文针对SR型正(负)事件期间位势高度场、低层风场和水汽通量、向外长波辐射和波作用通量等进行合成分析,进一步剖析SR型的可能成因及其对华东地区强降水的影响过程。结果表明,在SR型正事件发生期间,华东地区上空水汽条件相对较弱,孟加拉湾带来的西南暖湿水汽集中在我国西南和东南沿海,且中高纬度地区等高线较为平直,使得中高纬度干冷空气无法南下至华东地区与西南暖湿气流汇合,不利于降水的发生,因此华东地区未出现明显降水信号。SR型负事件发生期间,欧亚大陆上游黑海地区一带对流活动异常偏强,激发高层沿着西风急流的波作用通量,并在我国华东地区存在显著的波能量的汇合,促使东亚中纬度地区出现低压槽。同时,对流层中层的“槽、脊、槽”的大尺度环流背景也有利于波活动向下游频散能量。在对流层低层,伴随着索马里越赤道气流的作用,将大量水汽从印度洋经阿拉伯海、孟加拉湾和我国南海输送至华东地区。同时,西太平洋副热带高压(Western Pacific Subtropical High,WPSH)的脊线西伸至120°E以西地区,其南侧的东南气流亦能将一部分太平洋上空的水汽带至华东地区,且东亚中纬度地区有显著低压槽的存在,而南亚高压(South Asia High,SAH)东伸至120°E以东,其东北侧的偏北气流加深中纬低压槽,维持高层辐散的持续发展的同时,促使中高纬度干冷空气南下至华东地区,与西南暖湿水汽在此相遇,有利于华东地区出现明显强降水过程。本文最后通过典型SR型正、负事件案例,以及典型SR型“干”、“湿”事件对比分析发现,典型正事件与负事件中的“干”事件类似,由于受到中高层环流影响,低层强度较弱的水汽加之中高纬度干冷空气并未南下,使华东地区不满足产生强降水的条件。典型负事件中“湿”事件的情况则与之相反,由于受到高层SAN控制,华东地区上空存在较强的辐散,低层风场促使印度洋和太平洋的暖湿水汽输送至华东地区,与中高纬度南下干冷空气汇合,华东地区满足能够产生降水的机制,使得华东地区出现明显的强降水过程。
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