赤道MJO影响广东降水的物理过程分析

摘要

利用1979-2008年共30年广东省86个测站地面观测逐日降水资料和NCEP-DOE第二套分析资料的大气多要素日平均资料,分析热带大气沿赤道东传的季节内振荡(MJO)对广东降水的影响的物理过程。结果表明:6月MJO活动对广东降水的调制作用与前汛期(4-6月)期间其它月份不同,对6月全省降水正(负)异常有指示意义的是强MJO事件的第3(第６)位相。当赤道MJO处于第3位相时,西太平洋副热带高压明显加强西伸,来源于西太平洋地区的水汽随副高边缘向广东输送明显加强,广东水汽通量明显增加,从而导致广东降水加强。第６位相情况基本相反。强MJO第3位相造成西太平洋副热带高压偏强偏西的物理机制与大气对东印度洋非对称热源的响应有关。根据Gill(1980)的研究结果表明,当赤道地区存在一个热源时,则大气将对热源产生异常响应:在热源的西侧,由于Rossby波响应,赤道南北出现一对气旋性环流;而在热源东侧,则由于Kelvin波响应,赤道附近出现东风异常。MJO第3位相,强对流处于印度洋东部至海洋大陆,由于对流潜热释放,相当于该地区大气有一热源。苏门答腊至西太平洋赤道地区为明显东风异常,这是由大气产生Kelvin波响应造成。大气垂直方向涡度表达式包含两项:第一项是水平经向风的纬向梯度(Δv/Δx),第二项是水平纬向风的经向梯度负值(-Δu/Δy).在赤道西太平洋存在明显东风异常的情况下,西北太平洋地区纬向风随经向增加(Δu/Δy大于0),即涡度第二项(-Δu/Δy)为负变化,而涡度第一项没有明显变化,因此西北太平洋地区形成负涡度异常变化,从而导致西北太平洋副热带反气旋性高压加强西伸。可见,赤道MJO活动与西太平洋副热带高压之间的联系包含了热带大气热力和动力相互作用过程:赤道MJO活动伴随着热源变化,赤道热源变化引起赤道纬向风异常,赤道纬向风异常使赤道外地区(西北太平洋)涡度异常,涡度异常造成了副热带高压的异常。