近55年洞庭湖流域夏季降水变化及其影响因素分析

摘要

论文根据洞庭湖流域96个气象站点1961～2015年夏季降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及Hadley中心全球海温资料，对近55a来洞庭湖流域夏季降水的变化特征以及影响因素进行了分析，并初步讨论了洞庭湖流域夏季降水与大气环流变化、全球表层海温异常之间的关系，结果表明: (1)洞庭湖流域近55a夏季降水呈现中部衡邵盆地及北部平原地区降水相对偏少，西北部雪峰山地区、澧水流域、西南部沅水流域及东南部丘陵地带的降水相对偏多的空间分布。流域夏季降水受地形因素影响较大，降水量显著偏多的站点或有较高的海拔或处于迎风坡，两者兼有的站点多年夏季平均降水量远高于流域平均夏季降水量。降水偏多的区域，降水的波动幅度也相对更大，即更容易发生旱涝灾害。 (2)近55a洞庭湖流域夏季降水具有显著的年际变化和年代际变化特征。整体上，流域夏季降水呈现不显著的增加趋势，存在一个降水相对偏少10年与一个降水相对偏多10年相邻的年代际周期变化。20世纪60年代至20世纪70年代，洞庭湖流域夏季降水总体相对平稳，而在20世纪80年代中期至90年代初期，流域夏季降水跃变增加，90年代初期至20世纪初的10年是近55a流域夏季降水最多的时段，而到21世纪00年代中期至10年代初期，流域夏季降水呈现波动减少的趋势。 (3)55a中洞庭湖流域典型夏季降水异常年份与同期西太平洋副热带高压活动、中高纬度500hPa大气环流活动存在紧密联系。当欧亚大陆上空的位势距平纬向上呈“+-+”，经向上呈“北低南高”分布时，冷空气势力偏弱，冷空气无法通过洞庭湖区域继续南下，而同期西太平洋副热带高压势力偏强，使得冷空气与来自西太平洋地区的暖湿气流在洞庭湖流域汇合，洞庭湖流域夏季降水偏多;而当欧亚大陆上空的位势距平纬向上呈“-+-”，经向上呈“北高南低”分布时，冷空气势力偏强，冷空气可以通过洞庭湖流域继续南下，而同期西太平洋副热带高压势力偏弱，自西太平洋的暖湿气流无法抵达洞庭湖流域，不利于洞庭湖流域形成冷暖气流交汇，使得洞庭湖流域夏季降水偏少。 (4)55a中洞庭湖流域典型夏季降水异常年份的同期水汽输送形势具有以下特征:在典型夏涝年，来自西南方向、南海、西太平洋和中高纬度的4支水汽输送在洞庭湖流域汇合，形成洞庭湖流域典型夏涝年的强烈水汽辐合;而在典型夏旱年，西南通道水汽输送强度相对偏弱，由于同期西太平洋副热带高压强度偏弱，源自西太平洋的水汽输送极大的减少，来自南海的水汽输送也相对减少，而来自中高纬度的水汽通道则消失，在流域形成强烈的水汽辐散。 (5)55a中洞庭湖流域典型夏季降水异常年份与北太平洋中纬度地区海温存在负相关关系。赤道中东太平洋地区前期12月至4月海温与洞庭湖流域夏季降水存在正相关关系，中国中纬至低纬沿海平均海温与洞庭湖流域夏季降水存在正相关关系。

目录

摘要

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究进展

1．3研究内容

2研究区概况

3资料与方法

3．1洞庭湖流域夏季降水资料

3．2 NCEP／NCAR月平均再分析资料

3．3 HadISST海温资料

3．4早涝等级划分

3．5水汽通量及水汽通量散度

3．6离散功率谱分析

3．7 Mann-Kendall非参数趋势检验法

3．8滑动t检验法

3．9克里金插值

3．10经验正交函数(EOF)分解

4近55a洞庭湖流域夏季降水的时空分布特征

4．1近55a洞庭湖流域夏季降水的空间分布

4．1．1洞庭湖流域夏季降水的空间分布

4．1．2洞庭湖流域夏季降水的EOF分解

4．2近55a来洞庭湖流域夏季降水的时间变化

4．3近55a来洞庭湖流域夏季降水变化趋势分析

5近55a来洞庭湖流域夏季降水影响因素分析

5．1洞庭湖流域夏季降水与500hPa大气环流场的关系

5．1．1典型夏涝年、夏旱年500hPa夏季的平均大气环流形势

5．1．2大气环流场对近55a来洞庭湖流域夏季降水可能的影响

5．2典型夏涝年、夏旱年水汽输送形势

5．3海温变化与近55a来洞庭湖流域夏季降水的关系

5．3．1典型夏涝年、夏早年前期与同期的全球海温空间分布

5．3．2洞庭湖流域夏季降水场与ENSO及PDO的关系

5．3．3洞庭湖流域夏季降水与关键海区的SVD分解

6．1结论

6．2展望

参考文献

附录

致谢

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