东亚季风区冬季经向风的季节内变化及其可能机理

摘要

本文利用1979-2013年ERA-interim再分析数据，系统地分析了东亚季风区冬季经向风的季节内变化及其年际差异。研究结果发现:东亚季风区冬季经向风异常在我国华南一带变化显著，振荡周期为10-20天，即准双周振荡。在准双周尺度上850hPa异常北风主要呈现从高纬向低纬传播的特点，60°N附近异常经向风向东南传播，副热带30°N附近弱的异常经向风向东传播，在华南汇合。我国华南一带存在基本气流向准双周尺度波动能量的转换，因此异常经向风在华南显著增强。我国东部上空300hPa存在经向风准双周振荡的两个大值中心，副热带地区波动比850hPa更为明显，两支中心在我国东部地区合并，波动的辐合导致波动能量的增强。 华南关键区内经向风存在明显的年际振荡，经向风季节内振荡发生次数近34年以来呈增强趋势，冬季经向风准双周振荡产生年际差异的原因主要有:经向风典型振荡强年主要的周期变化在10-20天异常显著，而在典型振荡弱年则存在两个周期，分别为30-60天和10-20天;华南地区在典型振荡强年中存在显著的能量转换中心，为基本气流向准双周风场提供能量;强年经向风场与印度洋和黑潮延伸区这两部分的海温呈现显著的正相关。海温的异常增暖导致高空受高压影响，500hPa环流场中华南一带位于异常低压槽与异常高压脊之间，此时在平均风场上为异常偏北风，在这样的引导气流下，有利于引导更多的反气旋更容易南下到达我国的华南地区。 冬季经向风的季节内变化对极端雨雪事件产生时段内有显著影响，前期，我国南方主要受由异常南风转为异常北风的10-20天振荡的经向风影响，以剧烈的降温天气为主;后期主要受经向风30-60天和10-20天振荡的共同作用，30°N以北的30-60天异常北风逐渐南移并逐步控制我国南方大部分地区，异常南风在30°N以南维持，有利于水汽持续向我国南方输送，并且产生较强降水。经向风的10-20天振荡处于异常南风向异常北风的转换期，冷暖空气交汇亦对降水事件产生影响。二者正位相叠加，共同为华南极端降水事件产生的区域提供了有利的低频环流条件，造成华南极端雨雪天气的发生。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究目的及意义

1．2国内外研究进展

1．2．1大气季节内变化的研究进展

1．2．2东亚季风区天气／气候系统的季节内变化的研究进展

1．2．3大气季节内变化的年际差异

1．2．4大气季节内变化对极端天气的影响

1．3科学问题及研究内容

1．3．1研究问题

1．3．2本文内容和章节安排

1．4本文创新点

第二章资料与方法

2．1研究资料

2．2研究方法

2．2．1功率谱分析

2．2．2 Butterworth滤波

2．2．3合成分析

2．2．4相关分析及其显著性检验

2．2．5波动能量转换方程

2．2．6二维波作用通量方程

第三章东亚季风区冬季经向风季节内变化的演变特征及其机理

3．1冬季经向风异常的时空分布特征

3．2冬季经向风准双周振荡的传播

3．3冬季东亚季风区上层经向风的季节内振荡特征

3．4结论

第四章东亚季风区冬季经向风季节内变化的年际差异及其机理

4．1冬季经向风典型振荡强弱年份的选取

4．2冬季经向风季节内振荡年际变化的特征

4．3冬季经向风年际变化的时空分布差异

4．4典型强弱年份对应的背景场

4．5结论

第五章2007／2008年极端雨雪天气个例分析

5．1我国南方极端降水的时空分布

5．2我国南方极端天气过程中经向风的低频振荡及其传播

5．3结论

第六章全文总结与讨论

参考文献

作者在读期间科研成果简介

致谢