东北地区春季首场透雨的变化特征及其影响因子的研究

摘要

本文利用1958-2012年4-5月东北地区(39-55°N，118-135°E)101个站点逐日降水资料、1982-2010年西北地区96个常规气象站历年月平均地面感热观测资料以及多种再分析资料，采用经验正交函数分解、相关分析、合成分析等方法，研究了春播期首场透雨出现日期的时空变化特征及其与透雨量和播种期降水量间的关系、透雨出现早晚年大气环流场的差异、以及对同期青藏高原地面加热场强度、前冬西北地面感热场和西伯利亚高压强度的响应。并在文章后半部分对国家气候中心气候系统诊断预测室提供的74项环流指数进行统计，初步建立一个透雨日期的预测模型。
　　研究发现，透雨日期由东南向西北逐渐推进，透雨量由南向北逐渐减少。首场透雨出现时间越早的地方，透雨量越小、春播期总降水量越大。透雨偏早年，欧亚大陆呈现两脊一槽型，我国东北地区为大范围槽区覆盖，该地区有强烈的垂直上升运动，气流可从低层上升至200hPa以上的高度，整个东北被较强的水汽辐合带所覆盖，有利于降水的产生。透雨偏晚年，我国东北地区由高压脊控制，该地区上空为整层的下沉运动，整个东北表现为水汽辐散场，不利于降水的产生。东北地区春季首场透雨出现的早晚还与我国邻近海域(20°N～40°N，110°E～140°E)海温有关，若该海域前一年夏季海温偏高，则东北春季首场透雨出现时间偏早。反之，偏晚。
　　4月份青藏高原东部地面加热场强度与我国东北地区的透雨日期存在较为显著的负相关，即4月青藏高原东部地面加热场强度增强（减弱），有利于东北春季透雨日期提前（推迟）。其可能的影响机制为:青藏高原地面加热场强（弱）年，东北地区气温降低（升高），北方冷空气强度加强（减弱），有利于（不利于）冷空气堆积;同时中低层气旋（反气旋）性环流，有利于（不利于）东北地区上升气流增强;此外，来自日本海、黄海、东海和渤海的水汽输送充沛（减少）也有利于（不利于）降水的产生，透雨日期偏早（晚）。从预报角度而言，前期12月-1月西北地面感热强度偏强（弱），冬季西伯利亚高压强度偏强（弱），则有利于东北地区春季首场透雨出现时间偏早（晚）。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外相关研究进展

1．2．1 春季透雨的研究

1．2．2 春季降水影响因子的研究

1．3 问题的提出与论文安排

第二章 资料和方法

2．1 资料简介

2．2 方法介绍

2．2．1 线性趋势分析

2．2．2 相关分析

2．2．3 Morlet小波分析

2．2．4 经验正交函数(EOF)分解

2．2．5 合成分析

2．2．6 奇异值(SVD)分解

2．2．7 高斯滤波

2．2．8 交叉小波与小波相干

2．2．9 滑动相关

2．2．10 多元线性回归

第三章 东北地区春季首场透雨的气候特征

3．1 春季首场透雨特征

3．1．1 春季首场透雨的多年平均分布

3．1．2 春季首场透雨的线性变化趋势

3．1．3 春季首场透雨区域平均的变化特征

3．1．4 春季首场透雨日期的时空分布

3．1．5 春季无透雨状况统计

3．2 春季首场透雨日期与首场透雨量及春播期总降水量的关系

3．3 本章小结

第四章 东北地区春季首场透雨早晚年的环流背景

4．1 透雨日期典型年4月500hPa高度场

4．2 透雨日期典型年4月垂直环流场

4．3 透雨日期典型年4月水汽通量场

4．4 透雨日期与冬季西伯利亚高压强度的关系

4．5 透雨日期与前期多种环流指数的关系

4．6 本章小结

第五章 东北地区春季首场透雨早晚年对下垫面热力异常的响应

5．1 春季首场透雨日期对青藏高原地面加热场强度的响应

5．1．1 青藏高原月平均地面加热场强度的基本特征

5．1．2 春季首场透雨日期与青藏高原地面加热场强度的关系

5．1．3 青藏高原地面加热场对东亚高空急流的影响

5．1．4 4月青藏高原地面加热场强度对春季首场透雨早晚年产生影响的可能机制

5．2 春季首场透雨日期对西北地面感热强度的响应

5．3 春季首场透雨早晚年与海温场的关系

5．4 本章小结

第六章 结论

6．1 全文总结

6．2 创新点

6．3 研究展望

参考文献

作者简介

致谢