华北夏季旱涝与高空极端温度的统计关联

摘要

极端事件具有破坏性强，可预测性差等特点，极端气候事件的研究是气候变化科学的一个热门课题。在全球变暖背景下，我国极端天气气候事件呈现破坏性大、突发性强、难以预测等特点。降水和温度是气候变化的重要组成部分，而降水的极端事件—旱涝与极端高低温事件，由于其造成的危害非常严重，一直是科学家们关注的焦点。本文基于统计物理学对上述两个方面极端气候事件进行研究。
　　 首先利用1948-2011年NCEP/NCAR逐月再分析海平面气压场资料计算了北太平洋涛动指数(NPOI)，通过研究NPOI与华北地区夏季（6-8月平均）帕默尔干旱指数(PDSI)的联系，发现5月NPO与华北夏季旱涝有较好的正相关关系。NPOI正（负）位相异常年，PDSI偏大（小），华北地区夏季偏涝（旱）。可能的环流机制分析表明:NPOI正（负）位相异常年，低层850hPa风矢量距平场上乌拉尔山、贝加尔湖及西太平洋附近地区分别为反气旋（气旋）、气旋（反气旋）、反气旋（气旋）距平环流，共同加强了低层西南暖湿气流在华北地区的辐合（辐散）;欧亚500hPa位势高度距平场上分别呈现‘+-+’（‘-+-’）波列分布，西太副高强度偏强（弱），位置偏西（东）偏北（南），冷暖气流活动使得华北多（少）雨。前冬太平洋海温异常对5月份NPO有强迫作用，继而影响华北地区夏季旱涝。
　　 地面极端温度事件研究较多，但是高空极端温度研究较少，对此，本文利用中国137个测站的逐日探空温度资料，对我国东部地区1971-2009年高空8个等压面层的极端温度事件—高、低温日数进行了初步统计分析。结果表明:
　　 (1)几乎整个对流层的变化规律性冬季比夏季强，相较其他层次，对流层顶层150hPa和平流层底层100hPa的统计规律性较独立。
　　 (2)对流层850hPa-200hPa高低温日数的季节变化特征与地面类似，150hPa100hPa则与其相反.冬季低温日数，在对流层底850hPa最多，平流层底100hPa最少;夏季高温日数最多层次为700hPa，底层850hPa、和中层400hPa及300hPa次之，平流层底100hPa最少。
　　 (3)冬季低温日数空间分布情况，在低层850hPa、700hPa和上层200hPa与地面类似，大值区域主要分布在华北和东北地区，长江以南为小值区域，中层500hPa、400hPa和300hPa呈现南多北少分布特征，江淮和长江以南偏多，东北偏少，150hPa和100hPa普遍偏少;而夏季高温日数，对流层中下层850hPa、700hPa和500hPa从北向南均为少-多-少的空间分布，150hPa和100hPa与低温日数类似，高温日数普遍偏少。
　　 (4)长期趋势分析表明:冬季低温日数和夏季高温日数均是在下层变暖，上层变冷。
　　 (5)相关性分析显示，夏季高温日数在各层次间的相关性比冬季低温日数强，150hPa和100hPa与其余等压面层间的相关性均较差，冬季低温日数的显著相关一般只在相邻层次间，低温日数在低层850hPa和700hPa、中上层500hPa、400hPa、300hPa及200hPa、150hPa和100hPa均为显著正相关，而高温日数在850hPa-200hPa之间均为显著正相关。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 华北地区夏季旱涝的研究现状

1．2．2 高空温度要素研究现状

1．3 科学问题的提出

1．4 本文的主要研究内容

参考文献

第二章 资料与方法

2．1 资料

2．2 方法

2．2．1 相关分析

2．2．2 合成分析和统计检验

2．2．3 趋势系数与变化率

2．2．4 合成风场统计检验

参考文献

第三章 5月北太平洋涛动与华北夏季旱涝关系研究

3．1 引言

3．2 资料和方法

3．3 5月NPOI与华北地区夏季PDSI关系分析

3．4 强弱涛动年夏季大气环流异常特征

3．4．1 850hPa风矢量距平场

3．4．2 中高纬度大尺度环流特征

3．4．3 北太平洋涛动异常与西太平洋副高关系

3．4．4 整层水汽输送特征

3．5 前冬太平洋海温异常强迫作用

3．6 本章小结

参考文献

第四章 中国东部近40年高空高低温日数时空分布分析

4．1 引言

4．2 资料和方法

4．2．1 资料质量控制

4．2．2 无缺测处理

4．2．3 高低温日数标准确定

4．3 中国东部地区高低温日数变化特征

4．3．1 中国东部区域平均高低温日数季节变化特征

4．3．2 中国东部各站点高、低温日数空间分布特征

4．3．3．高低温日数随高度层垂直演变特征

4．3．4．年代际变化特征

4．3．5．中国东部高、低温日数长期变化趋势

4．4 各等压面层高、低温日数相关性分析

4．5．环流形式分析

4．6．小结与结论

参考文献

第五章 总结与展望

论文发表情况

致谢

声明