關于江淮梅雨的確定、環(huán)流特征及其預測的應用研究.pdf

1、江淮流域梅雨是東亞副熱帶季風及其雨帶自南向北季節(jié)推進的一個典型階段。江淮梅雨開始日期的確定，其降水型和環(huán)流特征以及發(fā)生在雨帶上的暴雨的可能機制一直是人們關注的熱點問題。本文利用NCEP/NCAR再分析資料、OLR、OISST資料以及中國160站和江淮流域114站逐日降水等資料，選用相關分析、EOF、SVD和小波分析等統(tǒng)計方法，通過合成分析、動力和天氣學診斷，對上述與梅雨相關的科學問題進行了較為系統(tǒng)深入的應用性研究。取得的主要成果有：

2、 (1)提出在確定梅雨建立/結束日期的問題上，應區(qū)分江淮流域整體入出梅(梅雨季節(jié)開始/結束日期)和局部入出梅(梅雨天氣開始/結束日期)兩個不同的概念，前者主要表現(xiàn)為大氣環(huán)流的轉變和雨帶的建立，后者則主要表現(xiàn)為局地氣象要素(主要是降水)的突變。局部或單站入梅日可在整體入梅后由局部或單站降水的開始日來確定。整體和局部出梅日可用類似方法確定。 (2)指出西太副高的兩次北跳對于梅雨季節(jié)的開始和結束起著關鍵的作用。本文提出用副高脊線的

3、南北位置結合700hPa相對濕度作為確定梅雨季節(jié)開始/結束日期的指標。用該指標確定的梅雨季節(jié)開始/結束日期與局部(單站)梅雨開始/結束日期有很高的相關，且比僅考慮環(huán)流季節(jié)性調整的方案好。 (3)梅雨季節(jié)開始日(入梅日)的年際變化較大，且與梅季雨量的多寡有較好的對應關系。一般來說，梅季開始早年，同期南亞高壓位置偏北，強度偏強，東亞及西亞地區(qū)的西風急流偏弱北縮，東亞大槽較弱；從中南半島到菲律賓以東的暖池區(qū)以及赤道中東太平洋地區(qū)對流活

4、躍，南海ITCZ偏強；印度季風低壓偏強，印度季風爆發(fā)偏早；高原附近出現(xiàn)正熱力異常，海陸熱力梯度偏強。上述形勢有利于副高第1次北抬偏早，因而有利于梅雨開始偏早，梅季開始偏晚年情況相反。 (4)指出江淮流域梅雨期降水有四種不同的降水型，即全區(qū)一致旱、澇型和南旱北澇、南澇北旱型。它們分別對應著江淮流域降水的兩個模態(tài)。全區(qū)一致旱、澇型，它們對應的500hPa高度異常幾乎相反；澇年西太副高偏強，面積偏大，西伸脊點偏西，早年則相反。南澇北旱

5、和南旱北澇降水型，其中高緯環(huán)流形勢無明顯差異，主要特點是，前者副高偏南，后者副高偏北。進一步的分析表明，四種降水型有不同的前期(冬、春)環(huán)流異常和海氣異常信號。這一結果對于梅雨期降水型的預測有新的啟發(fā)。 (5)本文定義了一個東北冷渦強度指數(shù)(NECVI)，該指數(shù)能較好地反映東北冷渦的氣候效應。結果表明，6-7月東北冷渦指數(shù)和長江中下游梅雨有顯著的正相關。當東北冷渦偏強時，梅雨偏多；當東北冷渦偏弱時，梅雨偏少。而梅汛期東北冷渦指數(shù)

6、和前期西太平洋暖池地區(qū)海溫又呈顯著正相關，這就為梅雨的預測提供了前期征兆。 (6)低頻環(huán)流場是有利于產(chǎn)生降水的大尺度環(huán)流形勢場。小波分析表明2007年夏季淮河降水低頻振蕩的主要周期為10-25天。江淮梅雨開始日以及淮河流域較強的降水均出現(xiàn)在低頻周期的正位相階段，而在低頻周期正位相結束后梅雨天氣也隨之結束，同時在低頻降水的負位相階段淮河流域降水量明顯減少?；春咏邓皖l周期的峰谷位相環(huán)流存在顯著差異。在低頻周期的峰(谷)值位相，對流

7、層低層，我國東南沿海地區(qū)存在的低頻反氣旋(氣旋)使得副熱帶高壓增強(減弱)，有利于(不利于)水汽向淮河流域輸送，而在對流層高層中緯度地區(qū)的低頻反氣旋(氣旋)也使南亞高壓偏東(西)，脊線偏北(南)，對應在淮河流域的整個對流層垂直方向上有低頻的上升(下沉)運動。此外，高緯度地區(qū)存在大片正(負)低頻等熵面位渦區(qū)，冷空氣的低頻活動顯著偏強(弱)，南下侵入到我國淮河流域的冷空氣較多(少)，形成有(不)利于淮河流域強降水的環(huán)流場。 (7)2

8、007年7月7日到9日長江下游地特大暴雨個例分析表明，這次特大暴雨由梅雨鋒上的中尺度對流系統(tǒng)造成。靜止鋒上存在的中-β尺度的低壓中心東移，呈現(xiàn)重力慣性波特征，波列的低谷帶分別對應當?shù)禺敃r的強降水。暴雨過程中水汽的快速集中主要是通過水汽通量散度中的風場散度項聚集水汽后向對流層的中上層輸送，以維持對流云團的發(fā)展和暴雨的產(chǎn)生，而風場散度項主要是由局地風場決定的，表明局地風場的輻合在水汽快速集中起主要作用。 (8)本文在綜合前人梅雨研究