热带印度洋-西太平洋大气水分循环的变化特征及其对中国东部夏季降水的影响

发布时间：2020-05-15 23:19

【摘要】：利用1958-2015年NCEP/NCAR发布的大气环流再分析资料,以及国家气候中心160个基准站的气温、降水等资料,从水汽输送和水汽源汇两个方面分析了热带印度洋-西太平洋地区(600-140°E,10°S-300N)的大气水分循环的变化特征,及其对中国东部夏季降水的影响。首先,采用多元经验正交函数分解(MV-EOF)的方法,识别出全球显著增暖1980年代以来热带印度洋-西太平洋地区夏季异常水汽输送的两个主模态,发现第一模态(EOF1)表现为异常水汽沿反气旋从热带西太平洋经过南海及孟加拉湾输送到中国东部上空,异常水汽在长江中下游地区上空辐合并伴随显著上升运动,有利于长江中下游降水偏多;第二模态(EOF2)表现为异常水汽从热带印度洋沿阿拉伯海、印度半岛、中南半岛等呈反气旋式输送,华南上空相应出现气旋式水汽输送异常,并对应异常水汽辐合和显著上升运动,有利于华南降水偏多。其次,进一步对比异常水汽输送的两个主模态在全球显著增暖前后的差异,发现两个主模态均在1980年代中期发生显著的变化。其中EOF1对应的西北太平洋反气旋式水汽输送分布型的位置在1980年代中期以来显著南移,1980年代中期之前反气旋位置偏北,异常水汽是从副热带西太平洋输送到中国东部上空,而之后表现为异常水汽主要源于热带西太平洋。EOF2表现为1980年代中期以来热带印度洋上空水汽输送对东亚的影响显著增强,1980年代中期之前热带印度洋上空水汽输送量级较小,之后表现为异常水汽可以从热带印度洋输送到华南上空,并显著影响华南降水。就可能的外部成因而言,异常水汽输送的两个主模态的显著变化均与外强迫海温影响的增强有关。相比而言,1980年代中期之前,EOF1、EOF2与热带海温联系均不紧密。1980年代中期之后,受前冬ENSO事件衰减位相的显著调控作用,PC1正异常时同期热带北印度洋、海洋大陆地区显著偏暖,对应西太平洋副热带高压显著偏强,导致西北太平洋反气旋式水汽输送分布型的位置偏南;EOF2中热带印度洋上空水汽输送异常在1980年代中期以来的增强则与同期热带印度洋偶极子(TIOD)年际变率的显著增大有关。在探究夏季热带印度洋-西太平洋上空异常水汽输送变化的基础上,接着分析了异常水汽源汇主模态的时空分布特征,发现该区域异常水汽源汇的EOF1主要包含三个关键区:孟加拉湾、海洋性大陆地区和西北太平洋;其中孟加拉湾和海洋性大陆地区是异常水汽源(汇)时西北太平洋是异常水汽汇(源)。孟加拉湾上空的水汽源汇异常主要受到同期TIOD的影响,西北太平洋地区则主要受到ENSO发展位相的调控作用,而海洋性大陆地区的水汽源汇异常则由受到二者的共同作用。
【图文】：

流线图,水汽通量,单位,水汽

季降水的影响逡逑３．邋１热带印度洋－西太平洋夏季平均水汽输送路径和时空变化特征逡逑图３．１是东亚地区夏季平均水汽通量分布的流线图，从图中可以看出，影响我国的水逡逑汽路径主要包含四条：第一条是由印度洋经过孟加拉湾沿西南方向到达我国南部，且从量逡逑级上来看此条水汽路径最大，也就是输送到我国的水汽最多；第二条是由南海输送到我国逡逑东南地区，从量级上来看仅次于孟加拉湾水汽路径；再次之的是由热带西太平洋经菲律宾逡逑海输送到我国东部的水汽，为第三条水汽路径：第四条水汽路径，即量级最小的水汽路径表逡逑现为通过西风带输送水汽到我国西北地区。这与目前公认的存在西太平洋、孟加拉湾、南逡逑海及西风带四条水汽路径的研究结论相一致（谢义炳和戴武杰，１９５９；叶敏和封国林，逡逑２０１５）。其中来自热带西太平洋、孟加拉湾及南海的水汽输送对中国东部夏季降水起主导逡逑作用。逡逑６０Ｎ邋——＾￣￣－——，￣￣＾—— １逦逦逦＾邋邋逦＊——－￣￣＾￣—邋邋邋邋邋邋逦逡逑——？逦—＊逦－—＞逦—＞逦—？逦■￣￣＞逦—？逦—＊逦—？逦—？逦—？逦＊—＊逦￣？逦—？逦—■■＇＇Ｖ逦＾逡逑—邋■＞邋邋＞邋——＞邋■—？邋——？邋—？邋—＊邋一＞邋—？邋—？邋—＊邋—＾邋＿邋１００逡逑？邋邋邋—＾邋￣￣￣￣＾邋＾邋邋＞邋—＞邋邋＞■邋—＊■邋—＞邋＇？——＞？

水汽输送,主模态,西太平洋,时间系数

性检验；另外一支继续向西经孟加拉湾后转为向北再向东沿青藏高原南侧输送到我国西南逡逑地区，同样构成异常反气旋，对应孟加拉湾水汽输送偏多，相应区域都通过了显著性检验。逡逑图３．２邋（ｃ）给出了邋Ｅ０Ｆ１的时间序列（ＰＣＤ，可以看出，ＰＣ！主要表现出显著的年际变化逡逑特征，其中１９８８年、１９９５年、１９９８年、２０１０年均为明显正异常年，，１９９８年达到最大；逡逑１９８５年、１９８６年、１９９０年、２００１年均为明显负异常年，１９８６年达到最小。图３．２邋（ｂ）给逡逑出了热带印度洋－西太平洋夏季异常水汽输送ＥＯＦ分解第二模态空间分布图，从图中可以逡逑看出，异常水汽主要从热带印度洋向西至阿拉伯海再向东到达印度半岛、中南半岛上空后逡逑分成南北两支，其中南支向南到达热带印度洋并构成异常反气旋，北支沿东南沿海继续向逡逑东并在华南上空构成异常气旋，此时对应孟加拉湾、南海及热带西太平洋水汽输送异常均逡逑不明显。同时，热带印度洋上空构成的反气旋以及华南上空构成的异常气旋附近区域均通逡逑过了显著性检验。图３．２邋（ｄ）给出了邋ＥＯＦ２的时间序列（ＰＣ２）邋
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P461

【参考文献】