华南土壤湿度异常与中国夏季降水的可能联系

摘要

本文利用中国1981～1998年土壤湿度观测资料就中国区域土壤湿度的空间分布、季节循环、年际变化和年代际变化特征进行分析，比较了ERA-40、CPC、NCEP-NCAR和NCEP-DOE四套土壤湿度再分析资料在中国区域的适用性。在此基础上利用ERA-40土壤湿度资料分析了华南土壤湿度与中国夏季降水的关系，并讨论了华南土壤湿度异常影响中国夏季降水可能机制。主要结论如下：
　　 (1)中国东部土壤湿度有明显的空间分布特征，呈现东北、江淮和西南湿、华北干的分布特征。各区域土壤湿度有明显的季节循环、年际变化和年代际变化特征；四套土壤湿度再分析资料基本描述出了土壤湿度的空间分布，即东北、华南湿，华北、西北干，土壤湿度呈现由西北向西南和东北递增的特征；四套资料都反映了土壤湿度基本的季节循环特征，即土壤湿度在春末夏初偏干，而在7月份受到降水的影响土壤湿度偏湿；四套资料中，ERA-40资料的年际变化与观测的相关性是最好的。
　　 (2)基于ERA-40(ECMWF)1958～2001年土壤湿度资料和中国541站降水资料，通过观测分析研究了华南春季土壤湿度异常与中国夏季降水的可能联系及其可能的物理过程。结果表明，春季华南土壤湿度与夏季华南(长江流域及其以北地区)降水呈正(负)相关；春季华南土壤湿度负(正)异常，夏季华南降水通常偏少(多)，而长江以北地区降水则偏多(少)。
　　 (3)通过对春季华南土壤湿度异常年份环流异常特征的诊断分析发现：土壤湿度负异常年，西太平洋副高位置明显偏西，华南地区对应异常的下沉运动和水汽辐散，导致该地区降水偏少；而长江中下游地区对应异常的上升运动和水汽通量辐合，降水偏多；正异常年的情况大致相反。进一步的分析表明，春季华南土壤湿度和同期长江中下游及以北地区土壤湿度存在明显的负相关关系。春季华南土壤湿度负(正)异常年和同期华北到长江中下游区域土壤湿度对应正(负)异常，将导致南部区域的地表异常升温(降温)，北部地表温度异常偏低(偏高)，并通过改变地表对大气的加热，引起夏季大气环流的异常，最终造成夏季降水异常。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2土壤湿度资料

1.2.1土壤湿度站点观测资料

1.2.2卫星反演资料

1.2.3 GSWP2资料

1.3土壤湿度的异常变化及其影响

1.3.1土壤湿度的异常变化

1.3.2土壤湿度对气候变化的影响

1.3.3土壤湿度对我国短期气候的影响

1.4研究的目的和意义

1.5研究的主要内容

1.6研究的特色和创新之处

第二章资料与方法

2.1资料说明

2.1.1土壤湿度资料

2.1.2降水资料

2.1.3 ECMWF月平均再分析数据集

2.2方法说明

2.2.1相关分析方法

2.2.2偏相关分析

2.2.3 T检验

2.2.4线性倾向估计

2.2.5 EOF分析方法

2.2.6 Mann-Kendall方法

第三章中国东部土壤湿度特征及不同土壤湿度资料的比较

3.1引言

3.2资料

3.3中国东部平均土壤湿度的时空特征

3.3.1空间分布特征

3.3.2异常的空间分布特征

3.3.3季节循环特征

3.3.4年际变化特征

3.3.5年代际变化特征

3.4土壤湿度资料间的比较

3.4.1空间分布的比较

3.4.2季节循环的比较

3.4.3年际变化的比较

3.5本章小结

第四章土壤湿度与中国降水的关系

4.1引言

4.2中国东部区域春季土壤湿度和同期降水的关系

4.2.1中国东部区域划分

4.2.2春季各区域土壤湿度和春季降水的季节循环

4.2.3各区域春季土壤湿度和春季降水的年际变化

4.3春季华南土壤湿度与中国降水的关系

4.3.1春季华南土壤湿度年代际变化

4.3.2春季华南土壤湿度的年际异常

4.3.3春季华南土壤湿度异常与中国降水的关系

4.3.4春季华南土壤湿度异常年夏季降水合成

4.4本章小结

第五章春季华南土壤湿度影响中国夏季降水的可能机制

5.1引言

5.2资料

5.3春季华南土壤湿度异常年份的环流异常特征分析

5.3.1 500 hPa位势高度场

5.3.2风场和散度场

5.3.3水汽场

5.4春季华南土壤湿度异常影响夏季降水的机制

5.4.1地表温度的异常分布特征

5.4.2气温场的异常分布特征

5.4.3春季华南土壤湿度异常中国东部土壤湿度异常的关系

5.4.4可能影响机制分析

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1全文总结

6.2不足和展望

参考文献

致谢