影响中国东部夏季降水的水汽路径的客观定量化研究

摘要

近年来，中国东部地区的降水出现了新的特征，这给汛期降水预测带来了新的挑战。水分循环，尤其是水汽输送在区域降水中发挥着不可替代的作用。而目前动力和统计预报、动力一统计相结合的气候预测以及集成预报都没有将水分循环考虑进去，这是汛期旱涝预测中的根本性缺陷。由于水汽输送的路径、方向和强度直接影响着区域降水，本文针对中国东部典型气候区，筛选出影响该区域降水的主要水汽路径，并结合其物理意义给出相应的客观定量化定义，为今后建立基于水分循环的降水预测方法奠定基础。首先，基于帕尔默干旱指数（Palmer Drought Severity Index，PDSI）中国数据库和中国160个站点的月降水资料，运用趋势分析、对比分析和EOF等方法，对1961-2010年间中国旱涝时空演化特征进行了分析，进而选择典型变干和变湿区域即华北和长江中下游地区分别进行研究，即根据中国台站降水资料和NCEP/NCAR再分析资料，研究华北地区和长江中下游地区夏季降水的水汽路径并给出了客观定量化的定义。计算发现与华北降水密切相关的水汽路径有5条:孟加拉湾水汽路径、太平洋水汽路径、西南和东南汇合水汽路径（以下简称汇合水汽路径）、由西输入水汽路径以及南海水汽路径;汇合水汽路径、由西输入水汽路径及南海水汽路径有明显的年代际变化，这种年代际变化是与华北盛夏降水量的年代际变化基本一致的;通过滑动相关分析可以发现，对华北盛夏降水产生影响的主要是由西输入水汽路径，这可能是受西风带的影响;通过合成分析的结果同样表明由西输入华北的水汽输送增强时，伴随着太平洋水汽路径的输送明显增强，绕过了华南和长江中下游直接输送至华北和东北，从而引起华北和东北的降水量偏多;虽然其他水汽路径对华北盛夏降水的影响相对比较小，但是2000年开始，孟加拉湾水汽路径对华北盛夏降水的影响逐渐增强。与影响华北盛夏降水不同的是，影响长江中下游地区夏季降水的水汽路径主要是来自南界的水汽输送。据此定义了南界水汽路径的面积、中心强度、向东延伸格点的位置以及边界强度等指标;对各个指标的时间演化特征进行了分析，南界水汽路径的面积指标和中心强度指标有下降的趋势，各个指标在20世纪90年代前后都有一个明显的转折，面积指标、中心强度指标、边界纬向强度指标都有明显的年代际的变化;对各指标与中国夏季降水和前冬海表温度进行相关分析，夏季南界水汽路径影响我国不同地区的降水，南界水汽路径的面积指标、中心强度指标与前一年冬季西太平洋的海温呈显著负相关，与赤道中太平洋和东太平洋前一年冬季的海温呈显著正相关，即前冬东太平洋发生El Ni(n-)o时，有利于夏季西太平洋水汽输送增强，进而有利于长江中下游地区夏季降水偏多。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状

1．3 本文主要研究内容

参考文献

第二章 中国旱涝时空分布特征分析

2．1 引言

2．2 资料

2．3 PDSI与降水距平百分率的计算结果分析

2．4 中国地区PDSI空间分布特征分析

2．5 中国地区PDSI时间演化趋势分析

2．5．1 华北地区

2．5．2 西南地区

2．5．3 东北地区

2．5．4 华南地区

2．5．5 华东地区

2．5．6 西北地区

2．5．7 西藏地区

2．6 中国地区夏季PDSI的EOF经验正交函数分析

2．7 本章小结

参考文献

第三章 影响华北盛夏降水的水汽路径客观定量化的研究

3．1 引言

3．2 资料和研究方法

3．3 影响华北夏季降水的水汽路径的定义

3．4 不同水汽路径指标与华北盛夏降水的11年滑动相关分析

3．5 不同水汽路径对中国盛夏降水的影响

3．6 本章小结

参考文献

第四章 长江中下游地区夏季降水的水汽路径的客观定量化研究

4．1 引言

4．2 资料和方法

4．3 水汽路径的定义

4．3．1 南界水汽路径

4．3．2 南界水汽路径的边界经向和纬向强度指标的定义

4．3．3 南界水汽路径的向东延伸格点位置指标以及中心强度指标的定义

4．3．4 南界水汽路径的定义及与风场类似定义的对比

4．4 南界水汽路径各个指标的分析

4．5 南界水汽路径各个指标与前冬海温的相关关系分析

4．6 本章小结

参考文献

第五章 总结与展望

致谢

在学期间的研究成果

声明