夏季中国东部水汽收支变化特征及其成因分析

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本文使用1958-2002年共45年中国730站实测降水资料和欧洲中期数值天气预报中心(ECMWF)提供的全球一天四次及月平均再分析资料,应用EOF分析、回归分析、合成分析等常用的气候统计方法,诊断分析了中国东部气候平均的降水、水汽输送通道和水汽通量散度的空间分布特征,重点从水汽输送、水汽输送通量散度和水汽收支的角度研究了东亚地区1978/79及1992/93年两次降水突变,并初步探讨了导致东亚地区水汽收支变异的可能机制。得以下主要结论:   水汽输送通量的EOF分析的第一模态的空间分布为:当来自印度洋的水汽往东输送偏强时,东亚-西太平洋热带与副热带地区为气旋式水汽输送异常,经南海转向输送到中国东部的水汽减弱,主要反映了西北太平洋夏季风较强/弱时,东亚地区的异常水汽输送。第二模态则主要反映了当西太副高位置少变,强度偏强(偏弱),中高纬度干冷空气往南入侵较强(较弱)时的水汽输送场。当西北太平洋上反气旋式水汽输送环流加强时,来自西北太平洋的异常水汽往北输送,与来自中高纬度的异常向南水汽输送在江淮流域-日本辐合,华南及华北水汽辐合异常减少。   中国东部降水在1978/79年、1992/93年发生两次突变均与水汽输送的异常密切相关。第一次降水突变的发生与东亚地区水汽输送往北推进的程度密切相关,1978/79年前,水汽往北输送较强,华北地区降水偏多,此后,水汽往北推进减弱,水汽在梅雨锋区辐合偏多,江淮流域降水偏多;第二次降水突变则与低纬度南海、西北太平洋的反气旋式水汽输送异常及北面异常向南的水汽输送有关,两支异常水汽输送支在江南地区交汇,导致了1992/93年降水的显著偏多。   第一次降水突变与中纬度东亚对流层中上层的冷却作用,菲律宾上空强水汽辐合以及西太副高位置偏南偏西密切相关。1978/79年之后,中纬度东亚对流层中上层的冷却作用,触发中高纬一异常反经圈环流,华北地区为下沉运动异常,江淮流域为上升运动异常,同时高层西风急流南偏,东亚夏季风偏弱,梅雨带南偏,往北的水汽输送减少;菲律宾上空强水汽辐合触发的低纬度的正经圈环流异常,江南地区为异常下沉运动,水汽输入减弱;西太副高位置偏南偏西导致雨带位置偏南,因而华北、江南地区降水偏少,江淮流域降水偏多;这三个因子共同酿成了中国东部降水的第一次突变。第二次降水突变,则主要是由于西北太平洋及南海北部的反气旋环流及内蒙古上空的反气旋环流异常的辐散气流在江淮流域-江南地区发生汇合,同时伴随该地区异常气旋式环流,低层辐合,高层辐散,触发降水的明显增加。
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