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近四十年华南前汛期极端降水年际、年代际异常时空特征及影响因子研究

作　者: 章开美
导　师: 李丽平
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 极端降水时空特征华南前汛期年际变化年代际变化
分类号: P426.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

利用国家信息中心提供的华南年89个代表站1969～2008年逐日降水资料NCEP/NCAR逐日再分析资料850hPa风场和NCEP/NCAR的海表温度资料,研究了近四十年我国华南前汛期(4-6月)极端降水时空演变特征,定义了合适的海表温度指数,对华南前汛期极端降水的预测又很好的指示作用,研究了前冬海表温度场、850hPa风场和降水场三者年际以及年代际异常之间相关耦合模态,探究对华南前汛期极端降水有预测意义的信号,结果表明：(1)华南前汛期降水强度、强降水量和暴雨日数能很好反映华南前汛期极端降水空间分布特征,且其空间分布与华南前汛期总降水量的空间分布基本一致。(2)极端降水指数对华南整个区域前汛期总降水量的时间变化有很好指示意义,特别是强降水量、强降水频率和暴雨日数。90年代初以来华南前汛期总降水量呈显著增加趋势,且极端降水异常程度明显增强,发生旱涝可能性增大。(3)定义的前冬海表温度指数与华南极端降水年际变化有很好的负相关,对华南极端降水预测提供了有价值的参考信息,即若冬季海表温度指数较常年偏低(高),则次年华南前汛期极端降水将偏强(弱)。(4)年际尺度上,若冬季发生El Nino现象,则次年华南前汛期极端降水有所增强,冬季发生La Nina现象,则次年华南前汛期极端降水有所减弱,当前冬出现El Nino型海温异常时,从冬到前汛期,El Nino型海温异常逐渐减弱,并持续影响大气环流异常,造成前汛期850hPa风场中,在30°N以北的北太平洋为一深厚的气旋环流控制,其西端东北气流将冷湿的空气输送到30°N以南,南海、西太平洋区域为一反气旋环流控制,其西端西南气流将洋面暖湿空气输送到华南地区,与之前的东北气流在此交汇,造成华南地区总降水量和极端降水偏多。(5)年代际尺度上,华南前汛期总降水量年代际异常特征与各极端降水指数年代际异常特征存在明显区别。80年代初以来前冬西风漂流区的海表温度偏冷,相应华南前汛期总降水量偏少,而1994年以来,前冬西风漂流区的海表温度偏冷,其它大部海域海表温度增暖,从冬到前汛期,海温异常逐渐减弱,并持续影响大气环流异常,造成前汛期850hPa风场中,东北太平洋上受气旋的控制,其西南端海南岛以东存在一反气旋式环流,此时华南沿海地区,海南岛及日本群岛受一支强大的气旋式环流控制,低层气流辐合上升,容易造成华南前汛期极端降水偏多。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章绪论  11-16
  1.1 中国极端降水时空变化特征研究回顾  11-12
    1.1.1 中国各区域极端降水长期变化趋势  11-12
    1.1.2 中国极端降水区域差异特征  12
  1.2 极端降水的可能机制  12-14
    1.2.1 海气系统与极端降水的联系  12-13
    1.2.2 大气低频振荡与极端降水的关系  13-14
  1.3 本文的主要研究内容  14-16
第二章资料与方法  16-22
  2.1 资料  16
  2.2 方法  16-22
    2.2.1 极端降水指数的定义  16
    2.2.2 差值检验(t检验)及方差检验(F检验)  16-17
    2.2.3 相关分析  17
    2.2.4 谐波分析  17-18
    2.2.5 EOF分析  18-19
    2.2.6 奇异值分解(SVD)  19-20
    2.2.7 Butterworth滤波方法  20-22
第三章近四十年华南前汛期极端降水多年平均特征及趋势演变特征  22-38
  3.1 引言  22-23
  3.2 站点的选取和极端强降水事件的定义  23-25
    3.2.1 站点的选取  23-24
    3.2.2 极端强降水事件的定义  24-25
  3.3 华南前汛期极端降水多年平均空间分布特征  25-27
  3.4 华南前汛期极端降水变化趋势时空特征  27-35
    3.4.1 华南前汛期区域平均极端降水长期演变趋势特征  27-30
    3.4.2 华南前汛期极端降水长期变化趋势空间分布特征  30-31
    3.4.3 各个时段均值、均方差差值的空间分布  31-35
  3.5 华南前汛期区域平均极端降水周期变化特征  35-36
  3.6 本章小结  36-38
第四章近四十年华南前汛期极端降水年际异常特征及其与海表温度相关关系  38-48
  4.1 引言  38-39
  4.2 资料和方法  39
  4.3 华南前汛期极端降水年际异常时空特征  39-43
  4.4 华南前汛期极端降水指数与前冬海表温度相关关系  43-47
  4.5 本章小结  47-48
第五章海表温度场、850hPa风场和前汛期极端降水场年际异常时滞和同期相关耦合模态  48-67
  5.1 前冬海表温度场与华南前汛期各极端降水指数场年际异常耦合模态  48-52
  5.2 前冬海温场与同期及前汛期850hPa风场之间的相关耦合模态  52-56
    5.2.1 前冬海温场与同期850hPa风场之间的相关耦合模态  52-54
    5.2.2 前冬海温场与前汛期850hPa风场之间的相关耦合模态  54-55
    5.2.3 前汛期海温场与同期850hPa风场之间的相关耦合模态  55-56
  5.3 前冬850hPa风场与华南前汛期各极端降水场年际异常耦合模态  56-61
  5.4 前汛期850hPa风场与华南前汛期各极端降水场年际异常耦合模态  61-65
  5.5 本章小结  65-67
第六章近四十年华南前汛期极端降水年代际异常特征  67-71
  6.1 华南前汛期极端降水年代际异常时空特征  67-70
  6.2 本章小结  70-71
第七章海表温度场、850hPa风场和前汛期降水场年代际异常时滞和同期相关耦合模态  71-90
  7.1 前冬海表温度场与前汛期各极端降水指数场年代际异常耦合模态  71-75
  7.2 前冬海温场与同期及前汛期850hPa风场年代际异常相关耦合模态  75-79
    7.2.1 前冬海温场与同期850hPa风场之间的相关耦合模态  75-77
    7.2.2 前冬海温场与前汛期850hPa风场之间的相关耦合模态  77-78
    7.2.3 前汛期海温场与同期850hPa风场之间的相关耦合模态  78-79
  7.3 前冬850hPa风场与华南前汛期各极端降水场年代际异常耦合模态  79-84
  7.4 前汛期850hPa风场与华南前汛期各极端降水场年代际异常耦合模态  84-88
  7.5 本章小结  88-90
第八章近四十年华南前汛期降水异常与大气低频振荡的关系  90-93
  8.1 华南区域旱涝年850hPa低频大气环流形势  90-91
  8.2 华南区域特定年份850hPa低频大气环流形势  91-93
第九章全文总结与讨论  93-96
  9.1 结论  93-94
  9.2 本文创新点  94
  9.3 展望  94-96
参考文献  96-102
致谢  102

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