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春季东亚副热带季风降水的诊断分析和数值模拟

作　者: 蒋品平
导　师: 赵平
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 气象学
关键词: 东亚副热带季风海陆热力差异春季降水数值模拟降水异常
分类号: P434
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

利用1960到2008年的NCEP-NCAR再分析资料、中国740站点的逐日降水资料,首先分析了中国东部副热带各区域的雨季进退情况,接着对江南和江淮地区春季降水异常的环流背景和外强迫影响因子进行了研究,重点讨论海陆热力差异对降水异常和降水区域的影响;最后利用MM5v3中尺度区域模式、NOAA的CMAP降水资料和再分析资料,研究了东亚及周边海域表面温度差异和地形对春季我国东部西南风降水的影响。得出以下主要结论:(1)江南是中国雨季最早出现的地区,14侯进入雨季,4月上旬达到季风雨标准,属于深对流降水。接着华南、江淮、华北地区先后进入雨季。江南春季(3～5月)降水量占全年的比重最大,达到38%。中国南方降水增加的同时,南风开始出现并持续加强。从“风”和“雨”的角度上看,东亚副热带季风爆发。随着纬向海陆热力差异在中国东部副热带地区较早地产生反转,副热带季风发展和降水加强。(2)春季江南和江淮多、少雨年的大气环流背景有很大的不同:江南多雨时副高偏强,海陆气压梯度偏大、江南有异常偏南气流和水汽通量输送,低层辐合增加,上升气流明显增强。江淮多雨的主要原因是由于高原和其北部的脊明显偏弱并形成东高西低的异常场,脊前西北气流减小而导致使副高范围明显偏大;副高西部的西南风可以影响到更北的区域,西南风的向北推进可以带来大气环流变化如:低层水汽辐合和上升运动异常区明显偏北,降水正异常中心移到江淮地区。西南风和大气环流的变化所造成的江南和江淮降水异常与局地的纬向海陆热力差异有较大的关系,由于纬向海陆热力差异提早向夏季型转变,使同纬度地区的经向风和风的去向区域的西南风加强,进而使降水增加。当纬向热力梯度增加纬度偏南时,长江以南西南风增强,江南降水增加;当纬向热力梯度增加偏北时西南风可以输送到更北的地方,江淮降水增加。(3)数值模拟结果印证了分析结果:改变春季东亚表面温度差异对江南西南风降水发生以及向北推进有重要影响;当东亚大陆温度增加和其周边海洋表面温度减小时,冬季型温度梯度更早地向夏季型转换,青藏高原东侧低压以及西太平洋副热带高压都加强,伴随着东部的低层西南风加强;于是,江淮地区的上升运动增强,而江南地区的上升运动减弱,导致春季江淮降水增加,而江南降水减少,使东部雨带出现在江淮,而不是在江南;当热力差异减弱时,我国东部大陆没有雨带出现;在春季热力差异显著增强的情况下,即使没有南海热带季风爆发,春季位于江南的雨带也可以向北推进到江淮地区,形成类似于夏季江淮梅雨期的雨带。(4)东亚地形可以加强中国东南部春季的西南风和降水,青藏高原的地形作用使春季降水聚集在江南地区;但没有东亚地形春季副热带季风降水和夏季热带季风仍然能够出现。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
第一章绪论  9-17
  1.1 东亚季风爆发的认识  9-11
  1.2 春季降水和大气环流的机制研究  11-13
  1.3 东亚季风爆发机制研究以及数值模拟  13
  1.4 问题的提出  13-14
  1.5 本文的研究内容和章节安排  14-17
第二章资料、研究方法和数值模式简介  17-25
  2.1 资料和主要研究方法介绍  17
  2.2 数值模式简介  17-25
    2.2.1 MM5 模式运行流程  18-19
    2.2.2 MM5 模式的水平和垂直格点  19-20
    2.2.3 嵌套  20-21
    2.2.4 非静力模式与静力模式  21
    2.2.5 非静力模式中的参考态  21-22
    2.2.6 四维数据同化（FDDA）  22-23
    2.2.7 陆地类型  23
    2.2.8 地图投影和地图比例因子  23
    2.2.9 运行模式系统所需要的数据  23-25
第三章东亚副热带季风降水的季节特征  25-35
  引言  25
  3.1 东亚副热带地区西南风和降水季节演变特征  25-27
  3.2 东亚副热带季风和降水的区域特征  27-28
  3.3 大气环流和降水关系  28-33
    3.3.1 低层风和水汽输送  28-31
    3.3.2 垂直速度  31-33
  3.4 海陆热力状况对低层西南风和降水的影响  33
  3.5 小结  33-35
第四章东亚副热带春季降水异常和环流与海陆热力差异的关系  35-47
  引言  35-36
  4.1 江南地区年际变化情况  36-40
    4.1.1 江南地区春季降水年际变化  36-37
    4.1.2 江南春季降水与大气环流  37-39
    4.1.3 纬向海陆热力差异对江南春季降水强度的影响  39-40
  4.2 江淮地区春季年际变化情况  40-44
    4.2.1 江淮地区春季降水年际变化特点  40-41
    4.2.2 江淮春季降水异常与大气环流  41-43
    4.2.3 纬向海陆热力差异对江淮春季降水强度的影响  43-44
  4.3 江南春季多雨年和江淮多雨年差异比较  44-45
  4.4 小结  45-47
第五章东亚海-陆热力差异对我国副热带春季降水影响的数值实验  47-65
  引言  47
  5.1 模式试验设计和资料  47-48
  5.2 2005 年观测和模拟的西南风降水（方案A）  48-51
  5.3 东亚和西太平洋热力差异对春季西南风降水的影响  51-57
  5.4 2004 年个例的模拟结果  57-61
  5.5 地形作用对东亚副热带春季降水的影响（方案E）  61-62
  5.6 小结  62-65
第六章结论  65-67
参考文献  67-72
致谢  72-73
个人简介  73

春季东亚副热带季风降水的诊断分析和数值模拟

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