江南地区持续性暴雨过程的月内环流异常和形成机制分析

赵璐; 汤燕冰; 高坤

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.012

江南地区持续性暴雨过程的月内环流异常和形成机制分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.012

赵璐^1, ,,
汤燕冰²,
高坤²

1.
浙江省气象台，浙江杭州 310017
2.
浙江大学地球科学系，浙江杭州 310027

基金项目:

国家自然科学基金项目 41075033

详细信息

通讯作者:
赵璐，女，浙江省人，工程师，硕士，主要从事暴雨的天气气候诊断和统计分析研究。E-mail: jing-99@163.com

中图分类号: P426.62
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出版历程
- 收稿日期: 2016-05-06
- 修回日期: 2016-11-28
- 刊出日期: 2017-08-01

AN ANALYSIS ON GLOBAL CIRCULATION ANOMALIES AND FORMING MECHANISM IN THE PRECEDING MONTH OF PERSISTENT HEAVY RAINFALL EVENTS OVER THE SOUTH OF YANGTZE RIVER VALLEY

Lu ZHAO^{1
, ,},
Yan-bing TANG²,
Kun GAO²

1.
Zhejiang Meteorological Observatory, Hangzhou 310017, China
2.
Department of Earth Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China

摘要

摘要: 利用1951—2009年NCAR/NCEP再分析资料，使用多种统计分析方法识别出对江南地区持续性暴雨过程发生、发展有重要影响的月内环流异常特征，并结合天气分析方法对其影响机制进行初步分析。结果表明，过程发生前3—1周，环流异常特征在中纬度的欧亚地区、北太平洋和南半球印度洋集中分布，其中欧亚和南半球环流异常特征反映的是沿高空急流东传的Rossby波列。正是上述环流异常特征传播和生消所对应的环流异常调整，使得副热带高压（副高）、阻塞高压、梅雨槽等关键环流系统分阶段逐步发展到位，形成有利于过程发生的大尺度环流背景“锁相”特征。
- 持续性暴雨过程 /
- 江南地区 /
- 月内环流异常 /
- 影响机制
Abstract: Based on the NCEP/NCAR reanalysis data for 1951—2009, significant global circulation anomalies leading up to persistent heavy rainfall (PHR) events over the South of Yangtze River valley (with 1-month lag) are investigated, and the mechanism that brought about the events are analyzed. The results show that during 3-1 weeks ahead of the PHR events, circulation anomalies are generally located in the Eurasia, the North Pacific Ocean and the South Indian Ocean, and the anomalies in the Eurasia and the South Indian Ocean are two Rossby wave like chains in the subtropical westerlies of the middle and upper troposphere. The dispersion and disappearance of these circulation anomalies made the major circulation of WPSH, the Okhotsk Blocking High and the Meiyu Trough the condition of a phase-lock, therefore causing the formation of circulation characteristics favoring the PHR events.
- persistent heavy rainfall events /
- South of the Yangtze River valley /
- circulation anomalies in the preceding month /
- mechanism analyses

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图 1 江南持续性暴雨过程的月内环流异常特征的空间分布

灰/绿/紫色风矢标代表环流异常特征取200/500/850 hPa绘制显著相关的高度距平（阴影）和风场距平（箭矢）。数值为特征编号。

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图 2 a. 200 hPa时间平均的正例合成高度标准化距平场（阴影，显著性水平为0.05）和-19－-11 d时间平均的正例合成u分量（绿线）（黑箭矢为波列传播路径）；b. 100 hPa 33~43 °N平均的正例合成场时间经度剖面（v分量（黑线）和v分量标准化距平（阴影，显著性水平为0.1））（黑箭矢为波列传播方向，蓝/红实线为100/500 hPa等高线，单位：位势米）；c. 200 hPa时间平均的正例合成场（u分量（绿线）和v分量标准化距平（阴影，显著性水平为0.05））（红/蓝色箭矢为南/北支波列传输方向）；d. 200 hPa 60~40 °S平均（红等值线）和30~10 °S平均（蓝等值线）的正例合成v分量标准化距平（显著性水平为0.05）时间经度剖面（红/蓝箭矢为南/北支波列传输方向）

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图 3 -28－-30 d时间平均的正例合成场（a，显著性水平为0.1）和高度标准化距平回归拟合值（b，显著性水平为0.05）阴影自北而南为200、500、925 hPa的高度标准化距平。图a中黑实线为500 hPa等高线，间隔40位势米；蓝/红实线为100/500 hPa等高线，单位：位势米。黑粗实线为过程雨带。风旗为200 hPa风场（黄色≥30 m/s，红色≥35 m/s）；箭矢为850 hPa风场（蓝色≥10 m/s，紫色≥12 m/s）。

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图 4 700~100 hPa平均的环流正例合成高度场（灰线）和高度标准化距平（阴影，显著性水平为0.1）

红/蓝实线为500/100 hPa等高线，单位：位势米。虚直线表征强中心变化趋势。

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图 5 200 hPa环流正例合成场（v分量（蓝线）和高度标准化距平（阴影，显著性水平为0.1））

棕粗线为槽线，绿粗线为大洋中部槽气候平均位置，蓝粗线为100 hPa等高线，表征南亚高压；红粗线为500 hPa等高线，表征副高，单位：位势米。

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图 6 a. 110~150 °E平均的200 hPa（阴影）和925 hPa（黑色等值线）v分量标准化距平；b. 10 °S~5 °N平均的200 hPa（阴影）和925 hPa（黑等值线）v分量标准化距平，15~20 °N平均的600 hPa（玫红色等值线），10~15 °N平均的925 hPa（蓝色等值线）高度标准化距平

显著性水平为0.05。红线为500 hPa等高线，表征副高，单位：位势米。

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图 7 实况（a）和环流异常特征1~5的多元线性回归拟合（b，显著水平为0.05）的正例合成高度标准化距平时间经度剖面

200 hPa环流异常特征（阴影1~5），500 hPa环流异常特征（阴影6、7），阻高（蓝色等值线），600 hPa副高(红色等值线)，925 hPa副高（黑色等值线），数值为环流异常特征编号，红色箭头表示对高压的增强作用，蓝色箭头表示冷空气的传输，黑色箭头表示副高的增强过程。

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图 8 影响机制示意图

阴影区域为月内环流异常特征所在区域，带箭头的灰色区域表示环流异常特征呈波列状传输。红色箭头表示对高压（南亚高压、阻高、副高）的作用，蓝色箭头表示冷空气的传输。

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表 1 江南持续性暴雨过程的月内环流异常特征

编号	环流异常特征*	起始时间 /d	结束时间 /d	最强层次 **
1	正	-19	15	高
2	负	-16	12	高
3	正	-12	5	高
4	负	-12	8	高
5	正	-8	-6	中
6	负	-9	-7	中
7	正	-13	6	中
8	正	-6	0	低
9	负	-13	2	高
10	正	-11	3	高
11	负	-11	2	高
12	正	-10	5	高
13	负	-10	1	高
注：*：正、负环流异常特征分别表征异常反气旋、气旋。
**：低层为1 000~850 hPa，中层为700~500 hPa，高层为400 hP及以上。

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