ISSN 1004-4965

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南海夏季风垂直结构的变化特征及其对中国东部降水的影响

陈彦伟 巩远发 姜润

陈彦伟, 巩远发, 姜润. 南海夏季风垂直结构的变化特征及其对中国东部降水的影响[J]. 热带气象学报, 2022, 38(2): 290-300. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.025
引用本文: 陈彦伟, 巩远发, 姜润. 南海夏季风垂直结构的变化特征及其对中国东部降水的影响[J]. 热带气象学报, 2022, 38(2): 290-300. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.025
CHEN Yanwei, GONG Yuanfa, JIANG Run. VARIATION CHARACTERISTICS OF THE VERTICAL STRUCTURE OF THE SOUTH CHINA SEA SUMMER MONSOON AND ITS INFLUENCE ON PRECIPITATION IN EASTERN CHINA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2022, 38(2): 290-300. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.025
Citation: CHEN Yanwei, GONG Yuanfa, JIANG Run. VARIATION CHARACTERISTICS OF THE VERTICAL STRUCTURE OF THE SOUTH CHINA SEA SUMMER MONSOON AND ITS INFLUENCE ON PRECIPITATION IN EASTERN CHINA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2022, 38(2): 290-300. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.025

南海夏季风垂直结构的变化特征及其对中国东部降水的影响

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.025
基金项目: 

国家自然科学基金 41775079

国家自然科学基金重点项目——区域创新发展联合基金 U20A2097

详细信息
    通讯作者:

    巩远发,男,四川省人,教授,从事短期气候异常变化的诊断和模拟研究。E-mail:gyfa@cuit.edu.cn

  • 中图分类号: P426.62

VARIATION CHARACTERISTICS OF THE VERTICAL STRUCTURE OF THE SOUTH CHINA SEA SUMMER MONSOON AND ITS INFLUENCE ON PRECIPITATION IN EASTERN CHINA

  • 摘要: 采用NCEP/NCAR再分析月平均资料和NOAA全球逐日降水资料,首先利用EOF方法分析了南海夏季风的垂直结构时空变化特征,然后初步探讨了南海夏季风垂直结构对中国夏季降水的影响和机制。(1) 南海夏季风的垂直结构有明显的年际和年代际变化特征。EOF第一模态型主要表现为南海夏季风垂直结构的年际变化特征,为对流层低层西南风和对流层高层东北风同时增强(同时减弱)(简称“低层-高层同时增强”和“低层-高层同时减弱”)两种典型结构变化;EOF第二模态主要表现为南海夏季风垂直结构的年代际变化,为对流低层(高层)西南风(东北风)由下向上的增强到减弱变化和相反的对流层低层(高层)西南风(东北风)减弱到增强的变化(简称“低层强弱-高层强弱”和“低层弱强-高层弱强”)的两个不同年代(时段)的垂直结构变化。(2) 南海夏季风垂直结构变化通过改变对流层低层、高层的环流异常变化来影响中国东部夏季降水的异常变化。南海夏季风呈“低层-高层同时增强”垂直结构时,南海低纬热带季风环流异常加强,长江流域低层辐散、高层辐合及异常下沉运动,其南侧的华南地区和北侧的东北地区是低层辐合、高层辐散和异常上升运动,导致华南降水异常偏多、长江流域降水偏少、北方降水偏多;在“低层-高层同时减弱”年,则相反。南海夏季风呈“低层弱强-高层弱强”垂直结构时,我国东部地区自华南到东北,分别是低层辐合(辐散)、高层辐散(辐合)的有利于上升(下沉)运动的环流条件,华南、江淮地区降水增多,江南、东北地区降水减少;对“低层强弱-高层强弱”时段,则相反。

     

  • 图  1  1979—2018年夏季气候平均的110~120 °E平均风场纬度-高度垂直剖面(单位:m/s)

    a. 纬向风;b. 经向风;c. 矢量场(粗黑色实线为西风/东风与南风/北风的分界线,绿色实线为西南风与东南/东北风分界线)。

    图  2  1979—2018年夏季气候平均的850 hPa(a)和200 hPa(b)风场(单位:m/s)

    图  3  南海850 hPa气候平均的候平均纬向风(a)和经向风(b)随时间的变化

    图  4  南海地区(110~120°E, 5.0~17.5N)1979—2018逐年夏季Is强度(a)及其距平(b)的时间-高度剖面图

    单位: m/s; 虚线表示东北风; 实线表示西南风; 黑色加粗实线表示“0"等值线。

    图  5  1979—2018年南海夏季纬度-高度盛行风距平EOF分解

    a、c. 第一空间型及标准化时间系数及其(黑色加粗实线)9年的滑动平均;b、d. 第二空间型(蓝色实线为图 4a中西南风和东北风分界线)及标准化时间系数及其(黑色加粗实线)9年的滑动平均。

    图  6  第一模态和第二模态中国东部夏季降水距平差值合成图(单位:mm)

    a. 低层-高层同时增强与低层-高层同时减弱典型年的差;b. 低层弱强-高层弱强型与低层强弱-高层强弱典型时段的差。打点区域表示通过0.10显著性检验。

    图  7  风场在第一模态PC1正位相典型年(低层-高层同时增强)与负位相年(低层-高层同时减弱)的距平合成差值分布

    a. 850 hPa; b. 200 hPa。灰色阴影为超过3 000 m的青藏高原区域,蓝色填色为通过0.10显著性检验。

    图  8  风场在第二模态PC2正位相时段(低层弱强-高层弱强型)与负位相年(低层强弱-高层强弱型)的距平合成差值分布

    a. 850 hPa;b.200 hPa。灰色阴影为超过3 000 m的青藏高原区域,蓝色填色为通过0.10显著性检验。

    图  9  垂直速度场沿110~120 °E平均的距平差值高度-纬度分布图(单位:10-2 Pa/s)

    a. 低层-高层同时增强与低层-高层同时减弱的差;b. 低层弱强-高层弱强型与低层强弱-高层强弱型差。红色实线为正值,表示下沉运动;蓝色虚线为负值,表示上升运动。

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-04
  • 修回日期:  2022-02-18
  • 网络出版日期:  2022-06-11
  • 刊出日期:  2022-04-20

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