CIRCULATION ANOMALIES OF REGIONAL DAILY PRECIPITATION EXTREMES OVER YUNNAN-GUIZHOU PLATEAU DURING BOREAL SUMMERS OF 1979—2019
-
摘要: 利用中国气象局国家气象信息中心整编的站点观测资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料，对云贵高原1979—2019年夏季区域性极端日降水事件的异常环流进行了分析。云贵高原99% 分位上的夏季(6—8月)极端日降水事件(以下简称降水事件)降水阈值为20.0 mm/d，在近41年里共发生了35次降水事件，其中7月上旬发生次数最多，7月下旬次之，8月中旬最少；35次降水事件中有4次为热带气旋系统影响，降水中心位于广西西南部及沿海地区，中心值超过75 mm，其余31次的降水中心主要集中在贵州中南部和广西北部，且降水中心强度明显低于热带气旋系统所带来的强度；受欧亚大陆中纬度(30~50 °N)地区的纬向扰动波列和低纬地区异常垂直环流圈控制，云贵高原上空对流层中建立了深厚的异常上升运动，配合500 hPa副热带地区的异常反气旋式环流将南海和孟加拉湾的水汽输送至云贵高原并在当地沿地形辐合抬升，为云贵高原极端降水的形成提供有利的动力条件和水汽条件，同时周边地区异常冷却所带来的加热场梯度还进一步加强了云贵高原上空的气流入流，更加有利于强降水的产生和维持。此外，降水事件还与乌拉尔山至我国东北地区的低值系统活动和源自北大西洋及热带低纬地区的波扰能量传播有关。Abstract: Based on daily precipitation observations and NCEP / NCAR reanalysis data, the circulation anomalies of regional daily precipitation extremes (RDPEs) at or above the 99th percentile over Yunnan-Guizhou Plateau during boreal summers of 1979—2019 are investigated by using composite analysis. Our results suggest that there were 35 RDPEs in recent 41 years which mostly occurred in early July and the least in mid-August and the threshold for RDPEs was 20.0 mm / d. Among the 35 RDPEs, four were affected by tropical cyclone systems, and their precipitation centers were mainly in southwestern Guangxi and the southern coastal areas of Guangxi with more than 75 mm precipitation at the center. The precipitation centers of the other 31 RDPEs were mainly in central and southern Guizhou and northern Guangxi, and the intensity of the precipitation center was significantly weaker than that of the RDPEs affected by tropical cyclone systems. Due to zonal wave train disturbance in the mid-latitude area (30~50 °N) of Eurasia and abnormal vertical circulation in the low-latitude area, a deep abnormal upward movement occurred in the troposphere of the Yunnan-Guizhou Plateau, which, together with the abnormal anticyclonic circulation at 500 hPa, led to the water vapor transport from the South China Sea and Bay of Bengal to the Yunnan-Guizhou Plateau, providing favorable dynamic conditions and water vapor conditions for the formation of precipitation extremes over the Yunnan-Guizhou Plateau. At the same time, the gradient of heating field caused by abnormal cooling in the surrounding areas strengthened the inflow of air flow, further facilitating the formation and maintenance of precipitation extremes. Moreover, the RDPEs were also related to the activities of low value systems from the Ural Mountains to northeastern China and the propagation of wave disturbance energy from the North Atlantic and low-latitude areas in the tropics.
-
图 4 对流层100 hPa(a)、500 hPa(b)、700 hPa(c)上的旋转风(流线)、辐散风(箭头)以及垂直速度(500 hPa中阴影，单位：10-1Pa/ s)和散度(100 hPa、700 hPa中阴影，单位：10-6 s-1)的异常分布
打点区域表示散度、垂直速度通过0.05的显著性t检验。
图 5 700 hPa(a)和整层(b)大气积分的水汽通量异常的流函数(阴影，a、b中单位分别为102g/s、106g/s))及辐散分量(箭头，a、b中单位分别为g/(cm·hPa·s)、g/(cm·s))
打点区域表示流函数通过0.05的显著性t检验。
图 6 云贵高原极端日降水事件中沿97~110 °E平均的经向环流(a)和沿21~30 °N平均的纬向环流(b)
阴影表示上升运动，已放大102倍，单位：10-2 Pa/s。黑色实线框表示云贵高原所在范围，黑色点虚线为地形高度，黑色虚线表示垂直速度通过0.05的显著性t检验。
图 7 整层大气积分的视热源＜Q1＞(a)、视水汽汇＜Q2＞(b)和＜Q1-Q2＞(c)的异常分布（a、b、c中等值线间隔分别为220、80、160）
单位：W/m2，打点区域表示通过0.05的显著性t检验。
图 8 降水事件发生前第0—7天(a. -7 d; b. -6 d; c. -5 d; d. -4 d; e. -3 d; f. -2 d; g. -1 d; h. 0 d)500 hPa位势高度异常(等值线为合成平均，阴影为距平，单位：gpm)及对应的T-N通量(箭头，单位：m2/s2)
打点区域表示位势高度距平通过0.05的显著性t检验。
表 1 云贵高原夏季区域性极端日降水事件统计(备注表示当次过程是否受热带气旋影响)
序号 发生日期(年.月.日) 降水量/mm 备注 序号 发生日期(年.月.日) 降水量/mm 备注 1 1998.6.18 26.8 19 1993.7.6 21.7 2 2017.8.24 26.8 1713号 20 2003.6.5 21.6 3 1986.7.3 26.3 21 2001.7.3 21.4 0103号 4 2013.6.9 25.6 22 1996.7.28 21.3 9607号 5 1983.7.31 25.3 23 2014.7.3 21.3 6 2002.8.9 24.1 24 2015.8.27 21.3 7 2008.6.15 24.1 25 1998.6.23 21.2 8 1988.6.26 23.9 26 1983.8.1 21.1 9 1999.7.16 23.9 27 1986.6.20 21.1 10 2001.7.2 23.7 0103号 28 1999.7.15 21.1 11 2001.7.7 23.6 29 1989.7.27 20.9 12 1988.7.28 23.2 30 2006.7.7 20.9 13 1989.7.26 23.0 31 2001.6.1 20.8 14 1988.6.27 22.5 32 2007.6.12 20.8 15 1982.7.28 22.4 33 2008.6.11 20.3 16 2007.7.25 22.3 34 1986.7.4 20.1 17 1995.6.6 22.2 35 2018.6.11 20.0 18 2014.8.18 21.8 
下载: 导出CSV
-
[1] 谌芸, 孙军, 徐珺, 等. 北京7.21特大暴雨极端性分析及思考(一): 观测分析及思考[J]. 气象, 2012, 38(10): 1 255-1 266. [2] 雷蕾, 孙继松, 何娜, 等. "7.20"华北特大暴雨过程中低涡发展演变机制研究[J]. 气象学报, 2017, 75(05): 685-699. [3] 苏爱芳, 吕晓娜, 崔丽曼, 等. 郑州"7.20"极端暴雨天气的基本观测分析[J]. 暴雨灾害, 2021, 40(5): 445-454. [4] 王志福, 钱永甫. 中国极端降水事件的频数和强度特征[J]. 水科学进展, 2009, 20(1): 1-9. [5] 韩洁, 管兆勇, 李明刚. 夏季长江中下游流域性极端日降水事件的环流异常特征及其与非极端事件的比较[J]. 热带气象学报, 2012, 28 (3): 367-378. [6] 李明刚, 管兆勇, 韩洁, 等. 近50a华东地区夏季极端降水事件的年代际变化[J]. 大气科学学报, 2012, 35 (5): 591-602. [7] 柯丹, 管兆勇. 华中地区夏季区域性极端日降水事件变化特征及环流异常[J]. 气象学报, 2014, 72(3): 478-493. [8] 罗玉, 陈超, 马振峰, 等. 四川盆地夏季区域性极端降水事件特征及其成因[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2019, 41(5): 128-138. [9] 齐庆华. 中国东部降水的极端特性及其气候特征分析[J]. 热带气象学报, 2019, 35(6): 742-755. [10] YIN S Q, GAO G, LI W J, et al. Long-term precipitation change by hourly data in Haihe River Basin during 1961-2004[J]. Sci China Earth Sci, 2011, 54(10): 1 576-1 585. [11] 宋文玲, 顾薇, 柳艳菊, 等. 黄河中游夏季降水异常的先兆特征和预测方法[J]. 气象, 2013, 39(9): 1 204-1 209. [12] 李明刚, 管兆勇, 梅士龙. 夏季长江中下游地区降水持续性年(代)际变异及其与环流和Rossby波活动的联系[J]. 大气科学, 2016, 40 (6): 1 199-1 214. [13] 陶健红, 孔祥伟, 刘新伟. 河西走廊西部两次极端暴雨事件水汽特征分析[J]. 高原气象, 2016, 35(1): 107-117. [14] 姚慧茹, 李栋梁, 王慧. 1981-2012年西北东部夏季降水不同强度雨日变化及其环流特征的对比分析[J]. 气象学报, 2017, 75(3): 384-399. [15] 蔡悦幸, 陆希, 杨崧. 华南地区前后汛期极端降水事件对比分析[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2018, 57(1): 83-92. [16] 王黎娟, 管兆勇, 何金海. 2005年6月华南致洪暴雨的大尺度环流特征及成因探讨[J]. 大气科学学报, 2007, 30(2): 145-152. [17] 蔡悦幸, 陆希, 杨崧. 华南地区前后汛期极端降水事件对比分析[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2018, 57(1): 83-92. [18] 李传浩, 刘宣飞, 李智, 等. 华西秋雨区域性极端降水的环流特征[J]. 热带气象学报, 2015, 31(4): 526-535. [19] 陆尔, 丁一汇, 李月洪. 1991年江淮特大暴雨的位涡分析与冷空气活动[J]. 应用气象学报, 1994, 5(3): 266-274. [20] 林学椿, 张素琴. 1998年中国特大洪涝时期的环流特征[J]. 地球物理学报, 2000, 43 (5): 607-615. [21] 吴志伟, 李建平, 何金海, 等. 大尺度大气环流异常与长江中下游夏季长周期旱涝急转[J]. 科学通报, 2006, 51(14): 1 717-1 724. [22] 平凡, 唐细坝, 高守亭, 等. 长江和淮河流域汛期洪涝大气环流特征的比较[J]. 中国科学: 地球科学, 2014, 44(4): 766-782. [23] 潘婕, 布和朝鲁, 纪立人, 等. 夏季欧亚中高纬环流持续异常事件的Rossby波传播特征[J]. 大气科学, 2008, 32(3): 615-628. [24] 梅士龙, 管兆勇. 对流层上层斜压波包活动与2003年江淮流域梅雨的关系[J]. 大气科学, 2008, 32(6): 1 333-1 340. [25] 陶诗言, 卫捷, 梁丰, 等. Rossby波的下游效应引发我国高影响天气的分析[J]. 气象, 2010, 36(7): 81-93. [26] 陈海山, 朱月佳, 刘蕾. 长江中下游地区冬季极端降水事件与天气尺度瞬变波活动的可能联系[J]. 大气科学, 2013, 37(4): 801-814. [27] 解明恩, 刘瑜. 全球低纬高原地区气候特征的初步研究[J]. 云南地理环境研究, 1998, 10(2): 27-35. [28] 徐栋夫, 李栋梁, 曲巧娜, 等. 西南地区秋季干湿时空变化特征及其成因分析[J]. 热带气象学报, 2013, 29(4): 570-580. [29] 夏阳, 管兆勇, 孙一. 晚秋前冬海洋性大陆区域向外长波辐射年际变化及其与云贵高原降水异常的联系[J]. 气象学报, 2015, 73(4): 725-736. [30] 刘丽, 曹杰, 何大明, 等. 中国低纬高原汛期强降水事件的年代际变化及其成因研究[J]. 大气科学, 2011, 35(3): 435-443. [31] XIA Y, GUAN Z, LONG Y. Relationships between convective activity in the maritime continent and precipitation anomalies in Southwest China during boreal summer[J]. Clim Dyn, 2020, 54(1-2): 973-986. [32] WANG B, LIN H. Rainy season of the Asian-Pacific summer monsoon[J]. J Climate, 2002, 15 (4): 386-398. [33] 夏阳, 龙园, 任倩, 等. 云贵高原夏季不同等级极端日降水事件的气候特征[J]. 热带气象学报, 2018, 34(2): 97-107. [34] 王学锋, 郑小波, 黄玮, 等. 近47年云贵高原汛期强降水和极端降水变化特征[J]. 长江流域资源与环境, 2010, 19(11): 1 350-1 355. [35] 沈晓琳, 周宁芳, 杨舒楠, 等. 2015年冬季云南两次极端降水事件及环流异常特征分析[J]. 暴雨灾害, 2019, 38(4): 380-385. [36] KALNAY E, KANAMITSU M, KISTLER R, et al. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project[J]. Bull Amer Meteor Soc, 1996, 77(3): 437-471. [37] TAKAYA K, NAKAMURA H. A formulation of a wave ‐ activity flux for stationary Rossby waves on a zonally varying basic flow [J]. Geophys Res Lett, 1997, 24(23): 2 985-2 988. [38] TAKAYA K, NAKAMURA H. A formulation of a phase-independent wave-activity flux for stationary and migratory quasigeostrophic eddies on a zonally varying basic flow[J]. J Atmos Sci, 2001, 58(6): 608-627. [39] 翟盘茂, 任福民, 张强. 中国降水极值变化趋势检验[J]. 气象学报, 1999, 57(2): 208-216. [40] 翟盘茂, 潘晓华. 中国北方近50年温度和降水极端事件变化[J]. 地理学报, 2003, 58(9): 1-10. [41] NAKAMURA H. Rotational evolution of potential vorticity as sociated with a strong blocking flow configuration over Europe[J]. Geophys Res Lett, 1994, 21: 2 003-2 006. [42] 李崇银. 气候动力学引论(第二版)[M]. 北京: 气象出版社, 2000. [43] CHEN G, HUANG R. Excitation mechanisms of the teleconnection patterns affecting the July precipitation in Northwest China[J]. J Climate, 2012, 25(22): 7 834-7 851. [44] CHEN G, HUANG R, ZHOU L. Baroclinic instability of the silk road pattern induced by thermal damping[J]. J Atmos Sci, 2013, 70(9): 2 875-2 893. -
点击查看大图
图(8) / 表(1)
计量
- 文章访问数: 70
- HTML全文浏览量: 9
- PDF下载量: 28
- 被引次数: 0
粤公网安备 4401069904700003号