ISSN 1004-4965

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季节内振荡水汽收支对长江中下游持续性极端降水强度的调控作用

叶梦茜 余锦华 谢洁宏 林巧美

叶梦茜, 余锦华, 谢洁宏, 林巧美. 季节内振荡水汽收支对长江中下游持续性极端降水强度的调控作用[J]. 热带气象学报, 2024, 40(1): 52-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.006
引用本文: 叶梦茜, 余锦华, 谢洁宏, 林巧美. 季节内振荡水汽收支对长江中下游持续性极端降水强度的调控作用[J]. 热带气象学报, 2024, 40(1): 52-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.006
YE Mengxi, YU Jinhua, XIE Jiehong, LIN Qiaomei. Modulation of Intraseasonal Oscillation Moisture Budget on Persistent Extreme Precipitation Intensity over the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(1): 52-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.006
Citation: YE Mengxi, YU Jinhua, XIE Jiehong, LIN Qiaomei. Modulation of Intraseasonal Oscillation Moisture Budget on Persistent Extreme Precipitation Intensity over the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(1): 52-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.006

季节内振荡水汽收支对长江中下游持续性极端降水强度的调控作用

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.006
基金项目: 

国家自然科学基金气象联合基金 U2342208

国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项 2018YFC1505804

国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项 2018YFC1507704

详细信息
    通讯作者:

    余锦华,女,安徽省人,教授,博士研究生导师,从事热带气旋、极端天气气候等方面的研究。E-mail:jhyu@nuist.edu.cn

  • 中图分类号: P426.62

Modulation of Intraseasonal Oscillation Moisture Budget on Persistent Extreme Precipitation Intensity over the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River

  • 摘要: 利用中国1979—2019年逐日降水格点数据,考量降水的时空聚集性强度之客观监测方法,识别中国东部区域极端降水事件,发现长江中下游是夏季持续3 d及以上区域持续性极端降水(PREP)发生最频繁的区域。以此为研究对象,基于水汽收支理论,利用ERA-Interim再分析资料和带通滤波方法,诊断日降水及其水汽收支的季节内特征,研究关键尺度对流层高低空系统配置及演变。结果显示:PREP日降水强度及其演变被证实与区域大气柱水汽辐合量相一致。10~30 d准双同振荡(QBWO)和30~90 d(MJO)的水汽辐合在事件发生前1~3 d和7~9 d开始由负位相转为正位相。区域南、北边界QBWO(MJO)水汽输送在事件发生前2~4 d(9~10 d)由水汽输出转为输入。南海的QBWO对流北传至长江中下游,促使源于西北太平洋的对流层低层QBWO反气旋式环流系统向西南移动,其西北侧的西南风使区域南边界水汽输送在事件开始日达最大。事件发生前10 d左右,对流层低层MJO反气旋式环流系统出现在西北太平洋,并向西南移动,长江中下游气旋系统加强维持,对流层中层孟加拉湾MJO尺度低槽开始加深,三者的配合使区域南边界的MJO水汽输入逐渐增强并维持到事件发生后。MJO尺度的强水汽输入结合QBWO反气旋式环流促使长江中下游地区的持续性极端降水事件的发生。研究结果对持续性极端降水事件延伸期的预报提供参考。

     

  • 图  1  1979—2019年5—8月长江中下游地区PREP平均频次的空间分布

    单位:次/年。黑框表示长江中下游地区(110~122 °E,26~32 °N)。

    图  2  长江中下游地区PREP事件关于相对强度、影响面积以及持续时间的频数统计

    图  3  基于长江中下游地区PREP事件合成的区域平均总降水量(P)、大气柱水汽局地变化、水汽辐合和环流辐合的时间演变

    横坐标表示滞后事件发生日的天数(d)。

    图  4  长江中下游地区1979—2019年夏季降水的功率谱分析

    黑线表示功率谱值,灰色虚线表示红噪声。

    图  5  长江中下游地区PREP事件合成的区域平均多尺度降水及大气柱水汽辐合的时间演变

    a. 降水量;b. 水汽辐合。单位:kg·m-2·d-1。横坐标表示滞后事件发生日的天数(d)。

    图  6  长江中下游PREP事件合成的大气柱QBWO+MJO(a)、QBWO(b)、MJO(c)对日降水贡献的时间演变

    图  7  长江中下游地区PREP事件合成的到达区域东西南北四个边界的QBWO(a)与MJO(b)频段水汽输送通量净输入(105kg·s-1,正值表示净输入,负值表示净输出)以及区域净水汽辐合(kg·m-2·d-1)的时间演变

    横坐标表示滞后于事件发生日的天数(d)。

    图  8  长江中下游地区PREP事件合成QBWO分量下OLR(阴影,单位:W·m-2)和大气柱水汽输送通量(矢量,单位:150 kg·m-1·s-1)空间分布

    a~e分别为滞后事件发生日-9、-6、-3、0和3 d,红色箭头表示合成的QBWO风矢量的显著性通过90%信度水平。

    图  9  图 8,但为MJO分量

    图  10  长江中下游地区PREP事件合成QBWO(a)、MJO(b)环流辐合项的各分量数值

    单位:kg·m-2·d-1

    图  11  长江中下游地区PREP合成QBWO分量下850 hPa风场(左列,矢量,单位:m· s-1)和水汽辐合(阴影;单位:kg·m-2· hPa-1·d-1);500 hPa位势高度(中列,红蓝线分别代表正负,黑线为原始场;单位:m2·s-2);200 hPa势函数(右列,阴影;单位:m·s-1)和位势高度(红蓝线分别代表正负;单位:m2·s-2)异常的时空演变

    第1~3行分别对应滞后事件发生日-3、0、3 d。左列中红色箭头与打点、中列中阴影以及右列中打点(对应于势函数)皆表示合成的QBWO对应要素场显著性通过90%信度水平。

    图  12  图 11,但为MJO分量

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-10
  • 修回日期:  2023-12-28
  • 网络出版日期:  2024-04-12
  • 刊出日期:  2024-02-20

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