副热带西风急流不同模态和能量频散对梅雨异常的影响

作     者：高爽 

作者单位：成都信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖天贵

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

主      题：副热带西风急流 模态 梅雨异常 Rossby波 

摘      要：本文利用1960-2015年NCEP/NCAR全球逐日平均再分析资料和国家气象信息中心提供的全国2474站日降水量资料,首先探讨了东亚副热带西风急流的气候态特征,然后利用经验正交函数分解(EOF)方法对梅雨期的急流模态特征进行分析,探讨了其对长江中下游地区梅雨的影响,最后运用波包传播诊断方法(WPD)研究了丰、枯梅年梅雨季不同阶段斜压波波包特征。主要的结论如下:(1)东亚副热带西风急流无论是强度变化还是位置变化都表现出季节性变化特征,急流中心冬季强度最强,夏季最弱;冬季位置最为偏南,夏季位置最为偏北。梅雨期急流强度比夏季强,急流位置较夏季略偏南。急流轴6月13日北抬至37.5°N,这是夏季急流第一次发生北跳,急流的北抬先于雨季开始,比入梅日偏早1个候。(2)丰梅年和枯梅年东亚副热带西风急流特征存在显著差异。丰梅年纬向风水平切变和垂直切变比枯梅年大,急流轴位置较枯梅年偏南。丰梅年,6月1日到7月17日急流轴基本稳定在37.5°N左右,维持时间较长,这可能是导致梅雨量偏多的原因。枯梅年,急流轴平均位置偏北,在6月初至7月上旬,急流轴一直在35°N-40°N之间跳动,急流轴呈现多变不稳定的特征,这是导致梅雨量偏少的重要原因。(3)梅雨期200hPa纬向风EOF第一模态在空间场上呈纬向对称型分布,第一特征向量大致围绕38°N呈现符号相反的分布,第一模态表现了副热带西风急流位置存在经向偏移的特点。第二模态则表示出副热带西风急流的强度变化特征。急流位置偏南时,梅雨量偏多,急流位置偏北时,梅雨量偏少。急流偏南时,副高偏强,30°N-40°N范围内表现为明显的北风距平,冷空气易南下,与北上的暖湿气流在长江中下游附近交汇,上升气流的辐合作用加强,促进长江中下游地区降水的发生发展。急流强度偏强时,梅雨量偏多,低纬地区东风强度偏强,中纬地区西风强度偏强,对应500hPa副高的强度偏强,梅雨强度偏强。(4)丰梅年,30-35d的周期信号比较显著,15d和22d的周期的信号比较弱,枯梅年中30-35d和20d的周期信号都比较显著,丰梅年梅雨季东亚副热带西风急流比较稳定,枯梅年急流呈现多变的不稳定特征。滤除30d以上尺度变化后发现,2-10d频域内的信号突出了,10-15d的周期信号比较集中。(5)丰梅年,3-7d天气尺度扰动波包大值带从亚洲西部逐渐向东北方向延伸,经由我国东北地区一直延伸至阿留申群岛。急流入口区位于黑海附近,对应波包次大值中心,说明存在强的扰动。枯梅年波包中心的位置与丰梅年相比明显偏东且枯梅年波包的强度较强。说明丰梅年西风急流的扰动能量位置与枯梅年相比明显偏西,当波包中心偏西且稳定时,梅雨强度偏强。10-15d天气尺度扰动波包强度与3-7d的波包值相比较强,枯梅年强度强于丰梅年。(6)副热带西风急流在梅雨前后呈现出不同的特征,沿急流带传播的波包也呈现出不同的特征。丰梅年,梅雨前期和梅雨后期波包的扰动距离急流带更偏北。梅雨期,位于急流带北侧的波包大值带扰动非常活跃,从地中海附近有斜压波自西向东传播,长江中下游地区附近的波包强度较强。枯梅年的波包大值带与丰梅年大体一致,梅雨期,波包大值区显著减弱。10-15d天气尺度扰动波包强度与3-7d的波包值相比较强。