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西北干旱区夏季水汽收支特征及对气温异常的响应

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陕西气象 2024年第1期 15-23页

作者：刘菊菊屈丽玮井宇黄少妮陕西省气象台西安710014 陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室西安710016

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的1979—2016年ERA-Interim再分析资料分析了西北干旱区(35°N~48°N,80°E~106°E)夏季水汽收支特征,并通过环流合成分析进一步揭示了气温异常对西北干旱区水汽收支的影响。结果表明:西北干旱区夏... 详细信息

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的1979—2016年ERA-Interim再分析资料分析了西北干旱区(35°N~48°N,80°E~106°E)夏季水汽收支特征,并通过环流合成分析进一步揭示了气温异常对西北干旱区水汽收支的影响。结果表明:西北干旱区夏季大气水汽含量和水汽净收入均为增加趋势。气温和东边界、北边界以及南边界的水汽通量均在20世纪90年代后期发生显著调整。升温主要使西北干旱区东、南边界的水汽支出减少,进而导致水汽含量增加。气温异常调整环流异常,从而使对流层中下层风速变化,进一步影响西北干旱区各边界的水汽输送。其可能影响机制为气温偏高时,印度西南季风加强,使南边界偏北风减弱,导致水汽支出减少;蒙古异常反气旋加强使东边界、南边界东部和北边界的中低层风速减小,导致东边界、南边界东部水汽支出和北边界水汽收入减少。

关键词：西北干旱区水汽收支气温环流合成

全球典型干湿变化区域水汽收支与降水变化的对比分析

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高原气象 2015年第5期34卷 1279-1291页

作者：蒋贤玲马柱国巩远发中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 海南省气象台海口570203 成都信息工程大学大气科学学院成都610225

利用NCEP/NCAR再分析资料和CRU降水数据,分析了1948-2009年全球典型干湿变化区域水汽收支的时间变化特征,并比较了这些区域净水汽收支、可降水量与降水的变化关系。结果表明:(1)亚洲大陆东部、非洲大陆年水汽收支显著减少,而北美大陆显... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料和CRU降水数据,分析了1948-2009年全球典型干湿变化区域水汽收支的时间变化特征,并比较了这些区域净水汽收支、可降水量与降水的变化关系。结果表明:(1)亚洲大陆东部、非洲大陆年水汽收支显著减少,而北美大陆显著增加,三个地区的净水汽收支变化与区域的干、湿变化特征相一致;(2)对于亚洲大陆东部,春、夏、秋季和年水汽收支状况较一致,即经向收支和净收支均呈显著减少趋势,纬向收支均呈增加趋势。冬季与年平均状况有所不同,三种收支都增加;(3)在北美大陆,夏、秋和冬季的水汽收支趋势与年水汽收支趋势基本一致,即经向收支增加,纬向收支减少,净收支增加;仅春季经向收支减少,纬向收支增加;(4)在非洲大陆,四个季节的纬向收支和净收支均减小,纬向水汽的变化主导着净水汽的变化;与年变化特征不同的是,春、夏季的经向收支减少;(5)近几十年来,在亚洲大陆东部和非洲大陆,伴随着各季及年降水的减少,同期净水汽收支和可降水量也随着减少,且相关显著。在北美大陆,伴随着各季及年降水的增加,同期净收支也随着增加,且相关也较显著。值得注意的是,北美大陆的可降水量与降水没有很好的相关性。

关键词：水汽收支降水可降水量干湿变化

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

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热带气象学报 2024年第1期40卷 52-63页

作者：叶梦茜余锦华谢洁宏林巧美南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 广东省广州生态环境监测中心站广东广州510006 揭阳市气象局广东揭阳522000

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E... 详细信息

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。

关键词：区域持续性极端降水长江中下游时空聚集性强度季节内振荡水汽收支

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季风湿润区夏季水汽收支的年代际变化特征

应用气象学报 2013年第1期24卷 12-22页

作者：廖荣伟赵平国家气象信息中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

采用1983—2002年NCEP/NCAR再分析资料和我国660站降水资料,对我国东部季风湿润区夏季水汽收支变化与大气环流和我国降水异常特征的关系进行研究。结果表明:20世纪80—90年代夏季水汽收支时间序列表现出明显的年代际变化增加趋势,与降... 详细信息

采用1983—2002年NCEP/NCAR再分析资料和我国660站降水资料,对我国东部季风湿润区夏季水汽收支变化与大气环流和我国降水异常特征的关系进行研究。结果表明:20世纪80—90年代夏季水汽收支时间序列表现出明显的年代际变化增加趋势,与降水时间序列的相关系数为0.71;水汽收支高值、低值年代不仅能够指示季风湿润区经向风的异常变化,还能够指示东亚夏季风的强弱和降水异常变化。合成的水汽输送年代际异常在东亚—西太平洋区表现为4个异常环流,异常水汽通量辐合区位于长江流域及以南地区。水汽收支高值年代,亚洲大陆高纬度地区低压偏弱,大陆表面温度及西太平洋海温偏高,我国东部沿海盛行异常偏南风,低层气流辐合、高层气流辐散强,垂直上升运动强烈;低值年代则相反。合成的经向水汽收支占总收支的71.3%,合成的异常降水量最大达100 mm以上。

关键词：水汽收支降水大气环流年代际变化

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夏季青藏高原地区水汽收支的初步模拟分析

高原气象 2014年第5期33卷 1173-1181页

作者：许建玉王慧娟李宏毅中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430074 湖北省气象服务中心武汉430074 中国气象局气象干部培训学院北京100081

采用中尺度模式WRF对夏季青藏高原地区降水进行了长达37天的积云可分辨模拟试验,在模式较好再现了夏季青藏高原降水的空间分布和日变化特征的基础上,利用高时空分辨率模拟结果进行了该地区水汽收支分析。结果表明:夏季青藏高原的降水主... 详细信息

采用中尺度模式WRF对夏季青藏高原地区降水进行了长达37天的积云可分辨模拟试验,在模式较好再现了夏季青藏高原降水的空间分布和日变化特征的基础上,利用高时空分辨率模拟结果进行了该地区水汽收支分析。结果表明:夏季青藏高原的降水主要来自水汽的辐合,辐合集中在低层,与青藏高原南部的夜间低空急流密切相关,具有显著的日变化特征;水汽收支方程中的垂直输送项起着将水汽从低层向中高层输送的重要作用,水汽局部变化项则很小,可以忽略;夏季青藏高原的蒸发主要集中在正午前后的6 h内,且蒸发量约为降水量的1/2,表明区域水汽再循环的重要性。

关键词：青藏高原水汽收支夏季降水蒸发

季风湿润区冬季水汽收支年际及年代际变化特征

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应用气象学报 2011年第6期22卷 641-653页

作者：廖荣伟赵平国家气象信息中心北京100081 中国气象科学研究院北京100081 中国科学院研究生院北京100049

采用1958-2007年NCEP/NCAR再分析资料和我国160站降水资料,对东亚大陆季风湿润区冬季的水汽收支变化与大气环流和我国降水异常特征的关系进行研究。结果表明:冬季水汽收支时间序列表现出明显的长期气候变化趋势。挑选的水汽收支高、低... 详细信息

采用1958-2007年NCEP/NCAR再分析资料和我国160站降水资料,对东亚大陆季风湿润区冬季的水汽收支变化与大气环流和我国降水异常特征的关系进行研究。结果表明:冬季水汽收支时间序列表现出明显的长期气候变化趋势。挑选的水汽收支高、低值年不仅能够指示季风湿润区经向风的异常变化,还能够指示东亚冬季风的强弱和降水的异常变化。高值年,蒙古冷高压和阿留申低压偏弱,对流层低层为异常偏南风,整层为异常逆时针环流,30°N以南的辐合和上升运动强,大气水分收入增多,降水增加;低值年则相反。差值合成的异常降水量中心值可达40 mm以上,差值合成的水汽异常输入主要集中在600～900 hPa。合成的经向水汽收支占净收支变化的91.3%,纬向上相差较小。季风湿润区南、北区域的水汽收支及降水的差异明显,纬向的收入支出对此差异贡献较大。水汽收支的年代际特征,不仅能够指示水汽输送的强弱及从海洋输入水汽的多少,还能够指示季风湿润区降水的变化,且差值合成的异常降水量最大可达30 mm以上。

关键词：水汽收支大气环流年际变化年代际变化

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台风水汽收支及与强度变化的关系

台风水汽收支及与强度变化的关系

作者：翟舒楠南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文利用 TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)3B42 V7 和 TRMM 2A25 V7降水资料、TMI(TRMM Micro wave Imager)总的可降水量(total precipitable water,简写为 TPW)资料、IFREMER3(Institut Frangais de Recherche pour[’Exploitation de la Mer,version 3)海气热通量资料、CloudSat云分类资料、FNL(Final analysis)再分析资料和JTWC(Joint Typhoon Warning Center)最佳路径数据集,运用基于风切变坐标系的合成分析方法,研究了 2001-2015年期间不同风切变方向和不同强度变化类别的西北太平洋热带气旋水汽收支各分量的空间分布特征,旨在探讨水汽收支对热带气旋强度变化的可能影响机制。研究结果表明:(1)风切变坐标系下,热带气旋降水的空间分布呈现出明显的不对称结构。不论风切变方向如何变化,降水均偏向于下风切左侧且偏东风切变的热带气旋平均降水量要比偏西风切变的大。热带气旋降水的强弱与其与副热带高压的相对位置和距离有关,低空急流的存在有利于水汽输送。不论风切变方向如何变化,整层积分的水汽通量辐合(moisture flux convergence,简写为MFC)大值中心均位于下风切方向。降水大值中心相对于整层积分的MFC大值中心的气旋性偏移是热带气旋中低层气旋性环流的平流作用导致的。(2)水汽收支分量中,海表蒸发和外围环境场中的TPW在热带气旋快速增强过程中起重要作用。海表蒸发主要受海平面温度的影响。海表蒸发和外围环境场中的TPW有利于热带气旋快速增强主要是因为它们有利于边界层的空气增温增湿,从而导致对流有效位能(convective available potential energy,简写为CAPE)增大。除了边界层的热动力作用外,中层的热动力过程也会导致快速增强的热带气旋CAPE较大。减弱的热带气旋平均初始强度最强,因此,其整层积分的MFC最大,降水量也最大。这与海表水汽及热通量和边界层的低熵下沉气流对热带气旋强度变化是起相反作用的观点是一致的。(3)不论热带气旋强度如何变化,水平和垂直方向上,降水均随着距离增加迅速减小。水平方向上,强降水主要集中在距离热带气旋中心1个最大风速半径的范围内,垂直方向上,主要集中在2km以内。从地面至2km高度处,减弱的热带气旋平均降水量最大,这主要是其平均初始强度最强造成的。2-10 km以内,快速增强的热带气旋平均降水量要大于减弱的热带气旋,这主要是因为快速增强的热带气旋对流比较深厚,垂直方向上降水能延伸到的高度较高。不论热带气旋强度如何变化,下风切左侧降水量均是最大的,且下风切方向的降水强度和覆盖范围均强于和宽于上风切方向。(4)热带气旋中心附近以深对流云为主,热带气旋内部剧烈的上升运动主要发生在深对流云内。快速增强的热带气旋中深对流云出现的概率明显大于没有快速增强的热带气旋。深对流云象限间的变化比较明显,不同强度变化类别的热带气旋出现概率最大的象限也会有所不同。高层云的分布也呈现出一定的不对称性。卷云、高积云、层积云和积云各象限间的分布比较均匀,变化较小。

关键词：热带气旋水汽收支云分类强度变化

2017年盛夏湖南持续性暴雨过程的水汽输送和收支特征分析

同方学位论文库评论

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气象 2019年第9期45卷 1213-1226页

作者：陈红专叶成志陈静静罗植荣湖南省怀化市气象局怀化418000 湖南省气象台长沙410007

利用NCEP/NCAR再分析资料,首先分析了2017年6月下旬至7月初湖南持续性暴雨天气过程的环流背景和大尺度水汽输送特征,然后引入NOAA的轨迹模式HYSPLIT,分阶段定量分析了暴雨的水汽输送特征以及区域水汽收支情况。结果表明:天气系统的有效... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料,首先分析了2017年6月下旬至7月初湖南持续性暴雨天气过程的环流背景和大尺度水汽输送特征,然后引入NOAA的轨迹模式HYSPLIT,分阶段定量分析了暴雨的水汽输送特征以及区域水汽收支情况。结果表明:天气系统的有效配置和稳定维持是强降雨持续的主要原因,持续性暴雨与全球范围的水汽输送和水汽辐合相联系,低空急流的演变和进退与暴雨落区和强度的演变关系密切。影响此次强降水过程的水汽通道主要有三支,第一支由索马里越赤道急流经孟加拉湾和我国西南地区输入暴雨区,第二支由印度洋中东部越赤道气流经孟加拉湾南部和南海北部输入暴雨区,第三支由来自南半球的越赤道气流自南海南部一路北上输入暴雨区,第三阶段还有一支水汽由赤道西太平洋穿越菲律宾进入南海后再北上输入暴雨区。过程第一、二阶段的水汽输送主要来自孟加拉湾,其次是南海,第三阶段来自孟加拉湾和南海(包括西太平洋)的水汽输送各占一半。受地形影响,孟加拉湾通道的水汽主要输送至暴雨区700 hPa,其他来自低纬洋面的通道水汽主要输送到850 hPa及以下各层。暴雨区水汽输入主要来自南边界和西边界,且主要由低层输入暴雨区,以水平水汽通量辐合的形式在暴雨区上空低层大量汇聚,经由强烈的垂直上升运动输送至对流层中高层积累和凝结,从而导致降水的产生,降水的强弱与边界水汽输入和区域水汽辐合的强弱变化一致。

关键词：持续性暴雨 HYSPLIT模式水汽输送水汽收支

雅鲁藏布大峡谷地区水汽输送和收支的时空变化特征分析

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自然科学 2023年第6期11卷 935-949页

作者：洪佳娜成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室气候与环境变化联合实验室成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站四川成都开平市气象局广东开平

雅鲁藏布大峡谷位于青藏高原南部,是季风水汽从孟加拉湾输送到青藏高原的主要通道。本研究利用分辨率为0.125˚ × 0.125˚的ERA-Interim再分析资料,阐明不同时间尺度(年、季节和月)雅鲁藏布大峡谷地区水汽输送和水汽收支等的时空变化特... 详细信息

雅鲁藏布大峡谷位于青藏高原南部,是季风水汽从孟加拉湾输送到青藏高原的主要通道。本研究利用分辨率为0.125˚ × 0.125˚的ERA-Interim再分析资料,阐明不同时间尺度(年、季节和月)雅鲁藏布大峡谷地区水汽输送和水汽收支等的时空变化特征。结果表明:(1) 可降水量分布集中在雅鲁藏布大峡谷南侧,夏季可降水量最多,冬季可降水量最少;夏季青藏高原是水汽汇;夏季流域东南部可降水量呈现倒“U”型的空间分布,水汽通量受孟加拉湾水汽输送带影响明显;空间上,大峡谷的东南部呈现较弱的下降趋势,年均可降水量总体呈上升的趋势,夏季可降水量增加趋势最明显;时间变化上,除秋季以外其余三季可降水量均呈上升趋势。(2) 雅鲁藏布大峡谷地区南边界和西边界为主要水汽输入边界,在29年里雅鲁藏布大峡谷地区的水汽收支起伏不大,呈现波动减少的趋势;低层大气主要为水汽输入,中层大气为水汽输出,高层大气水汽收支大致相等且都接近于0;(3) 夏季青藏高原东南部增强的气旋式水汽输送通量从大峡谷西南方输入导致大峡谷在夏季降水偏多年较偏少年可降水量和水汽通量偏多。

关键词：雅鲁藏布大峡谷水汽输送水汽收支垂直分布