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《湖南师范大学》 2011年
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西南地区水汽输送特征分析

张新主  
【摘要】:青藏高原为南亚季风水汽输送关键区“大三角扇形”的顶端,为“水汽输送中转站”,而西南地区位于这个“水汽输送中转站”的上游。西南地区既受东亚季风影响,又受南亚季风影响,还受高原季风的影响。因此研究西南地区水汽输送在研究西南地区本身的气候异常以及防灾减灾等方面具有重大的理论意义,同时有助于揭示南亚季风和东亚季风、高原季风之间的关系。本文分析了西南地区水汽输送气候特征,探讨了水汽输送与西南地区降水时空分布关系,分析了夏季旱涝时水汽输送异常可能原因,分析了西南地区特大干旱水汽输送异常的影响因素,并且还运用卫星光谱反演同位素数据对全球水汽同位素分布和西南地区水汽输送进行了研究。 1.系统分析了西南地区的水汽输送气候特征。研究发现:西南地区整层大气水汽含量和净获得水汽在夏季最大(最多);西南地区水汽主要集中在500hPa以下;四川盆地是西南地区大气水汽含量最多的中心,而川西最少;西南地区水汽含量及水汽来源随季节移动,春季水汽主要来源中高纬度,夏季主要来自孟加拉湾,秋季来源于孟加拉湾、西风带与南海等地区,冬季主要来源于西风带;赤道至30°N的印度洋、太平洋等地区从地表至700hPa全年各自存在一条强水汽输送带,中国和太平洋700-500hPa之间存在一条“自西向东”的强水汽输送带,我国陆地和同纬度的西太平洋的500-300hPa高空存在一条较强的水汽输送带;季节换季前后和季风爆发前后、季风撤退前后,阿拉伯海-印度半岛-孟加拉湾-中南半岛-南海纬向水汽输送变强(或减弱),索马里附近的经向水汽输送通量变强(或减弱)。 2.探讨了水汽输送对西南地区降水时空特征的影响。从大气水汽含量、净获得(或净失去)的水汽、水汽垂直输送通量、垂直水汽输送通量探讨了西南地区的降水时空特征,经研究发现,西南地区的水汽含量、净获得(净失去)的水汽、水汽输送通量、垂直水汽输送通量与西南地区的降水时空分布存在很好的对应关系。 3.分析了夏季旱涝时西南地区输送特征的差异及其可能原因。西南地区夏季典型旱涝时,孟加拉湾北部及中南半岛北部与中南半岛南部水汽通量及距平存在反相位特征;孟加拉湾北部地区以及中南半岛北部地区、云南、贵州等地区850hPa、700hPa、500hPa等层面的水汽输送在西南地区夏旱时和夏涝时风场距平差异较大;夏涝时和夏旱时青藏高原的4-6月感热加热变化具有反相位特征;西南地区夏旱时和夏涝时,30°S-10°S印度洋海域和索马里海域海温变化存在反相位特征,阿拉伯海和孟加拉湾海温变化也具有类似反相位特征西南地区夏旱和夏涝时,孟加拉湾北部、中南半岛在850hPa风场距平不同。 4.分析了2009年/2010年西南地区水汽输送异常特征,探讨了其成因。2009年9月至2010年4月,孟加拉湾地区纬向和经向水汽输送通量减小,使西南地区从孟加拉湾地区获得的暖湿水汽减少;西太平洋副热带高压偏西偏强、西风带经向环流减弱导致西南地区的冷暖交汇作用减弱,不利于降水形成;2009年-2010年冬季,孟加拉湾地区、南海低空流场流向发生偏转,导致上述地区输送至我国西南地区水汽减弱或者无法输送至我国西南地区;2010年3、4月份,印缅槽偏弱、偏北,使孟加拉湾的低空流场流向偏向,不利于孟加拉湾和南海水汽输送至云南东部、贵州、四川盆地。 5.分析了全球大气水汽中的δD空间分布、季节变化,并比较了我国西南地区大气中的δD变化与大气中温度和湿度变化的关系,初步分析了孟加拉湾和南海地区不同层面的水汽输送变化与我国西南地区大气中相应层面δD变化的关系。
【关键词】:西南地区 水汽输送 特征 水汽 同位素
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P426
【目录】:
  • 摘要3-6
  • ABSTRACT6-14
  • 1 绪论14-28
  • 1.1 研究背景与选题依据、意义14-15
  • 1.2 国内外水汽输送研究进展15-25
  • 1.2.1 区域水汽输送与水汽平衡15-17
  • 1.2.2 水汽输送与降水关系17-19
  • 1.2.3 影响我国水汽输送因素研究19-21
  • 1.2.4 亚澳季风与水汽输送研究21-22
  • 1.2.5 水汽及其输送研究技术手段与方法22-25
  • 1.3 问题提出与主要研究内容25-28
  • 2 西南地区水汽分布与输送气候特征28-53
  • 2.1 西南地区地形地貌特征29-30
  • 2.2 资料说明及计算方法30-32
  • 2.3 西南地区大气含水量的气候特征32-40
  • 2.3.1 西南地区大气含水量的季节变化32-35
  • 2.3.2 西南地区大气水汽含量垂直空间分布情况35-40
  • 2.4. 西南地区水汽输送气候特征40-51
  • 2.4.1 整层水汽输送通量气候特征40-41
  • 2.4.2 西南地区整层水汽输送通量散度气候特征41-43
  • 2.4.3 西南地区及其周边地区不同层次的水汽输送特征43-48
  • 2.4.4 西南地区季风爆发以及撤退前后水汽输送变化特征48-50
  • 2.4.5 西南地区季风季节换季前后水汽输送变化特征50-51
  • 2.5 本章小结51-53
  • 3 西南地区水汽输送与降水关系53-64
  • 3.1 资料与方法54-55
  • 3.2 西南地区降水时空变化55-57
  • 3.2.1 西南地区季节降水量比较55-56
  • 3.2.2 西南地区不同季节降水的空间分布56-57
  • 3.3 水汽输送时空变化与西南地区降水时空分布关系探讨57-62
  • 3.3.1 西南地区水汽时空变化与降水时空分布关系57-58
  • 3.3.2 西南地区水汽输送时空变化与降水时空分布关系58-61
  • 3.3.3 西南地区水汽垂直输送时空变化与降水时空分布关系61-62
  • 3.4 本章小结62-64
  • 4 我国西南地区夏季典型旱涝水汽输送特征比较分析64-86
  • 4.1 数据与方法66-69
  • 4.1.1 数据66
  • 4.1.2 方法66-69
  • 4.2 西南地区夏季水汽输送气候特征69-71
  • 4.2.1 西南地区夏季不同等压面上的平均水汽输送特征69-70
  • 4.2.2 西南地区夏季整层垂直积分水汽通量及散度70-71
  • 4.3 西南地区夏季典型旱涝水汽输送比较分析71-75
  • 4.3.1 地区夏季典型旱涝不同层面的水汽输送比较71-73
  • 4.3.2 西南地区夏季典型旱涝整层垂直积分水汽输送通量及其散度比较73-75
  • 4.4 西南地区夏季典型旱涝水汽输送分异成因探讨75-84
  • 4.4.1 4-6月份青藏高原感热通量变化75-78
  • 4.4.2 印度洋海温变化78-81
  • 4.4.3 低空流场81-84
  • 4.5 结论84-86
  • 5 我国西南地区2009/2010年特大旱灾水汽输送变化分析86-109
  • 5.1 资料与方法87-88
  • 5.2 2009年9月至2010年4月干旱程度88-90
  • 5.3 2009年9月-2010年4月西南地区水汽输送特征90-98
  • 5.3.1 2009年秋季西南地区水汽输送特征90-94
  • 5.3.2 2009年-2010年冬季西南地区水汽输送特征94-96
  • 5.3.3 2010年3月-4月西南地区水汽输送特征96-98
  • 5.4 2009年秋季至2010年4月大气环流特征分析98-106
  • 5.4.1 2009年秋季西风带环流和西太平洋副热带高压特征分析98-103
  • 5.4.1.1 西风带环流特征98-100
  • 5.4.1.2 西太平洋副热带高压100-103
  • 5.4.2 2009年-2010年冬季850hPa低空流场分析103-104
  • 5.4.3 2010年3、4月份印缅槽分析104-106
  • 5.5 结论与总结106-109
  • 6 我国西南地区水汽输送与水汽中稳定同位素关系109-135
  • 6.1 TES简介与数据110-112
  • 6.1.1 TES简介110-111
  • 6.1.2 数据111-112
  • 6.2 全球大气水汽中δD分布特征112-124
  • 6.2.1 全球大气水汽中δD季节分布特征112-118
  • 6.2.1.1 平均δD分布112-117
  • 6.2.1.2 δD季节分布117-118
  • 6.2.2 全球大气水汽中δD季节差118-120
  • 6.2.3 大气水汽中δD沿经线分布120-122
  • 6.2.4 大气水汽中δD沿纬线分布122-124
  • 6.3 我国西南地区水汽输送与水汽中稳定同位素的关系124-133
  • 6.3.1 我国西南地区大气水汽中δD的逐月变化124-125
  • 6.3.2 我国西南地区大气水汽中δD与温度关系125-127
  • 6.3.3 我国西南地区大气水汽中δD与比湿的关系127-128
  • 6.3.4 我国西南地区大气水汽中δD与水汽输送的关系128-133
  • 6.4 小结133-135
  • 7 总结与研究展望135-142
  • 7.1 全文总结135-139
  • 7.2 本文特色139-140
  • 7.3 研究展望140-142
  • 参考文献142-156
  • 附录156-157
  • 致谢157-158

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6 丁斌;中国西部水汽输送与旱涝关系的研究[D];南京信息工程大学;2006年
7 张玉娟;西北地区大气水分特征及相关问题的初步研究[D];南京气象学院;2004年
8 刘晓东;水汽输送对中国东部夏季雨带变化影响的诊断模拟[D];南京信息工程大学;2005年
9 梁萍;中国部分区域夏季强降水的水汽来源及大尺度机制[D];南京信息工程大学;2005年
10 于恩涛;艾比湖流域大气水汽输送及植被变化气候响应研究[D];新疆大学;2008年
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