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《成都信息工程学院》 2015年
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青藏高原“湿池”的变化特征及其对我国气候的影响

谢启玉  
【摘要】:本文先利用ERA-Interim(简称ERA)、NCEP/NCAR2(简称NCEP2)两种不同分辨率的再分析资料结合探空观测资料分析了高原“湿池”的气候特征,然后基于ERA资料用经验正交函数分解(EOF)的方法研究了高原“湿池”时空变化特征,探讨了其变化的主要原因,最后对夏、冬季高原“湿池”区域水汽收支及其与我国降水的关系进行了研究。结果如下:(1)在对流层中上层,高原上无论夏、冬季都有大气水汽含量的高值中心—高原“湿池”存在。夏季7月,高原“湿池”强度最强,ERA资料不仅在高原南部有自西到东的连续高湿带外,在高原西北部还有一个高湿中心;NCEP2资料仅在高原东南部和西南部有两个高湿中心。冬季1月,两种资料均只高原东南部有高湿中心。总体上,ERA资料与探空观测资料的高湿中心区更为接近。7月,ERA资料的高原南部高湿中心较NCEP2资料稍强,其在1990年代中期(1994~1996年)之后持续偏强,西北部中心强度有弱-强-弱-强交替变化特征;而NCEP2资料南部两个高湿中心分别在2009年、1998年之后偏强。1月,两种资料的高湿中心值基本相当,两者分别在1980年代后期和中期之后持续偏强。7月,ERA资料的整个高原南部高湿中心带几乎为一个连续的区域,1996年以后这一特征更为明显;NCEP2资料仅存在东西两个湿中心活动经度带。1月两种资料均分为东西两段的高湿中心带。(2)EOF分析表明:夏季高原“湿池”水汽含量异常主要有整个高原一致变化、东西相反变化及南北相反变化三种类型的空间分布,三种类型的周期为4~6年;冬季主要有高原一致变化、南北相反变化两种类型空间分布,两种类型有3~6年和10年周期变化。夏、冬季主要空间分布类型时间系数均对我国降水具有较好的指示性。第一特征向量时间系数异常正(负)值典型年,夏季南支槽偏弱(强)、南亚高压偏弱(强),水汽输送场不(有)利于水汽向高原输送及辐合,使得高原“湿池”水汽含量偏少(多);冬季南支槽偏强(弱)、东亚大槽偏西(东),水汽向(无法向)高原有效输送及辐合,高原“湿池”水汽含量偏多(少),揭示了高原“湿池”时空变化的主要原因。(3)夏季高原“湿池”东南部区域的水汽分别从西、南边界输入,东、北两个边界输出,净水汽收支多年平均为水汽“盈余”,并与净收入、支出均在1993/1994年有明显的趋势突变转折,三者均存在4~6年左右的周期;1993/1994年突变前、后水汽输送距平场在亚洲季风区NNW-ESE、WSW-ENE方向有两列波列相反分布,其交汇传播和相互作用使我国降水在突变前、后从北到南呈现相反的分布型;该区域夏季净水汽收入(支出)与高原东南部—江淮流域和华北地区的降水呈现正相关,与华南降水呈负相关;异常多(少)水汽支出年时我国降水从北到南为“+-”(“-+”)的分布:江淮流域、华北为降水正(负)距平区,华南为负(正)距平区,水汽输送场有利于水汽向降水偏多的地区输送。同时,该区域夏季南边界的水汽输送对我国西北大部地区、江淮流域及华南北部的秋季降水有较好的指示性。(4)冬季高原湿中心区域的水汽从西、南边界输入,东、北边界输出,净水汽收支多年平均为水汽“盈余”。该区域净水汽收入、支出34年总趋势是增加的,而净水汽收支是减少的,但三者均存在4~6年左右的周期。冬季该区域净水汽收入对南疆、高原东部—四川盆地及云贵高原的降水有较好的指示性、净水汽支出对西南—华南的我国南方大部分地区降水有较好的指示性,净水汽收支则可表征高原东部及邻近地区、长江中游地区的降水。该区域异常多(少)水汽支出年时,我国南方大部分地区的降水偏少(多),水汽输送场不(有)利于水汽向我国南方的输送及辐合,即其水汽支出的强弱反映了水汽输送的强弱和我国降水的分布,体现出水汽收支通过环流对降水产生重要影响。同时,该区域冬季水汽收支对内蒙古中部、江淮流域、东北北部及西北东部地区春季降水有较好的指示性。
【关键词】:高原“湿池” 时空变化特征 水汽收支 我国降水 相关
【学位授予单位】:成都信息工程学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P461.2
【目录】:
  • 摘要3-5
  • Abstract5-10
  • 第一章 绪论10-15
  • 1.1 课题研究的重要意义10
  • 1.2 高原“湿池”研究10-13
  • 1.2.1 高原“湿池”特征研究10-11
  • 1.2.2 高原“湿池”水汽来源及输送特征11-12
  • 1.2.3 高原水汽收支特征研究12
  • 1.2.4 高原水汽输送对天气气候的影响研究12-13
  • 1.3 本文研究内容13-15
  • 第二章 资料和方法15-18
  • 2.1 资料15
  • 2.2 方法15-18
  • 2.2.1 计算公式15-16
  • 2.2.2 T检验16
  • 2.2.3 相关分析16
  • 2.2.4 经验正交函数分解(EOF)16-18
  • 第三章 两种分辨率再分析资料的青藏高原“湿池”的气候特征18-28
  • 3.1 高原“湿池”的区域特征18-20
  • 3.2 高原“湿池”的变化特征20-26
  • 3.2.1 高原“湿池”的年变化特征20-22
  • 3.2.2 高原“湿池”强度的变化特征22-24
  • 3.2.3 高原“湿池”范围的变化特征24-26
  • 3.3 本章小结26-28
  • 第四章 青藏高原“湿池”时空变化特征28-42
  • 4.1 高原“湿池”时空变化特征28-31
  • 4.1.1 夏季高原“湿池”时空变化特征28-30
  • 4.1.2 冬季高原“湿池”时空变化特征30-31
  • 4.2 高原“湿池”时空变化与我国降水的关系31-34
  • 4.2.1 夏季高原“湿池”时空变化与我国降水的关系31-33
  • 4.2.2 冬季高原“湿池”时空变化与我国降水的关系33-34
  • 4.3 高原“湿池”时空变化异常的主要成因34-41
  • 4.3.1 位势高度34-37
  • 4.3.2 水汽输送37-41
  • 4.4 本章小结41-42
  • 第五章 夏季青藏高原“湿池”东南部区域水汽收支及其与我国降水的关系42-52
  • 5.1 高原“湿池”东南部区域夏季平均水汽收支的变化42-45
  • 5.1.1 夏季平均水汽收支的气候特征42-43
  • 5.1.2 夏季水汽收支的变化特征43-45
  • 5.2 夏季水汽收支突变前后的我国降水及水汽输送异常45-46
  • 5.3 高原“湿池”东南部区域夏季水汽收支与我国降水的关系46-50
  • 5.3.1 夏季水汽收支与我国同期降水的关系46-50
  • 5.3.2 夏季水汽收支与我国秋季降水的关系50
  • 5.4 本章小结50-52
  • 第六章 冬季青藏高原湿中心区域水汽收支及其与我国降水的关系52-60
  • 6.1 冬季高原湿中心区域平均水汽输送特征52-53
  • 6.2 冬季高原湿中心区域水汽收支变化特征53-54
  • 6.3 冬季高原湿中心区域水汽收支与我国降水的关系54-59
  • 6.3.1 冬季水汽收支与我国同期降水的关系54-57
  • 6.3.2 冬季水汽收支与我国春季降水的关系57-59
  • 6.4 本章小结59-60
  • 第七章 结论与展望60-63
  • 7.1 结论60-62
  • 7.2 问题与展望62-63
  • 参考文献63-68
  • 作者在读期间科研成果简介68-69
  • 致谢69

【参考文献】
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