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本文通过延长2001-2005年梅雨序列的资料,以研究121a(1885-2005年)的梅雨参数的时变特征出发,通过趋势分析、小波分析还有其他诊断方法来研究进入21世纪后梅雨的演变情况,并对未来10年长江中下游梅雨的变化情况进行了预估。利用1904-2002年长江中下游入梅时间序列和全球海温距平月资料,通过累积滑动组合相关分析、求21a滑动相关系数等统计手段,运用“时间联合”和“区域联合”的新理念来研究全球海区共同作用对江淮入梅早晚的影响。
本文主要结论如下:
1.121a梅雨序列特征参数的时变特征分析
根据梅雨期划分标准,2001-2005年这5a都属于雨日不够密集的间歇性强雨期的梅雨季节特征。但只有2004年梅雨期可被看作常态情况。说明长江中下游梅雨进入21世纪后,不管是从梅雨量,还是入梅、出梅、梅雨长度,它们的年际变率都在加大,显示出进入21世纪后,我国中东部夏季风活动异常剧烈的年际振荡。
通过对延长后的新梅雨序列的时间演变分析,在1885-2005年这121a中,4个梅雨参数的年代际变化都很明显。根据趋势线的变化,可以估计在未来10年里,梅雨量仍将偏多,梅雨长度将偏长,入梅日期将偏早,出梅日期也将偏早。梅雨量在21世纪初没有出现突变的信号。
通过Morlet小波分析得出,入梅日期与出梅日期从20世纪80年代开始均出现2~3a和6a的短周期。入梅日期在80年代后出现了明显的12a左右的周期,出梅日期在80年代后出现了明显的16a左右的周期。进入1990年代,梅雨长度出现了8a的周期,梅雨量出现了明显的4a和8a的周期和一个近16a的周期。121a的梅雨序列仍有显著周期为2~3a、6~7a、23~24a、36~37a。进入1980年,梅雨参数中4a、8a、10~12a、16a左右的短周期振荡尤为明显。
从梅雨强度指数M的演变情况来看,近10年来,指数趋势变化呈下滑趋势可能与20世纪90年代以来,梅雨期雨日总数在梅雨期长度中所占比率的减少有很大关系。
2.江淮流域入梅日期与全球海温异常的关系分析
运用累积滑动组合相关和21a滑动相关方法,确定出了8个能很好预测江淮流域入梅变化的海温关键区和关键影响时段。当前一年12月-当年5月西太平洋暖池的海温偏高(低)时,江淮流域入梅偏早(晚);当年1月-5月中北太平洋海温偏高(低)时,江淮流域入梅偏早(晚);当前一年11月-当年3月菲律宾海域海温偏高(低)时,江淮流域入梅偏早(晚);前一年10月-当年4月中印度洋区和前一年11月-12月东印度洋暖池区海温偏高(低)时,江淮流域入梅偏早(晚)。而当年4月-5月中东太平洋区和秘鲁沿海区域海温偏高时,江淮流域入梅则偏晚;当前一年10月-当年5月白令海区海温偏高(低)时,江淮流域入梅则偏晚(早)。
从对海温影响入梅的21a滑动相关系数的年代际变化分析结果表明:太平洋区海温对入梅影响的正相关区范围大,且对入梅的正相关指示作用在近百年中明显比印度洋、大西洋区稳定。全球海温与入梅的负相关区虽然影响范围小,但它相关稳定性高;而与入梅的正相关区却存在着明显的区域差异和相关的不稳定性。
从分析全球海温异常型联系的角度出发,对太平洋海域与入梅的5个显著正相关区作了空间联合,得到Key区。这联合的5个关键区依次是:白令海区(45°N-65°N,160°E-160°W)、中东太平洋区(5°S-30°N,150°W-100°W)、秘鲁沿海区(35°S-5°S,90°W-70°W)、南太平洋区(65°S-45°S,170°W-80°W)、澳大利亚南部海区(55°S-30°S,120°E-150°E)。结果表明,5个关键区联合后与入梅相关的年代际变化较单个区域明显稳定,在近百年中都达到正相关,在20世纪20年代-30年代和20世纪80年代初这两个时间段上,Key区海温与入梅的21年滑动相关值明显增加。
所选Key海区当年3-5月海温不仅在年际尺度、年代际尺度和周期变化上与江淮入梅时间序列对应得很好,而且在空间分布上对应得也很一致。表明,Key海区海温与入梅序列有较好的正相关关系,两者确实存在着一定的内在联系,Key海区当年3-5月的SSTA确实是影响江淮入梅早晚的一个重要因子。