影响长江流域夏季降水的热带和热带外因子

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长江流域夏季降水受到热带和热带外大气环流的共同影响。本文讨论了影响长江流域夏季降水的热带和热带外环流异常,并分析了这些环流异常对长江流域降水影响的次季节变化和年代际变化。得到以下主要结论:  长江流域夏季降水与热带西北太平洋夏季降水之间存在显著的反相关关系,然而超过一半的长江流域降水方差不能为这种反相关关系所解释。因此,我们讨论了影响长江流域夏季降水的其它因子。结果表明,热带外环流异常对长江流域降水有重要影响。在对流层低层,长江流域北部的东北风异常对长江流域夏季降水有重要影响。东北风异常与长江流域南部的西南风异常配合,一方面,它们增加了长江流域的水汽累积;另一方面,两者分别从长江流域的北部和南部带来干冷空气和湿空气,从而增加了长江流域相当位温(θe)的经向梯度。加强的θe经向梯度有利于对流不稳定的形成,从而有利于降水的产生。进一步的结果表明,对流层高层亚洲急流的经向偏移以及沿急流传播的“丝绸之路”纬向波列可以通过调节对流层低层的东北风异常来影响长江流域降水。  长江流域降水与热带西北太平洋降水的反相关关系发生了显著的次季节变化。两者的反相关关系在前夏很强,但在中夏很弱。因而我们分析了前夏和中夏影响长江流域降水的大尺度环流异常。结果表明,前夏长江流域降水主要受热带环流异常的影响,即热带西北太平洋降水异常所激发的副热带西北太平洋反气旋/气旋异常。而在中夏,长江流域降水主要受对流层低层和高层热带外环流异常的影响。在对流层低层,长江流域北部的东北风异常通过增加长江流域的θe经向梯度使得长江流域降水增多。在对流层高层,亚洲西风急流的经向偏移以及沿急流传播的“丝绸之路”纬向波列通过影响对流层低层的东北风异常影响长江流域降水。  热带西北太平洋降水异常对中国东部降水异常的影响在中夏和后夏也发生了显著的次季节变化,然而与之相联系的低层环流异常却没有显著的变化。中夏与热带西北太平洋降水异常相关的中国东部降水异常主要位于黄淮流域,而在后夏则主要位于中国的中南部(CSC)。中夏和后夏的低层环流异常均表现为副热带西北太平洋地区的反气旋/气旋异常。进一步的结果表明,后夏与热带西北太平洋降水有关的中国东部降水异常可以用原始环流场得到解释,而不是环流异常。后夏CSC区域降水偏多时,有来自海洋的东南风向CSC区域输送水汽,而降水偏少时,CSC区域主要受东北风的影响,水汽输送减少。  热带和热带外因子对长江流域夏季降水的影响在1979年前后发生了年代际变化,在夏季季节平均以及次季节尺度(包括前夏、中夏和后夏)均有体现。就季节平均而言,1979年之前,长江流域降水主要受热带外环流异常的影响,即对流层低层长江流域北部的东北风异常以及对流层高层亚洲急流的经向偏移和沿急流传播的“丝绸之路”纬向波列。相比之下,热带环流异常的影响很弱。但在1979年之后,热带环流异常对长江流域降水的影响增强,即热带西北太平洋降水异常所激发的副热带西北太平洋反气旋/气旋异常加强,而热带外环流异常在1979年之后略有减弱。对前夏、中夏和后夏的环流异常在1979年前后的影响分别分析。对于前夏和后夏,热带环流异常在1979年前后均影响长江流域降水,但1979年之后更强。1979年之前,前夏长江流域降水还受到热带外环流异常的影响,但在1979年之后热带外环流异常的影响减弱。中夏长江流域降水在1979年前后均主要受热带外环流异常的影响,且没有显著的年代际变化。  本文的结果有利于更好地认识长江流域夏季降水,结果也表明,为了更好地对长江流域夏季降水进行预测,需要综合考虑热带和热带外因子的作用,并且在不同的次季节时段,应重点考虑不同因子的影响。
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