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斜压Rossby波包及与其有关的地面气旋、反气旋是影响中纬度地区天气的重要系统。江淮流域梅雨期强降水是中国夏季主要的自然灾害之一。然而,目前有关斜压波包与江淮流域强降水之间联系的研究较少。本文使用降水观测资料、NCEP再分析大气资料及模式大气资料,采用一点相关、回归、Hilbert变换等方法,对江淮流域6-7月份强降水过程与对流层上层斜压Rossby波包活动之间的联系进行了系统的探索,得到了以下主要结论:
首先,强梅雨个例年及多年平均的结果均表明,强降水期间对流层上层Rossby波具有明显的斜压性和下游频散特征。扰动在欧亚大陆交界处里海附近生成发展,并激发出Rossby波列向下游传播,大约3天后传至江淮流域上空,给该地区强降水的发生带来扰动能量供应。波动的传播有两条路经:沿亚洲急流的偏西路径以及在急流北侧西风带中的偏北路径。
其次,江淮流域降水强弱年6-7月份对流层上层的波包活动存在明显差异,两者均具有明显的下游发展特征,但是其能量源地和传播路径不同。强年Rossby波包起源于里海南侧,波包沿偏西路径传播至江淮地区上空;而弱年波包起源于里海西北侧,沿偏北路径到达江淮地区。进一步的分析表明,波包活动导致江淮地区大气环流的变化尤其是高空脊(槽)的强弱改变是影响该地区降水强弱的原因之一。
最后,对CAM模式大气中的斜压Rossby波包活动进行了研究,发现模式对个例年及多年平均的斜压波的下游发展均能够很好的模拟,与再分析资料得到的结果类似。模式对强降水年波包传播的偏西路径能够成功模拟,但对弱降水年偏北路径的模拟尚需完善。
本文使用诊断分析及数值模拟方法对对流层上层斜压波包的传播特征及其与江淮流域强降水过程的联系进行了探索,所得结果有利于认识江淮强降水过程产生的机制,并为探讨强降水过程的预报方法、改进数值模式、和使用模式进行强降水过程的模拟及预报提供依据。