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长江中下游持续性强降水事件(Persistent Heavy Rainfall,简称PHR)是由于不同纬度多尺度系统共同作用形成有利的稳定环流形势从而形成的一种典型极端降水事件,具有强度大、范围广以及持续时间长的特点,是当前一到两周预报中的难点。为进一步认识长江中下游地区PHR的发生、发展演变机理,本文对发生在1982年和1998年6月中下旬的两次历史同期PHR事件进行了对比分析研究。 首先对于形成两次PHR事件的有利环流形势及其建立过程中不同尺度扰动所起的作用进行分析,在相同的气候背景下,由于不同尺度扰动在高低纬度不同的作用,所导致的PHR事件有利环流形势也存在一定的差异,弥补了已有研究对于类似个例差异性的忽视。1982年是由于贝加尔湖地区的低压槽延伸至长江中下游地区加强了冷空气的输送,同时西北太平洋副高异常加强西伸,促进了暖湿气流的输送,主要是由于30-60天以及10-30天扰动促使有利环流形势的建立,其中30-60天扰动主要促进了副高西伸,而10-30天扰动则对于高低纬度有利环流形势的形成都有很强的促进作用。对于1998年,贝加尔湖地区以及我国东部分别有低压槽存在,加上副高的明显西伸,三者两两之间发生相互作用从而导致长江中下游地区PHR事件的发生,并且与1982年不同的是,这种环流形势是在60天以上以及30-60天扰动共同作用下建立的,其中60天以上扰动对于贝加尔湖地区低压槽和西太副高的西伸具有促进,30-60天扰动则同时加强了我国东部的低压槽和副高,10-30天扰动则在PHR过程的四个阶段在研究区域的南北部分别起到不同的调制作用。进一步采用数值模拟的方法来探讨不同尺度扰动高低纬度(分界为30°N)系统对长江中下游区域降水异常的影响,进一步明确了上述分析结果,指出30-60天扰动低纬地区系统对于两次PHR事件的贡献都比较弱。 通过对两次PHR过程中低纬低频扰动的分析,本文建立了1982和1998年PHR发生前后低纬地区30-60天季节内振荡发展演变的概念模型,指出,虽然在两次PHR事件中,30-60天季节内振荡均对南海—菲律宾反气旋性异常的建立和维持具有重要作用,但其演变特征却截然不同。在1982年PHR发生之前,赤道西印度洋上空出现对流活动抑制区,随后抑制区沿赤道东传,在到达东印度洋之后,对流抑制区分为两支,一支偏离赤道向北传播,另一支继续沿赤道向东传播,在西赤道太平洋地区与来自东太平洋的对流异常扰动合并后开始沿西北路径传播直至南海—菲律宾海地区,其伴随的反气旋性异常导致了副高的异常西伸,有利于长江中下游地区PHR的发生。在1998年PHR发生之前,赤道西印度洋和赤道西太平洋上空同时出现对流活动抑制区,两者同时分别向东北和西北方向传播,最后在孟加拉湾-南海一带合并后继续向东北方向传播,从而在南海附近产生显著的反气旋性异常,有利于西北太平洋的水汽输送到长江中下游地区。随后此扰动与自北太平洋向西南传播的对流异常在日本岛以东区域合并,并向西传播进入我国华南和长江中下游区域。 低纬地区30-60天低频扰动对于PHR事件起到了关键的作用,针对其在西北太平洋地区的传播过程进行分析。结果表明,西北太平洋地区30-60天低频扰动对流-环流耦合系统的传播是由于正-负涡度异常波列的发展引起低层辐合以及水汽的积累,从而使得对流发展。进一步通过涡度诊断的方法从不同尺度相互作用的角度出发探讨西北太平洋850hPa的30-60天扰动涡度异常传播机制,针对正-负涡度异常波列中的正涡度进行分析,指出大尺度风场对扰动涡度的平流,扰动风场对大尺度涡度和行星涡度的平流,以及扰动辐合辐散作用对于西北太平洋低层30-60天涡度异常的演变传播贡献最大。对于1982年,除了平均流对涡度异常的平流作用,气旋异常西南—东北走向使得其西北侧经向风为北风,其对行星涡度的平流作用也能够使得该侧涡度异常增长,并且辐合作用对于南海区域的涡度异常发展也有一定的贡献,当正涡度异常到达南海菲律宾海一带时,日本岛以东地区的辐散作用使得该区域涡度衰减。对于1998年,太平洋正涡度异常西北向传播前期主要由平均流的平流作用导致其传播,其在南海一带与印度洋区域涡度异常的合并增长则是大尺度平流以及扰动辐合作用共同作用,当正涡度异常在南海-菲律宾海一带发展成熟,辐合作用导致日本岛以东区域涡度发展,随后,扰动风场对大尺度涡度以及行星涡度的平流使得其向西传播进入长江流域。因此,本文通过多尺度分解进一步明确了不同尺度相互作用对于西北太平洋地区30-60天扰动环流场传播的贡献及物理图像,指出除了前人研究所重视的平流作用,扰动风场的辐合作用对于其在某些区域的加强也起到了关键作用,拓展了已有研究的认识。