青藏高原冬春积雪的异常分布型对中国夏季环流和降水的影响

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本文使用SMMR和SMM/I遥感同化资料,通过诊断分析和数值模拟研究了高原积雪异常分布型的时空分布及其对中国夏季环流和的降水分布影响,并对高原积雪—季风环流—中国降水之间的影响机理进行了分析。主要结论概括如下:   (1)由于台站观测资料缺乏,特别是在高原西部,资料更加少,无法完整揭示高原内部积雪的演变特征,而SMMR和SMM/I遥感同化资料的范围广,空间连续性好,时间序列较长,数据可信度高,尤其是弥补了高原西部观测资料的奇缺,可以较真实地反映出高原积雪状况。   (2)高原积雪在空间分布和年际变化上均具有明显的冬春一致性,即高原积雪的异常分布从冬季一直延续到春季,高原春季积雪,特别是春季东部积雪,在年变程中的重要性要超过冬季积雪。春季积雪的融雪效应可以一直持续到夏季,从而影响到夏季副热带高压的南北进退,和导致东亚夏季风水汽输送的年代际变化,使得异常多雪年从南海输送到华南地区以及长江流域的水汽明显增加,而输入到华北地区的水汽大大减少,从而引起华南及长江流域的洪涝频繁发生,华北地区的干旱持续发展。   (3)高原积雪具有2种典型分布形态:一是主体一致型,即高原主体积雪一致偏多或偏少,这是高原积雪最主要的分布形态;二是东西相反型,即东、西部积雪的年际变化呈反位相关系,在春季表现尤为显著。这两种形态与中国降水“南涝北旱”分布的联系非常明显。   (4)高原主体一致型积雪与我国“南涝北旱”的降水型有着密切联系。主体一致型异常多雪时,积雪会导致高原上空大气垂直运动异常,夏季南亚高压偏强,孟加拉湾下沉运动增强,使得高原南侧西风急流加强,有利于水汽从印度洋沿高原南侧经我国西南地区向华南的输送;同时,西太副高的反气旋运动增强,其边缘的西南急流加强,有利于水汽从南海向华南地区的输送,同时与高原南侧西风急流在华南地区辐合;辐合气流继续向北运动,与我国北方的偏北气流在长江中下游地区形成辐合,加强了30°N附近的上升运动。从而使得我国夏季长江流域和华南地区降水偏多,而华北地区降水偏少,形成“南涝北旱”的降水分布。主体一致型异常少雪时,情况则相反。   (5)诊断分析和数值模拟发现,高原东西相反型积雪是导致我国夏季“南涝北旱”的雨型分布的重要因子。当东部多雪、西部少雪时,积雪异常效应相比主体一致型异常多雪时要弱,夏季对流层中部高压加强,由于高压位置相对偏东,造成高原南侧缅甸地区下沉运动加强,从而切断孟加拉湾水汽从西南向我国华南地区的输送;同时,西太副高处下沉运动增强,其边缘的偏南气流加强,在我国东部形成夏季风急流,有利于水汽从南海向我国东部地区的输送;夏季风急流与我国北方的偏北气流在长江下游以南地区形成辐合,加强了30°N以南的上升运动。夏季我国东部长江以南地区降水增多,而长江以北地区降水偏少,形成东部地区“南涝北旱”的降水分布。东西相反型是高原春季积雪的主要特征之一,但与主体一致型积雪的影响机制明显不同,积雪的不同分布对我国夏季环流和降水的影响是不相同的。   (6)高原积雪与我国旱涝格局的转换存在密切联系。20世纪70年代末以来,高原冬春积雪总体上存在偏多的趋势,同时在80年代末发生增多的突变,与夏季降水的“南涝北旱”分布在年代际变化上相当吻合。
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