南海夏季风爆发迟早的诊断和预测研究

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本文利用ECMWF和NCEP(1958-1999年)两套全球格点再分析资料和美国NOAA的OLR资料,运用相关分析、合成分析和小波分析等诊断方法研究了影响南海夏季风爆发迟早的前期因子,在此基础上详细探讨了2月份赤道纬向风异常的产生机制。用前期影响因子建立了南海夏季风爆发时间预测方程,对2006年南海夏季风的爆发进行了预测。 主要研究结果如下:(1)分析发现南海夏季风建立日期与当年2月份赤道印度洋地区的纬向风存在高层(200hPa-100hPa)为正、低层(1000hPa-700hPa)为负的显著相关偶极子对,而在赤道中太平洋地区(160°E-160°W)则存在高层为负、低层为正的另一个显著相关偶极子对,这种特征可以在赤道(10°S-10°N)平均纬向风与建立日期的相关系数分布中得到明显表现。分析这种相关特征的持续性,发现上述相关系数分布形势从2月到5月份一直存在,且赤道印度洋地区高低层相反的相关系数值分布特征从3月份开始逐渐东移,到5月份维持在印度洋东部至南海一带。通过分析5月份季风爆发早晚年赤道平均纬向风距平合成图,发现南海地区低层负相关对应于西风异常,高层正相关则对应东风异常,说明低层西风,高层东风的纬向风场分布有利于南海夏季风早爆发。而这种特征可以追溯到前期2月份大气环流的异常。 (2)诊断分析发现,2月份在850hPa气压层上赤道印度洋地区出现异常西风,赤道太平洋地区出现异常东风,整个热带赤道地区为广阔的异常低压带(在热带印度洋出现以赤道对称的显著低压中心),以苏门答腊地区为中心的对流活动正异常之间的物理联系可由Gill的理论模型[80]来解释。分析表明,2月份赤道印度洋—大陆桥地区出现的异常强对流活动将造成热带赤道地区大气流场和气压场产生显著异常变化,并影响后期南海夏季风的爆发迟早。因此,2月份该地区大气各要素的异常变化可作为南海夏季风爆发迟早的前兆信号。 (3)分析南海夏季风建立日期与2月份各气象要素的相关特征,定义了10个用于诊断南海夏季风爆发迟早的前期因子。这些因子与大部分学者定义的南海夏季风建立日期存在高相关系数,说明对季风爆发迟早有一定的反映能力和预测作用。利用这些前期因子使用线性回归方法建立了南海夏季风爆发时间预测方程,方程预测的季风建立日期与季风实际爆发时间有十分显著的相关,对具体日期的拟合也较好,依据该方程预测了2006年南海夏季风建立日期为5月第4候。
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