夏季副热带多尺度热力强迫和东亚夏季风年际及年代际变化的关系

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenkefang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
感热加热是地-气能量交换的一个重要物理过程,然而大范围长时间尺度的感热观测凤毛麟角。在再分析和陆面模式中,感热通量主要依赖于模式本身的性能和输入场的差异,因此对现有的各种模式输出的感热做评估分析很有必要,这也是本文的研究目的之一。在此基础上,本文还利用ERA40,NCEP FNL和NCEPR2再分析资料,从低层环流、温度及气压场出发,研究了夏季副热带地区多尺度强迫与东亚夏季风年际及年代际变化的关系。论文的主要结论如下:   (1)多套感热资料对比研究。基于现有的8套具有较长时间尺度的地表感热加热资料,包括NCEP第一、第二套再分析资料NCEPR1、NCEPR2和气候预报系统再分析(CFSR)、ECMWF的ERA40、日本气象厅的JRA、NASA的GLDAS-2 Noah(G2 Noah)、阳坤等提供的青藏高原地表能量资料(YSiB2)和作者基于青藏高原台站观测资料计算结果(ObCh),对1980-2006年地表感热通量的平均状况、季节变化、年际变化及线性趋势进行了比较分析。从气候平均全球来看,前6套资料的感热通量的水平分布型基本一致:大值区主要在夏半球副热带大陆西部,冬半球热带大陆和北半球冬季大洋西边界,它们与来自内陆的、较高纬度的干冷气流有关;小值区主要存在于冬半球中高纬地区和夏半球副热带大陆东部,这些地区的地-气温差相对较小。   本文重点分析了青藏高原地区的感热加热及相关物理量。虽然8套资料所提供的青藏高原地区地表感热加热强度和水平分布存在明显差异,但具有较为一致的季节变化,即冬、秋季小,春、夏季大。感热的年际变化上,NCEPR2和CFSR最大,YSiB2最小;与ObCh相比,YSiB2与之相关关系最高,JRA和ERA40次之;8套资料在夏季的一致性最好,秋季次之;感热加热的年际变化与地-气温差具有较好的相关关系。对于线性趋势而言,1980-2006年大部分资料的感热通量和近地面风速具有一致的线性减弱趋势。以上所揭示的各套资料的一致性表明了他们特定的适用性,为气候动力学的相关研究提供了必要信息。   (2)大陆尺度热力强迫与东亚夏季风。基于1958-2002年夏季6-8月ERA40再分析资料,利用地面旋度风定义了表征大陆尺度热力强迫对东亚季风的作用的指数CTFI。该指数具有明显的年际和年代际变化,这些变化与西太平洋地区的环流关系密切,而与欧亚大陆的关系相对较弱,表面感热加热异常主要表现为对大气环流的一种响应。8月CTFI的年代际变化最为明显,它可能受西太平洋暖池区感热加热和对流变化的影响,同时它也影响着东亚地区“三明治”降水异常分布。年际尺度上,大陆尺度热力强迫能较好地反映出东亚降水的季节推进,即6-7月指数偏强,有利于江淮流域降水,而8月的降水正相关中心在华北。不管是年际还是年代际变化,CTFI偏强的年份,西太副高偏西偏北,东亚地区上空对流层中低层偏南风增强,输送大量水汽,有利于副高西北部的降水偏多,从而使得地表感热通量减小;反之亦然。   (3)局地尺度的海陆风强迫与东亚夏季风。水平力管效应可以较好地反映局地水平温度梯度对大气环流的影响,故本文用水平力管来研究局地海陆风强迫。在东亚海陆交界处,明显的海陆温差造成了较强的水平力管,其方向基本与海岸线平行;该水平力管效应具有明显的日变化,在午后14时(北京时间)最强,早上08时最弱,而子夜02时与14时反向。海岸线附近水平风场散度也具有相应的日变化,即白天陆地上辐合,海洋上辐散,而夜晚则相反,昼夜差值表现为明显的海风环流。2000-2009年7月欧亚大陆东海岸的水平力管经、纬向分量的日变化(14时减去02时)具有一致的年际变化,其中2003年最强,2006年最弱。与2006年相比,2003年30°N以南海岸线附近的陆地上地面气温的日变化偏强,相应的海陆温差和水平力管日变化也偏强,从而陆地上的日变化表现为偏强的水平风场辐合和上升运动,而海洋上则为偏强的水平风速辐散和下沉运动。   (4)区域尺度青藏高原强迫与东亚夏季风。由于青藏高原南部和东部斜坡的强感热加热,气流向高原辐合,被迫抬升凝结产生降水,故而在高原南部和东部各存在一个大尺度降水中心,相应的大尺度凝结加热率从地面随高度升高线性增强。高原南部和东部的大尺度凝结加热垂直差异偏强时,高原上地面低压、气旋式环流和风场向高原的辐合均偏强,反之亦然。高原东部大尺度降水异常还与东亚地区的大气环流具有密切联系:降水异常偏多(偏少)年,东亚上空南亚高压和西太副高偏强(偏弱),华南地区的降水偏少(偏多)。此外,对夏季高原及附近地区地面气压场的EOF分析表明,高原地面气压具有明显的年代际变化,1978年之前地面低压偏强,之后地面低压偏弱,变化中心在高原东南部和东北部。强弱年合成对比分析表明,弱年高原东南角的地面气压偏高,辐散气流偏强,降水偏少,感热偏强;围绕高原东南部和东北部的反气旋偏差环流使得长江流域上空存在异常的气旋式切变,有利于该地区的降水偏多,而华南和华北地区均为异常偏北风所控制,降水偏少,中国东部形成“三明治”降水异常分布。因此,高原的热力异常与我国东部降水空间型在长期趋势和年际变化上均有密切联系。
其他文献
气候预测是当今科学界研究的热点问题,世界气候研究计划的一个核心科学目标就是气候预测,其中降水预测尤其困难。目前,我国汛期降水的短期气候预测业务水平,仅是60%-70%左右(
正确的分析数值模式中的不确定性是使用数值模拟来定量研究天气和气候变化问题时的任务之一。数值模拟中不确定性的来源既包含物理参数的选取、模式的框架、观测的误差,也包括
随着中国本土消费市场不断发展,品牌已经成为消费者做出选择的标准之一,目前有统计资料将中国列为奢侈品消费第一大国,而奢侈品范围不断扩充,介于普通商品和奢侈品之间、能够
由于多年冻土在地气能水交换中的特殊作用,把多年冻土陆面过程模式纳入区域气候模式是目前相关学科研究的焦点之一,揭示多年冻土区陆面能水平衡过程和机理对陆面模式和全球气候
期刊
潮州广播电视台是“全国文明单位”。潮州电视台的当地市场份额居广东省地级台第一名。该台的新闻栏目《民生直播室》自2005年创办以来,一直保持25%左右的收视率、70%以上的
著名学者塞缪尔·亨廷顿在《文明的冲突与世界秩序的重建》一书中说道:“人类的历史是文明的历史,不可能用其它任何思路来思考人类的发展。”《江南话语》——这一中国地方电
宋徽宗,当皇帝是挺失败的,但他在文艺领域的造诣与成就,却是超一流的,这一点连抨击他的人也不敢否认。施耐庵《水浒传》这么描述宋徽宗:“是个聪明俊俏人物,这浮浪子弟门风帮闲之事,无一般不晓,无一般不会,更无一般不爱,即如琴棋书画,无所不通,踢球打弹,品竹调丝,吹弹歌舞,自不必说”。虽语带轻薄,却不能不承认赵佶搞艺术的才情。套用现在流行的说法,宋徽宗是一位典型的“斜杠青年”。他热爱“高尔夫球”,是深谙棋
期刊
利用“十一五”国家科技支撑计划重点项目在2009年春季开展的“环北京云观测试验”的观测资料,本文研究了试验期间锋面天气系统对气溶胶和CCN的分布及特征的影响。结果表明:
20年代末至30年代初,以毛泽东为主要代表的中国共产党人探索出一条适合中国革命的新道路———农村包围城市、武装夺取政权,即在半殖民地半封建的中国,在敌强我弱的情况下,把党的工作