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本文在对近50年我国淮河流域汛期旱涝及淮河雨季开始、结束日期、雨季长短特征分析的基础上,重点讨论淮河流域夏季降水异常年份东亚副热带急流的变化特征,进而研究急流轴的南北移动及急流中心的东两向形态变化与淮河流域夏季降水的关系及对淮河流域雨季开始、结束的指示意义,并就造成淮河流域夏季降水异常的影响机制进行了初步分析。
通过研究,本文得到的主要结论如下:
1.东亚副热带急流位置和强度与淮河流域夏季降水的关系:
淮河流域降雨偏多年份,东亚副热带西风急流轴线位置偏南;淮河流域降雨偏少年份,东亚副热带西风急流位置偏北,即当西风急流位置偏南时,中纬西风增强,高纬西风减弱,淮河流域降雨偏多;反之,当西风急流位置偏北时,高纬西风增强,中纬西风减弱,淮河流域降雨偏少。
当夏季东亚副热带西风急流正距平中心位置偏南,对应淮河流域夏季多雨;反之,当东亚副热带急流正距平中心偏北时,且大陆上伊朗高原上空急流中心风速增强更为明显,对应淮河流域少雨。
当夏季中高纬度西太平洋上空无西风急流中心,西风急流中心位于大陆上空,且西部中心强度偏强、范围偏大时,对应淮河流域降雨偏少;反之,当高空西风急流中心位置偏东时,对应淮河流域降雨偏多。
2.东亚副热带西风急流东西向变化与淮河雨季的关系:
中纬度地区东亚副热带西风急流中心的东西向变化与淮河流域雨季的开始、持续及结束有着很好的对应关系:位于东亚大陆上空西部(50°E附近)的高空西风急流中心的加强东移,东亚大陆上空东部(100°E附近)及西太平洋上空急流中心的减弱对应着淮河流域雨季的开始:雨季过程中,200hPa高度上高空西风急流一直维持3个中心;而当西太平洋上空(140°E)急流中心消失时,东亚大陆上空(伊朗高原和青藏高原)的西风急流中心强度减弱,指示淮河流域雨季结束。在整个雨季期间,急流中心有一个稳定减弱西移的过程。
雨季开始前后,200hPa高度上有3个急流中心,西太平洋上空的急流中心向下延伸至300hPa附近,并有一个减弱西移的变化。雨季结束前后,东亚副热带高空西风急流向上收缩至200hPa附近,青藏高原上空急流中心有所加强,伊朗高原上空和西太平洋上空的急流中心减弱。西太平洋上空的急流中心完全消失时,雨季结束。
3.淮河流域夏季降雨影响机制分析
淮河流域涝年南亚高压中心强度偏弱、面积偏小:淮河流域早年南亚高压中心强度偏强、面积偏大。淮河流域旱涝年南亚高压分布型与华北旱涝年南亚高压分布型相似。在淮河流域早年,海上588主体位置偏东,面积偏小,西伸脊点位置偏东,在早年中高纬度等高线相对平直。相反,淮河流域涝年,中高纬西风带上多槽脊活动,副高西伸脊点位置偏西。
淮河流域早涝年,对流层高低层的风场存在明显差异。淮河流域涝年,淮河流域位于高空急流入口区的右侧,低空急流区左侧,高低空急流相互配置及耦合对中小尺度系统的发展十分有利,低层的辐合上升运动与高空急流环流的上升支叠加,对流发展加强,成为流域强降水维持的动力机制。少雨年,高空西风急流在中纬度地区减弱,高纬度地区加强,高低空急流无耦合形势。
淮河流域多雨年份和少雨年份的垂直环流存在明显差异。在淮河流域多雨年份,气流辐合上升区位于35°N附近,在对流层中层(700~500hPa)有很强的南北风的辐合区,对流运动旺盛。而在流域的少雨年份,上升运动区偏北,且无明显的北风分量,南北风的辐合不明显,流域的降雨强度不强。