东亚和南亚热带夏季风的关系及影响研究

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本文利用NCEP/NCAR65年多层逐日再分析风场、高度场、海温场资料以及53年全国753站逐日站点降水资料,首先确定出亚洲两个热带夏季风子系统(南亚夏季风和东亚热带夏季风)的强度指数,根据所得出的两个季风强度指数分析其强弱变化和我国夏季降水类型之间相对应的关系;其次为了更进一步探讨两个热带夏季风之间的关系,提出了两个热带夏季风之间的边界指数,分析两个夏季风子系统的偏向情况;最后对强度指数和边界指数分别对气候的影响及其可能的机理进行简单的探讨。得到如下的结论:(1)在850hPa高度上,季风槽的强弱程度可以很好的反映季风强度的变化情况,通过涡度和OLR的对比发现,利用涡度能够更合理的刻画出850hPa高度上的季风槽特征,并且通过涡度来定义亚洲热带夏季风的强度。由于两个季风指数之间没有明显的相关性,因此根据南亚和东亚热带夏季风强度之间的关系可以分为四种情形:一致性强年、一致性弱年、偶极子型强年(东亚热带夏季风强、南亚夏季风弱)、偶极子型弱年(东亚热带夏季风弱、南亚夏季风强),对每一种强度类型分析其环流形势,发现每种强度类型所对应的高、中、低层的环流形势均有很明显的差别。再将四种强度类型与我国夏季降水分布形势进行分类统计,发现不同强度类型所对应雨型的差别较大。(2)为了进一步探讨两个季风之间的关系,根据涡度定义了一个边界指数。其定义的理论依据是根据‘两槽之间必有一脊’的波动理论,通过计算两个槽之间的涡度极小值的位置来刻画两大亚洲热带夏季风子系统的边界,并且根据所得到的边界指数分析了年代际的变化,结果表明边界随着年代际变化可以分为三个阶段:偏东型(1948-1960年)、偏中型(1961-1992年)、偏西型(1993-2012年),且偏中型向偏西型突变时通过了99%的信度检验。三种边界类型的环流形势存在明显的差异:边界偏东型时,低层西南风加强,中层的西太副高减弱东退,高层的南亚高压强度减弱;边界偏中型时,低层西南风略微减弱,中层西太副高减弱并不明显,高层的南亚高压强度也基本没有变化;边界偏西型时,低层的西南风减弱异常明显,中层西太副高明显加强西进,高层的南亚高压也随之加强。(3)最后,根据定义的季风强度指数和边界指数探讨它们对气候的影响,得出如下结论:在东亚热带夏季风偏强年对应长江中下游地区夏季降水偏少,反之则相反;华南夏季降水发生突变年与边界发生突变年份一致,其可能的机理是边界的突变影响了整层水汽通量散度的改变,再通过整层水汽通量散度的变化导致了华南地区夏季降水发生突变;将ENSO和边界类型进行统计发现:强La Nina年南亚夏季风和南海夏季风边界偏东的可能性非常大。边界突变和短波辐射通量、潜热通量的变化密切相关,进而影响了阿拉伯海、孟加拉湾至西太平洋的海温发生改变。
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