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利用1979-2007年的美国NOAA卫星逐日OLR资料、1979-2007年我国地面观测站逐日降水量资料和1979-2007年美国NCEP/NCAR再分析资料,选用张庆云定义的东亚夏季风指数,采用波谱分析、合成分析和小波分析等方法,研究了东亚夏季风强弱年东亚季风区夏季季节内振荡的基本特征,并重点研究了东亚夏季风强弱年长江中下游和华南地区的低频特征与降水的联系。主要结论为:
(1)首先验证了在气候平均状态下,季节内振荡的能谱主要分布在1波和2波范围内,在赤道地区(5°S-5°N),主要是以1波东传为主,在较高纬度(10-20°N),可以看到明显的西传分量;而在经向上主要是以30-60天周期的北传为主。
(2)对比结果显示:在强(弱)夏季风年时,纬向方向上,热带地区ISO东传加强(减弱),而20°N以北的较高纬度,ISO西传是减弱(加强)的;经向方向上,最显著的差异是西太平洋地区北传ISO是加强(减弱)的。造成强弱夏季风年ISO传播差异的原因是由于强弱夏季风年中西太平洋地区纬向风场和对流场存在明显差异,在这种大范围大气环流异常的情况下,ISO的经向和纬向传播产生了明显的差异。
(3)强(弱)夏季风年时,长江中下游地区少(多)雨,华南地区多(少)雨,降水周期以10-20天准双周振荡(30-60天周期振荡)为主,强弱年的风场和位势高度场具有相反的异常环流型。
(4)强夏季风年,低空异常低频反气旋/气旋在南海地区的交替出现,引导西南气流向长江流域输送水汽,由于西南气流位置偏西,导致输送到长江流域的水汽偏少,降水偏少。弱夏季风年,中纬度有反气旋西移,调控副高的西伸和东撤,形成有利于长江流域降水的环流形势。反气旋西侧的西南风直接从南海将水汽输送到长江流域,形成水汽输送辐合区,导致长江流域降水偏多。
(5)华南地区汛期降水分前汛期和后汛期,前汛期降水有显著的低频振荡特征,后汛期降水主要以高频周期为主。在强夏季风年,华南前汛期降水主要以10-20天的准双周振荡为主,弱夏季风年,其周期较为复杂,既有10-20天的准双周振荡,也有30-60天周期的振荡,并且30-60天周期振荡比10-20天强。
(6)纬向西风对华南降水有显著影响:在强夏季风年,华南前汛期降水主要为北方冷空气南下带来的锋面降水,在风场上表现为纬向西风10-20天周期振荡的向南传播;而在弱夏季风年,华南前汛期降水主要为夏季风降水,在风场上表现为纬向西风30-60天周期振荡的向北传播,而没有南传的西风。强夏季风年,低频反气旋的西移至南海配合高纬度偏北气流在华南地区汇合,给华南地区带来大量的降水,水汽主要来自于南海地区,弱夏季风年,气旋/反气旋在南海地区交替出现,并向北移动,控制长江以南地区,调控华南地区的降水,水汽来源主要来自于西太平洋。