泰国季风降水变化趋势及相关暴雨过程研究

来源 :中国科学院大气物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:theone2005
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泰国地处东南亚,而东南亚位于世界最大的季风区,亚澳季风区内。夏季风期间大量的水汽被西南季风输送至这一区域,在大尺度环流条件有利的情况下,受地形等因素的影响,常有较强的降水发生。在印度季风爆发前的5月份,更时有孟加拉湾的热带低压发生,此外在夏季还有来自西太平洋和南中国海台风的影响。在冬季受源自东亚大陆的东北季风的影响,并在低层产生小的涡旋引发强烈降水,给人民的生命财产造成很大的损失和危害,给这一地区的经济社会发展造成严重的影响。因此,灾害天气,特别是暴雨及台风(含TC)等已成为科学界及人民群众关注的热点问题,本论文的选题的根据也正基于此。   泰国属于典型的季风气候。在泰国南部除夏季风外,冬季风的影响可能更加明显,在这一地区冬季降水量甚至超过了夏季。还应注意到在泰国的降水有很明显的年际变化和年代际变化。且极端天气和气候时有发生。本论文的日标是集中于对东南亚,尤其是泰国的季风降水变化趋势及相关暴雨过程的研究。由于东南亚和南亚地区环流系统、海陆分布和地形的特殊性,欧美及东亚地区的降水特征,尤其是暴雨过程的研究结果难于直接借鉴,很有必要开展专门的研究。本论文集中对自1970年以来至2004年35年间泰国年降水的分布等作了分析,又对21世纪以来,特别是2000年10月-2001年9月,即一个NeutralPhase的ENSO年期间“雨季”的环流特征,尤其是跨赤道气流上的扰动及季风涌的影响作了分析,此外还集中对冬季风期间由东亚冷涌激发的赤道小涡旋引发暴雨的现象及对中高纬环流的反馈作了分析,另又对夏季引发泰国洪涝灾害的西太平洋台风及来自孟加拉湾的热带风暴作了分析。在上述诊断分析的基础上,还对泰国的有关暴雨过程作了数值模拟研究,探讨了不同积云参数化方案对该地区模拟和预报的影响。得到了一些很有意义的结果。在研究过程中,首先利用尽可能收集到的资料。包括NCEP的1°x1°的再分析资料,降水资料,地面资料以及卫星资料,作了诊断分析。通过对降水年变化,及一些其它气象要素场的分析,了解了对流层低、中、高层系统的结构特征,又用垂直剖面分析了其空间结构,还对一系列重要的物理量,位势高度场、流场、位温、相对湿度、涡度、散度、垂直运动、水汽通量散度等作了分析和计算。对暴雨区的稳定度,触发机制以及积云对流方案进行了分析和模拟研究,获得了新的认识。主要结论如后:   (1)降水时空分布特征及变化趋势:对东南亚降水的时空演变,过去知之甚少。经研究发现,东南亚,尤其是泰国存在着明显的降水年变化与年际变化。其中70年代偏多,80年代适中,而90年代偏少。但具体到不同年份和不同地区的差异很明显。空间分布也有较大差异,中南半岛与马来半岛冬夏降水分布有明显差异。一年之内在泰国中部、东北部和北部地区降水存在明显的双峰结构,其中尤其值得提到的是5月份是一个降水偏多的月份,而9月份是另一个多降水的月份,7、8月份的降水相对较为平稳。这与中国南方地区的降水具有的双峰结构有一定的相似。5月份的降水主要发生于印度季风爆发前,这与孟加拉湾强烈对流活动的发展有关。而7、8月份的降水多是有季风涌所致。   (2)夏季风的爆发、间隙、活跃与撤退:对这一地区夏季风的具体过程过去研究不够,本文抓住一个“中性”的ENSO年(即2001年10月至2001年9月),具体分析了其环流演变特征。   (3)冬季风引发的扰动和强降水:来自东亚和西伯利亚的冷空气,不但会造成中国、韩国、日本及南中国海等地的降温,而且当冷空气强度较盛,可引发东南亚及近赤道地区的强降水,更有甚者可跨越赤道影响南半球及澳洲等地季风低压的发生发展。本论文揭示出冬季风时期(2000年11月),一类在WMONEX期间未曾见到的现象,即由冷涌激发出的近赤道小涡旋(扰动),所引发的泰国南部和马来西亚的强降水过程,并对其做了诊断分析。   (4)西太平洋台风和孟加拉湾热带气旋:除了夏季季风涌容易引起泰国的强降水外,台风也是夏季风影响泰国的一种重要的灾害天气,有时西移的热带气旋也会给泰国带来大的降水,尽管比西太平洋台风和北美飓风的数量要少,但是,其影响不可忽视。2001年8月和2004年6月,直接由西太平洋和南中国而来的台风,就曾登陆中南半岛并引发泰国的强降水。本文对这类台风作了研究。与大多数台风西北上,转向不同,这类台风大体上是西行路经。为何这类台风呈西行路径?分析表明:可能是因其北部的副热带高压较强且呈带状分布,而其南侧的赤道辐合带也很明显,台风沿着ITCZ向西移动。台风为何登陆后持久不衰?分析表明,这是有来自孟加拉湾的水汽持续供应,使其登陆后可持续深入泰国,引发其东部和东北部、北部的暴雨。而东亚的情况有所不同,台风登陆后水汽来源有可能中断降水较快结束,二者有很大差异。   (5)数值模拟与积云对流的重要贡献:本论文对泰国地区主要的影响天气系统进行了数值模拟研究。   (6)与南亚和东亚季风区降水的对比和讨论:在上述工作的基础上,对东南亚尤其是对泰国地区季风环流演变和暴雨过程的研究进行了总结,对存在的问题作了讨论。将其与亚澳季风区其它地区情况的异同作了对比,从而对其规律性的东西加深了理解。一些分析结果表明:   (a)冬、夏季风对泰国的不同地区皆很有影响,泰国南部冬季风的影响不可忽视。尤其是东南亚地处冬季世界三大热源区,其对全球热量和能量的平衡有不可缺少的作用。与东亚大陆不同,在冬季东亚大陆多大风降温,甚至出现雨雪冰冻天气而不是强暴雨天气。   (b)从多年平均的泰国中部和东部各月降水量分布看,具有明显的双峰值特征,其中第一个峰值出现于5月份,第2个峰值见于9-10月。很有意思的是5月为西南季风爆发之前,显然不属所谓“夏季风”的降水。这可能是由孟加拉湾风暴、低压、对流云团的降水。表明在印度夏季风爆发前,孟加拉湾的对流活动已十分活跃。这是一个非常有趣的现象。至于说孟加拉湾的“季风”是否比西南季风更早爆发,能否称为“孟加拉湾现象”,这有待于今后更多的研究来对此进行分析。第二个峰值表明,对东亚而言,8月以后季风即开始撤退,由于泰国的纬度偏低,因此,9月甚至10月季风的影响仍较明显。直至冬季来临,为冬季风环流所替代。   (c)南北半球的相互作用及影响,有待于今后更进一步的研究。季风的扰动与跨赤道气流甚至南半球的马斯克林高压和澳大利亚高压有何关系?印度,泰国多受这支气流及其上的季风涌的影响,而东距除了季风涌外,中纬度系统(包括贝加尔湖槽)的影响也是不可忽视。因此,东南亚与东亚大陆降水之间存在着较复杂的关系。在某些年与华北降水存在正相关。   (d)东南亚和泰国在夏季风期间,地处东亚上游,而冬季风期间地处东亚下游。两个地区的天气密切相关,相互影响。与东亚和中国的降水有一些相同点,但也有较多的不同点。因此,深入探讨这两个地区的天气系统发生发展尤其是其机理的异同,无疑对于改进亚澳季风区的灾害天气预报会有很大的帮助。   综上所述,本文对东南亚,尤其是泰国降水的演变特征及主要的灾害天气进行了系统的研究,取得了可喜进展。但因资料有限,只讨论了1970年以后的降水变化。另,对2001年环流演变中,季风涌的详细诊断也有待进一步深入。今后,还应继续搜集更多的新的资料对上述问题作更进一步的分析。  
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