亚洲季风区大气热源和水汽汇与季风环流关系的研究

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本文利用1958-2001年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析资料计算的大气热源和水汽汇,并应用谐波分解,经验正交函数和小波分析等方法分析了不同时间尺度下亚洲季风区大气热源,水汽汇与其它气象场之间的关系。 研究的主要结论如下:(1)亚洲经典季风区内大气热源的逐月变化与水汽汇或降水的逐月变化有较高的正相关,而与感热通量有较高的负相关。亚洲热带的季风区内大气热源与OLR逐月变化有较高的负相关,但在我国长江流域地区与OLR之间的相关关系较小,往北相关关系则逐渐转为正相关。 (2)由大气热源垂直积分场夏季到冬季的逐月演变来看,从贝加尔湖到朝鲜半岛之间的我国东北地区是我国最早出现热汇的地区,该地区的热汇逐渐拓展从而形成冬季的大气热源分布形势。从年际变化的时间尺度来看,该地区与赤道中东太平洋地区一起是大气热源异常变化性质改变次数较少的区域,赤道中东太平洋地区的大气热源异常与海温异常有很高的正相关关系,是ENSO的主要反映。东北地区热源的异常信号也较稳定,该地区的热源异常还有明显的年代际变化特征。 (3)从年际变化角度来看,夏季南海地区的西南风与降水有较高的相关关系,长江中下游地区次之,印度季风区西南风与降水的相关关系较小。由于夏季Vsw(西南风)与同期〈Q2〉(水汽汇)的相关关系比Vsw与同期OLR的相关关系要好,并且与中国夏季降水EOF第一模态的分布形势[1-2]很相近,参照琚建华等[3]的指数定义方式,利用夏季Vsw(西南风)与同期〈Q2〉(水汽汇)定义了东亚副热带夏季风指数,该指数与长江中下游地区夏季降水有较高的正相关,与长江中下游地区的夏季气温有较高的负相关,而与华南地区的夏季气温存在较高的正相关。 (4)利用降水资料来界定季风区和确定季风建立日期,得到每一年精细到格点的亚洲夏季风建立日期分布,从而利用EOF方法研究了其年际变动模态。并分析了第一,第二模态分别对应的时间系数与冬季大气热源的相关关系,亚洲夏季风建立日期第一模态对应的时间系数与前期冬季大气热源在南海地区和印度半岛南端附近的印度洋地区有较高的负相关,而在孟加拉湾国附近有较大正相关。第二模态对应的时间系数与前期冬季大气热源在140°E-160°E的太平洋地区有较高的正相关,而在赤道印度洋地区有较大负相关。
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