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本论文在参考众多学者研究成果的基础上,确定出时间序列较长的多雪年和少雪年序列,在此基础上分析了青藏高原积雪异常与大气环流的关系,建立了判别高原多雪年、少雪年的判别方程,分析了青藏高原积雪异常对夏季风特别是对西南夏季风的影响,对高原积雪对我国汛期降水的影响做了初略地探讨,最后综合研究结果,获得高原积雪-大气环流-汛期降水的物理概念模型。根据研究成果,得到如下结论:
首先,分析了青藏高原积雪与大气环流之间的关系,发现高原雪盖异常确实对冬春季的100hPa和500hPa高度场有显著影响。青藏高原积雪异常主要与热带、南北极、寒潮关键区等重要的大气活动源地的环流有关。发现在青藏高原雪盖异常与大气环流的相互关系中,是大气环流作为前期因素首先影响青藏高原的天气气候,造成青藏高原的积雪异常,而后青藏高原的雪盖异常又反过来影响大气环流,且冬季大气环流异常对青藏高原积雪异常的影响远胜过春季积雪异常对大气环流异常的影响,并且春季青藏高原的积雪异常一般对大气活动中心都起到加强的作用。另外,随着时间的推移,高原积雪对100hPa和500hPa高度场有显著影响的区域逐渐北移。推测青藏高原积雪与大气环流两者相互作用的可能机制是,由于经向上,热带地区的关键区与南半球中高纬关键区之间气压呈反相变化,这种强的经向气压梯度使得两半球间的经向环流加强,南极涛动的异常通过经向环流引起马斯克林高压和澳大利亚冷高压的异常,从而通过越赤道气流这些动量和水汽输送的重要通道的异常直接影响东亚的气候,进一步造成高原的积雪异常。特别是利用100hPa和500hPa上关键区的高度场区域平均值建立了一个判别青藏高原多雪年和少雪年的判别方程,为天气和气候的预测提供依据。
其次,分析了青藏高原积雪异常对汛期500hPa、850hPa和200hPa,大气环流场的影响。发现多雪年,汛期500hPa大气环流场主要表现为,西欧槽减弱,而副热带高压带的各活动中心有所增强,特别是在澳大利亚东北部、西太平洋暖池、阿留申群岛的活动中心增强。少雪年,则相反。多雪年,850hPa大气环流场主要表现为亚洲中部槽减弱,印度热低压减弱,而西太平洋副热带高压加强;少雪年则相反。200hPa,上青藏高原多雪与少雪两种情况下南亚高压的变化不大,多雪的时候稍强,少雪时稍弱。分析中我们还发现,高度场的变高中心集中在中高纬度地区。
再次,在分析青藏高原对亚洲夏季风的影响时,发现青藏高原积雪对西南夏季风的影响更大,因而我们进一步分析了高原积雪对850hPa经向风、水汽通量的影响。对850hPa上经向风的分析得出,多雪年,夏季西南季风偏南气流对我国的影响更大,能影响到我国华南大部、华北和东北的部分地区,表明多雪年,我国华南大部、华北和东北部分地区的降水偏多。少雪年时,东南亚的偏南风梯度更大,表明少雪年时东南亚的降水偏多。对850hPa上水汽距平通量矢量场的分析发现,多雪年,7月印度洋地区西南.东北向的水汽输送增强,东北亚的水汽输送也增强,而8月东南亚水汽减少。但少雪年,7月孟加拉湾地区的水汽增强,而我国中部和西南部地区水汽略有减少,8月时东南亚水汽有所增加。分析了高原积雪对水汽通量散度的影响发现,在少雪年,孟加拉湾和东南亚的水汽辐合更强烈,西南季风向北输送的水汽更多,且风场的辐合辐散引起的水汽辐合与水汽平流产生的水汽辐合贡献相当,两者都在少雪年使我国华北地区的水汽辐合更偏北。
最后,分析了高原积雪对中国汛期降水特别是云南雨季降水的影响。得到高原冬春季积雪影响我国汛期降水的区域,主要是江淮流域以及华北、东北的部分地区,并且位于高原以东的四川、云南等地受到的影响相对要大。其中,多雪年,江淮流域、华南大部的汛期降水偏多,特别是四川与重庆和贵州三省交界的地区、江西北部、安徽中部、吉林东部、滇西北东部到贵州西部等地的汛期降水正常或偏多,而四川北部、山东半岛东部、山西北部、河北中部、内蒙古北部草原、滇西北西部、港澳地区的汛期降水正常或偏少;少雪年则相反。青藏高原积雪异常对云南大部分地区雨季降水量的影响一般集中在滇西北、昆明和曲靖以及昭通地区,影响的纬度稍偏高,且这种影响普遍表现为一种正的相关。多雪年,上述区域的雨季降水偏多,反之亦然。同时,对云南降水量的方差分析表明,滇西北、昆明和曲靖以及昭通地区的降水年变化也相对较大。