中国高温热浪的时空分布特征及其与高原积雪的关系研究

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本文利用1961-2013年中国区域719个站点气温数据、1979-2007年青藏高原积雪深度遥感反演资料及同期NCEP/NCAR的再分析资料,分析了中国区域高温热浪及青藏高原积雪的时空分布特征,在此基础上进一步讨论中国区域高温热浪与青藏高原积雪之间的可能联系,并探讨了青藏高原冬春积雪影响中国区域高温热浪的环流机制。取得了以下主要结论:  (1)1961-2013年,中国三种等级高温热浪的频次均呈上升趋势,且在1998年后频次急剧增长。大部分区域强高温热浪发生频次最少,华东地区除外。三种等级高温热浪所占比重存在明显的区域差异,北部弱高温热浪所占比重最大,平均达68.0%,中部、东部地区强高温热浪所占比例大于其它地区,平均为21.3%。  (2)三种等级高温热浪开始、结束日期及持续时间存在显著区域差异。三种等级高温热浪均首先在西南爆发,随后在东北和华北地区相继发生,华南地区最晚。高温开始较早的地区,结束时间也相对较早。中国大部分区域高温热浪开始日期提前且结束日期推后,高温热浪持续时间呈增加趋势,华中和华东两地例外,高温热浪结束日期呈提前趋势,尽管如此,两个区域的高温热浪持续时间仍在1997年后显著增加。  (3)1979-2007年青藏高原年平均积雪深度呈下降趋势(1998年除外),利用EOF将青藏高原积雪分解,第一和第二模态分别体现了青藏高原年平均积雪分布的东西差异和南北差异。1988年前,青藏高原积雪分布东多西少,1988年之后西多东少,积雪的南北分布则表现为准5年周期振荡。  (4)除华南区域三种等级高温热浪与青藏高原冬春积雪呈正相关关系外,中国大部分区域三种等级高温热浪发生频次与积雪以负相关为主;七个区域平均高温日数及持续时间与高原西部积雪呈正相关关系。高原积雪平均冬春积雪与华中地区高温日数的负相关关系最显著,而与华南地区高温日数呈显著正相关。  (5)当高原积雪异常偏多时,850hpa温度场上中纬度地区存在两个正距平区和一个负距平区,而500hpa高度场上,青藏高原附近地区为正距平,西南涡等低压系统偏弱,不利于南部暖气流向内陆输送。东西伯利亚地区为正距平,而中国东北地区为负距平区,有利于高纬冷空气向南扩展。西太副高位置偏西偏南,影响华南地区,同时华南地区上空受一致的负涡度距平区控制,利于高压系统发展,维持下沉气流增温,导致华南地区出现高温天气。当积雪异常偏少时,850hpa上蒙古地区暖空气势力较强,不利于冷空气南下。500hpa高度上,中国北部、蒙古至贝加尔湖一带呈显著的正距平,强盛的高压控制下为持续的下沉气流,利于高温天气出现。华中地区低层辐合高层辐散,以下沉气流为主,利于该地区高温天气生成。
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