中国南方大气水汽汇时空演变特征及其成因分析

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用1958—2004年NCEP/NCAR再分析资料、中国160站月降水量资料以及江河水流量资料分析了我国南方春、夏、秋、冬四个季节大尺度大气水汽汇的时空变化及其成因,结果表明: 华南中东部地区、广西北部-湖南西部-贵州东部地区是我国南方春季水汽汇的两个主要的变异中心区,华南中东部地区春季水汽汇具有明显的年际和年代际变化特征,并以年际方差占优,该地区的降水量则具有明显的年际变化特征,广西北部-湖南西部-贵州东部地区春季水汽汇、降水以及蒸发量都以年际变化为主;当我国南方上空有西南(东北)风水汽通量距平,即西南风水汽输送增强(减弱),则会导致上述地区上空的水汽汇资源偏强(偏弱)。西南地区东部至华南北部地区,广东、福建沿岸地区是我国南方夏季水汽汇的两个主要的变异中心区,西南地区东部至华南北部地区夏季水汽汇和蒸发量具有明显的年代际变化特征,该地区降水量的年际和年代际变化同等重要,广东、福建沿岸地区夏季,不管是降水量、蒸发量、还是水汽汇,都以年际变化为主;如果向我国北方的水汽输送增强(减弱),则华南地区得到的水汽减少(增加),导致上述地区上空的水汽汇偏弱(偏强)。广西-湖南地区、广东中部地区是华南秋季水汽汇的两个主要的变异中心区,广西-湖南地区秋季水汽汇与该地区蒸发一样,具有以年代际变化为主的特征,而该地区降水量的年际变化比年代际变化还稍显著,广东中部地区秋季降水、水汽汇和蒸发都是以年际变化特征为主;如果我国南方上空出现向东北(向西南)的水汽通量距平,则会导致华南上空的水汽汇偏强(偏弱)。华南中东部、广西北部-贵州东部-湖南地区是我国南方冬季水汽汇的两个主要变异中心区,华南中东部冬季水汽汇和蒸发量具有明显的年代际变化特征,而降水量则表现为明显的年际变化特征,广西北部-贵州东部-湖南地区冬季也有类似的特征,降水量以年际变化为主,水汽汇和蒸发量则以年代际变化为主;当我国南方上空出现西南(北)水汽通量距平,则会导致华南上空的水汽汇偏强(偏弱)。分析1958-2004四个季节华南地区珠江水系主要流域西江高要站和北江石角站水流量与相应子流域上空大气水汽汇的关系,发现两者的年际年代际变化趋势在夏季是比较一致的,位相配合较好,冬季稍微差一些(其中北江优于西江)。当西江或北江流域上空的水汽汇偏多(偏少)时,在流域上降水过程就偏多偏强(偏少偏弱),水位上涨(下降),就有可能在这些流域发生丰水(枯水)现象。 对中国南方水汽汇变异的成因分析表明:如果某年夏季出现El nino(Lanina)事件,即赤道中东太平洋海温偏高(偏低),上升运动加强(减弱),Walker环流减弱(加强),来年春季,菲律宾以东洋面出现反气旋(气旋)距平环流,距平反气旋(气旋)西北象限的西南风(东北风)距平则会(不)利于南海上空的水汽输送至我国华南中东部地区,造成该年春季该地区水汽汇偏强(偏弱),形成偏涝(偏旱)的情况。在前一年的冬季,若非洲以南洋面海温异常偏低(高),这种冷(暖)水将会在接下来的春季沿西(东)印度洋一直北扩,在热带印度洋-南海-西太平洋形成冷水(暖水)区,并持续到当年夏天,使得东亚的海陆热力对比增强(减弱),因而使得东亚夏季风偏强(偏弱),水汽较常年可输送到更北(偏南)地区,因而南方水汽汇偏弱(偏强)。如果在前春、夏印度洋-孟加拉湾-南海海水温度异常偏低(偏高),则会在当年秋季在南海-菲律宾上空低空出现一个异常的反气旋(气旋)距平流场,伴随下沉(上升)距平运动,而在华南中西部则为气旋(反气旋)切变距平流场,伴随上升(下沉)距平运动,导致水汽汇偏强(偏弱)。若当年夏秋发生Elnino(La nina)现象,即赤道中东太平洋海温异常升高(降低),赤道Walker环流减弱(增强),且冬季菲律宾附近上升运动减弱(增强),则该年冬季华南中东部获得的水汽偏多(偏少)。
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