云南东部春季旱涝及水汽资源特征分析

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本文主要分析云南东部春季旱涝特征以及水汽资源的分布状况,对地形在区域旱涝、区域主要降水系统活动以及区域水汽资源分布方面的影响作了较深入的分析。对云南东部春季的旱涝特征分析显示:基于云南站点年降水,用REOF方法将云南省划分为3个区,确定所讨论的云南东部的位置与范围,进而对比3个旱涝指数,选取PDSI描述云南东部旱涝。经小波分析发现,云南东部春季旱涝稳定存在准14a周期,并可分为3个时期:1958~1980年干旱期,1981-2000年偏涝期,2000年以后干旱期。水汽资源方面,云南地区春季水汽输送主要来源于有两支:(1)孟加拉湾附近向东水汽输送;(2)西太平洋副热带高压西侧向北水汽输送;(3)大气可降水量成U型分布,高海拔地区大气可降水量少,低海拔地区大气可降水量多。对云南东部涝(旱)年合成分析显示,大尺度背景高度场、风场和温度场的距平场都存在2列并行的纬向波列。涝年,500hPa位势高度距平纬向波动为高纬度正距平,中纬度负距平,显示云南上空的低值系统活跃。风场距平波列性质为中高纬负距平,中低纬正距平,显示南支槽水汽输送的速度与量值强盛。700hPa温度场距平波列为高纬正距平,中纬负距平,显示云南温度偏低,有利于云南东部降水。在旱年,则2并行纬向距平波列各要素性质正好相反。同时纬向距平波列中上游风速受青藏高原地形阻挡发生向南折射,风速强弱直接促发和影响半永久性南支槽的强弱,旱年上游地区纬向风负距平,南支槽偏弱,涝年相反。降水关键系统昆明准静止锋在背景纬向波列环境中,显示涝年比旱年出现频次高,维持时间长。水汽资源方面,整个云南地区涝年水汽通量、大气可降水量明显高于旱年,涝年云南地区水汽输送明显强于旱年,和南支槽强弱对应-致。通过分析典型旱年(2010年)、涝年(2000年)水汽和昆明准静止锋发现:(1)涝年云南东北地区水汽通量高于旱年,云南偏北地区为旱年水汽通量大于涝年;(2)云南地区2000年大气可降水量高于2010年;(3)涝年锋面位置更为偏北,活动范围更广,而旱年锋面位置比较集中,涝年锋面维持天数明显多于旱年。统计2010、2000年春季昆明准静止锋维持时要素分布,发现涝年昆明准静止锋维持时,温度偏低,锋面后低云量多、湿度高,昆明准静止锋强于旱年。统计46个昆明准静止锋个例形成的环流背景场,发现有三种环流形势:(1)两槽一脊型,有19个个例为此型,占统计个例总数的41%;(2)低槽东移型,有14个个例为此型;(3)阻塞高压崩溃型,有13个个例为此型。分析云南地形在云南东部水汽分布特征中的作用,对2013年12月13日-17日的昆明准静止锋强降水过程进行分析和模拟。WRF能够很好的模拟出关键系统切变线和昆明准静止锋,降水强度及落区与实况基本一致,通过地形敏感性实验发现,云南地区地形减半后:(a)云南西北地区水汽通量增加,水汽输送带逐步向北推进,更丰富的水汽输送可控制云南中部、北部地区。地形对水汽输送的影响与天气系统密切配合,影响云南降水过程中水汽分布和北进;偏东地区地形阻挡作用减弱,利于冷空气南下,同时利于偏南气流北进,其势力强盛,也更容易到达东部偏北地区,抵抗冷空气入侵势力,总体导致云南偏东地区冷空气减弱明显,昆明准静止锋消失,降水发生变化。(b)当云南东部地区地形减为1500m后,云南东部地区地面温度升高,风切变消失。山脉降低对昆明准静止锋的影响显著,对云南东部的水汽分布及水汽资源有明显增强作用,尤其在冷暖空气强烈交汇的过程中,暖湿气团受地形变化北进将会改善云南东部的水汽资源的汇集以及汇集位置的北抬。
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