华西秋雨趋势变化的年代际转折及其成因分析

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华西地区(25°N-35°N,100°E-110° E)是中国秋季降水的主要地区之一。作为中国大陆雨季的最后一个阶段,揭示其气候成因,可加深对东亚夏季风向东亚冬季风的转变过程及在此过程中东亚季风与南亚季风相互作用的科学认识。以往研究表明,华西秋雨具有明显的年际和年代际变化,但是对于降水年代际变化的特征及影响因素尚待进一步分析。本文主要针对华西秋雨期两种主要分布模态时空的变化特征及其对应的的大尺度环流以及海表温度背景进行分析。近几十年华西秋雨存在明显的年代际趋势转折特征,本文进一步建立了秋雨趋势变化与大气环流和海温之间的联系。
  研究表明秋季华西地区受东南气流和西南气流的辐合影响秋季降水明显。秋雨区降水一致变化型与东北-西南反位相分布型是该区域秋季降水的两个主要模态,且均存在明显的年际和年代际变化。华西秋雨在1961-2014年期间具有显著的年代际转折并伴随相应的年际变化,即1960年至1980年代中后期(P1时段)秋雨异常偏多并呈显著下降趋势,而在1990年至2010年(P2时段)秋雨异常偏少并伴随上升趋势。P1时段大气位势高度场在850hPa和500hPa配置为西部正异常和东部负异常,环流场对应从大西洋东传的经北极巴伦支-喀拉海区从而进一步影响到东亚的准纬向波列,在研究区域东北侧形成一负异常中心,偏北气流造成该区域水汽输送来自偏北的大陆区域,波列体现了上游NAO负位相的调制作用,秋雨呈现下降趋势;P2时段高度场配置与P1时间段相反,而波列在欧亚大陆的部分呈西北-东南走向,波列整体偏西,使得研究区域西北侧形成负异常中心,这造成研究区域受到西南气流控制,波列体现了上游NAO正位相的调制作用,秋雨呈现上升趋势。同期北极巴伦支海-喀拉海海冰密集度异常在一定程度上对华西秋雨降水趋势也存在着一定的调制作用。
  影响秋雨趋势变化的海温关键区位于热带中东太平洋和热带印度洋。其中在P1时段热带中东太平洋海域与华西秋雨降水趋势之间体现出正相关关系,且其相关从前冬的弱相关逐渐演变至同期(秋季)的强相关,印度洋海域与华西秋雨降水趋势之间同样体现出正相关关系。在P2时段,热带中东太平洋同样影响秋雨的年际变化,两者之间体现出负相关关系,但与P1不同的该时段对应的前冬体现出显著的负相关关系,演变至夏秋季节热带中东太平洋的影响逐渐减弱,显著的相关区域不仅位于东太平洋冷舌区域,西北太平洋呈现出与中东太平洋相反的相关关系,而热带印度洋海域则从前期的负相关转到同期的正相关。华西秋雨降水趋势与北大西洋海温也存在一定的联系,当华西秋雨处于下降趋势时,北大西洋海温为正异常。当华西秋雨处于上升趋势时,北大西洋东北部海温为负异常,北大西洋西部海温为正异常。北大西洋海温同样在一定程度上对华西秋雨降水趋势起调制作用,但是其调制作用不如热带中东太平洋与热带印度洋。
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