【摘要】：本文采用2003年、2007年及2011年NCEP/NCAR再分析和全國753站逐日降水資料,運用小波分析、Lanczos濾波、一點滯后相關等方法,對江淮流域強降水過程與不同周期長度(10-30d、15-45d、30-60d)的降水低頻變化的聯(lián)系進行了研究,探討了不同周期的低頻環(huán)流及低頻波動的特征,從而進一步揭示了低頻波動及其能量在強降水過程中所起的作用,為尋找江淮流域強降水過程預報線索提供了科學依據(jù)。研究結果表明：江淮流域強降水過程與低頻降水緊密相聯(lián),但不同年份的降水低頻振蕩周期存在很大差異；大氣低頻流場的擾動呈現(xiàn)出低頻波動的運動特征,但不同周期的波動在緯向和經向上的運動特征不同。在2007年夏季降水中,降水低頻分量起著重要作用。降水的低頻振蕩主周期為10-30d,降水距平時間序列與10-30d低頻分量具有較好的對應關系,相關系數(shù)達到0.44。低頻環(huán)流在降水活躍位相時具有斜壓結構,且低頻擾動在對流層上層和低層都呈現(xiàn)波列狀分布。在對流層低層,主要表現(xiàn)為自低緯向中高緯的波列結構；在對流層上層,其擾動中心則表現(xiàn)為自中高緯向東南方向較低緯地區(qū)排列。10-30d的低頻擾動在對流層上層有緩慢的東移傾向,相速度為每天2-3個經度。西風帶中存在多次移動性波列向下游的傳播,且在120°E以西以每天14經度的群速度向下游頻散能量,表明10-30d低頻波動具有明顯的下游發(fā)展特征。在強降水開始5d前,低頻波動與能量可起源于高緯的烏拉爾山附近,沿著西北-東南向的路徑向下游傳播。下游發(fā)展的低頻波動為江淮流域帶來了能量,為強降水的發(fā)生提供了條件。2011年江淮流域梅雨期間出現(xiàn)了四次大范圍的強降水,降水的低頻振蕩主周期為15-45d,江淮大部分地區(qū)15-45d低頻降水方差占總方差的12%左右。低頻擾動在對流層上層和低層亦都呈現(xiàn)波列狀分布。高空波動存在向南／向東的移動／擴展。低頻波動在緯向上的運動非常緩慢,且具有顯著的從北往南的經向傳播,相速度約為每天1.5個緯度左右,波能南傳速度約為每天3-4個緯度。波動能量在強降水開始前7天左右,由貝加爾湖以南地區(qū)向南頻散能量,最終于降水發(fā)生前后傳至降水中心點附近。采用正壓模式下的Rossby波頻散關系式能很好地解釋低頻波動南傳的機制。2002/2003的強厄爾尼諾事件,使2003年夏季江淮流域降水異常偏多的環(huán)流背景。主周期為30-60d的低頻振蕩對2003年江淮流域暴雨的形成有重要貢獻,降水距平時間序列與30-60d低頻分量的相關系數(shù)達到了0.50。低頻環(huán)流在對流層高、低層呈反氣旋、氣旋性配置,有利于降水發(fā)生。200hPa上的高空波動有緩慢的向南的移動和擴展,相速度為每天2-3個緯度左右。低頻波包和波動能量在降水開始前6天左右,于55。N向南傳播,在強降水開始前傳至中心點附近。低頻波動能量先于波包到達,群速度約為每天5個緯度左右,表明30-60d的低頻波動也具有向南方擾動發(fā)展的特征。運用正壓模式下的Rossby波頻散關系式,解釋了2011年、2003年低頻波動及能量在經向上的傳播顯著于緯向上傳播的原因。不同低頻振蕩周期的緯向波數(shù)和經向波數(shù)之比相差較大,從而造成了低頻波動及能量在各方向上的傳播差異。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P426.6;P434

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本文編號：2636733