本文關(guān)鍵詞： 土壤濕度 夏季風(fēng) 冬季風(fēng) 植被 西太平洋副熱帶高壓　出處：《中國氣象科學(xué)研究院》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：土壤濕度是陸面過程中的重要參量,其可以通過“記憶”前期的氣候異常(如降水)來緩慢反饋大氣,從而為大氣的季節(jié)預(yù)測提供了新的手段。本文基于觀測資料和ERA-Interim再分析資料(以下簡稱ERA),首先分析了中國東部土壤濕度在春季降水與夏季降水關(guān)系中所起的作用;接下來重點討論了夏季東北異常降水的特征,并進行了成因分析。在土壤濕度的局地關(guān)系中,重點研究了不同土壤類型上植被對土壤濕度的影響,并從蒸散和土壤保水性兩方面對不同土壤類型上植被與土壤濕度的不同關(guān)系進行了物理解釋。最后分析了中國東部秋季土壤濕度對冬季風(fēng)的影響,并揭示了其中的影響機制。本論文得到的主要結(jié)論如下:春季中國東部從長江流域到華北地區(qū)(the lower and middle reaches of the Yangtze River valley to northern China,簡稱為YRNC地區(qū),范圍為30-43°N,100-120°E)的降水能通過土壤濕度來顯著影響中國東部夏季的降水。當(dāng)春季YRNC地區(qū)降水偏多時,夏季東南與河套地區(qū)的降水偏少,而長江中下游與東北地區(qū)的降水偏多。我們從土壤濕度的角度對這種關(guān)系進行了解釋。結(jié)果表明:當(dāng)春季YRNC地區(qū)降水偏多時,土壤濕度偏濕,春末夏初(5月)陸表溫度降低,感熱偏低;由于5月的土壤濕度有長達2.4個月的記憶時間,使得YRNC地區(qū)偏低的感熱能持續(xù)到夏季,從而導(dǎo)致海陸溫差減小,夏季風(fēng)減弱。與較弱的夏季風(fēng)對應(yīng),夏季對流層低層在東南地區(qū)和東北地區(qū)分別有一個異常反氣旋和氣旋;東南地區(qū)的異常反氣旋使得東南地區(qū)降水減少,東北地區(qū)的異常氣旋使得東北降水偏多;異常氣旋西部的偏北氣流和反氣旋西部的偏南氣流在長江中下游匯合,使得長江中下游降水增多。WRF模擬的結(jié)果證明了前期土壤濕度變化后,夏季環(huán)流發(fā)生的變化。春季YRNC地區(qū)的降水能顯著影響夏季東北的降水。且夏季東北異常降水對應(yīng)的特征為:東北上空有一異常氣旋的存在,地表偏冷、偏濕。我們首先對東北夏季地表異常的原因進行了分析,結(jié)果表明:春季YRNC地區(qū)偏濕土壤導(dǎo)致的地表冷濕異常通過平流作用被輸送向東北地區(qū),使得夏季東北地表偏冷偏濕。而東北上空異常氣旋的形成則與EAP有關(guān):春季YRNC地區(qū)偏多的降水導(dǎo)致了西太副高增強,抑制了菲律賓附近對流的發(fā)展,從而使EAP轉(zhuǎn)為負位相,對應(yīng)在東北地區(qū)生成異常氣旋。由于植被和土壤濕度都是陸氣系統(tǒng)中重要的參量,因而我們利用觀測數(shù)據(jù)研究了不同土壤類型上降水、植被(LAI)與土壤濕度(SM)的關(guān)系。結(jié)果表明,在粘土上,超前一個月的降水同時影響土壤濕度和植被,因而植被和土壤濕度呈現(xiàn)出顯著的同期正相關(guān)關(guān)系。而在砂土上兩者相關(guān)不顯著,植被與土壤濕度的關(guān)系受降水的影響不大。我們從蒸散(ET)和土壤保水性兩方面對不同的LAI-SM關(guān)系進行了解釋。盡管粘土上LAI增加對應(yīng)了ET的增加,然而由于粘土較小的粒徑導(dǎo)致ET對SM的作用較弱,這最終造成了粘土上LAI-SM呈顯著正相關(guān)。在砂土站點上,由于砂粒較大的粒徑使得ET與SM呈負相關(guān),這也導(dǎo)致了砂土上LAI-SM的負相關(guān)。然而,砂土上LAI的增加使土壤保水性減弱,這也是砂土上LAI-SM相關(guān)不顯著的一個重要因子。基于前期土壤濕度對后期降水的重要性,我們還研究了秋季土壤濕度(9 10月)與冬季風(fēng)的關(guān)系。結(jié)果表明:當(dāng)秋季YRNC地區(qū)土壤濕度偏濕時,冬季中國東部大部分地區(qū)降水偏少。我們對秋季土壤濕度影響冬季降水的物理過程進行了研究,秋季YRNC地區(qū)偏濕的土壤導(dǎo)致了地表潛熱偏大,并且潛熱的異�？梢猿掷m(xù)到冬季,這造成了蒸發(fā)在冬季也偏強,“蒸發(fā)冷卻”使得冬季對流層低層偏冷,從而加劇了冬季的海陸溫差,造成冬季風(fēng)增強,因此冬季大部分區(qū)域的降水減少。另外,由秋季偏濕的土壤導(dǎo)致的冬季北風(fēng)異�？梢匝由熘恋途暥葏^(qū)域,從而使冬季副高減弱、菲律賓附近對流加強。菲律賓附近對流的發(fā)展加強了經(jīng)圈環(huán)流,這可能又進一步增強了冬季風(fēng)。
[Abstract]:In this paper , the effects of soil moisture on soil moisture in the eastern part of the Yangtze River in spring and summer ( May ) in the east of the Yangtze River are analyzed . The results show that the precipitation in the eastern part of China from the Yangtze River valley to the North China ( the lower and middle reaches of the Yangtze River valley to northern China ) 浠庤，

本文編號：1542082