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华西秋雨演变特征及其成因分析

华西秋雨演变特征及其成因分析. 李栋梁，罗霄，王慧 lidl@nuist.edu.cn 南京信息工程大学 大气科学学院. 主要内容. 引言. 秋 雨指数定义及演变特征. 华西秋雨时空异常分布特征. 秋雨期环流背景场与异常特征. 华西秋雨的主要影响因子. 结论与讨论. 主要内容. 引言. 秋 雨指数定义及演变特征. 华西秋雨时空异常分布特征. 秋雨期环流背景场与异常特征. 华西秋雨的主要影响因子. 结论与讨论. 研究意义：

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华西秋雨演变特征及其成因分析

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Presentation Transcript

  1. 华西秋雨演变特征及其成因分析 李栋梁，罗霄，王慧 lidl@nuist.edu.cn 南京信息工程大学 大气科学学院

  2. 主要内容 引言 秋雨指数定义及演变特征 华西秋雨时空异常分布特征 秋雨期环流背景场与异常特征 华西秋雨的主要影响因子 结论与讨论

  3. 主要内容 引言 秋雨指数定义及演变特征 华西秋雨时空异常分布特征 秋雨期环流背景场与异常特征 华西秋雨的主要影响因子 结论与讨论

  4. 研究意义： 华西秋雨是我国秋季主要的气候特征之一，其影响范围大、持续时间长，一般出现在9-11月，主要特点是雨日多，以绵绵细雨为主。连绵阴雨天气对农作物生产、人们的生活带来不利影响，对国民经济有着重要的意义，一直是西部气象人关心的科学问题之一。 研究目的： 基于改进的华西秋雨指数，分析华西秋雨的演变特征，以及华西秋雨气候态与主要异常型的成因，并进一步探讨西北地区感热、青藏高原热力输送、南亚季风等因子对华西秋雨的时空演变特征的影响及其可能机制，拟根据前期相关因子的变化特征提出华西秋雨主要异常分布的影响因子概念模型，从而对预报华西秋季的多寡、秋作物收获时间、播种区选择有所帮助，为农业生产服务。

  5. 研究进展： • 1958年，高由禧等从地域划分对华西秋雨进行了研究。徐桂玉指出华西秋雨期间的降水空间分布的三种类型，第一向量场的降水特征表现为以长江上游流域的干流为分界线，其距平场特征分布呈南、北相反变化。何敏综合考虑降水量和降水日数两个因素来划定秋雨区为明显秋雨区和一般秋雨区。梁建洪通过秋季降水量、降水日数占全年的比例，把秋雨区划分为典型区（汉中），准典型区（成都）和一般区（西昌）。白虎志等利用9-10月雨量占全年雨量百分率与9-10月雨日的乘积定义了秋雨指数ARI ，并做了指数场的EOF分解，其中第一模态反映了长江中上游地区降水南北相反的变化形势。

  6. 对于华西秋雨的成因分析，高由禧等认为华西秋雨的起讫与亚洲上空急流和印度季风的进退有关。徐裕华认为秋雨多是由于西风带环流与副热带环流的不同步转变而造成的，四川盆地与横断山脉地区降水与地形关系密切。林纾指出西太副高偏北、西伸时，是西北地区产生强降水的大尺度背景之一。陈忠明研究指出青藏高原东部热源与华西秋雨雨量呈负相关，并以2月东部热源与华西秋雨相关最显著。对于华西秋雨的成因分析，高由禧等认为华西秋雨的起讫与亚洲上空急流和印度季风的进退有关。徐裕华认为秋雨多是由于西风带环流与副热带环流的不同步转变而造成的，四川盆地与横断山脉地区降水与地形关系密切。林纾指出西太副高偏北、西伸时，是西北地区产生强降水的大尺度背景之一。陈忠明研究指出青藏高原东部热源与华西秋雨雨量呈负相关，并以2月东部热源与华西秋雨相关最显著。

  7. 存在问题： 华西秋雨量化指数 白虎志定义的秋雨指数，雨量百分比的地理分布差异较小，而秋雨日数地理分布差异相对较大，因此，该指数更依赖于秋雨日数。 华西秋雨的成因 不仅与环流密切相关，且西北地区 的“热垫”作用也会影响冷空气爆发及向南输送，以及高原附近垂直环流。

  8. 主要内容 引言 秋雨指数定义及演变特征 华西秋雨时空异常分布特征 秋雨期环流背景场与异常特征 华西秋雨的主要影响因子 结论与讨论

  9. 图1 多年平均全国 9～10月降水量 (单位：mm)(a) 及其占全年雨量百分比(单位： ﹪) (b)

  10. 图2 多年平均全国 9-10月降水日数(单位:d)(a) 及雨日占全年雨日百分比(单位:﹪)(b)

  11. 华西秋雨指数定义 优点： a.综合考虑雨量、雨日两个因子 b.消除雨量与雨日地理分布造成的差异,突出秋季雨量、雨日在全年中的比重，定义 的区域为典型华西秋雨 图 1961-2010年平均秋雨指数空间分布 区,能较好地体现华西秋雨的空间分布特征

  12. 秋雨指数定义及演变特征 2 秋雨指数空间分布年代际变化 各年代平均秋雨指数空间分布

  13. 秋雨指数定义及演变特征 2 秋雨指数空间分布年代际变化 全区平均秋雨指数IAR变化趋势（左）及Morlet小波功率谱分析（右）

  14. 主要内容 引言 秋雨指数定义及演变特征 华西秋雨时空异常分布特征 秋雨期环流背景场与异常特征 华西秋雨的主要影响因子 结论与讨论

  15. 华西秋雨时空异常分布特征 21.6% PC1 EOF1 EOF前3个模态载荷向量（左）与时间系数（右）

  16. 13.3% PC2 EOF2 9.3% PC3 EOF3

  17. 华西秋雨时空异常分布特征 PC1 PC2 EOF第一（上图）、二（下图）模态时间系数小波分析

  18. 华西秋雨时空异常分布特征 EOF方法分析1961-2010年166个气象站的华西秋雨指数 PC3 EOF第三模态时间系数小波分析

  19. 主要内容 引言 秋雨指数定义及演变特征 华西秋雨时空异常分布特征 秋雨期环流背景场与异常特征 华西秋雨的主要影响因子 结论与讨论

  20. 秋雨期环流背景场与异常特征 多年平均9～10月整层水汽通量

  21. 秋雨期环流背景场与异常特征 1.平均特征：9-10月平均环流形势分析 多年平均9～10月 700hPa高度场纬偏图 (单位：gpm)

  22. 秋雨期环流背景场与异常特征 1.平均特征：9-10月平均环流形势分析 多年平均9～10月 850hPa高度场纬偏图 (单位：gpm)

  23. 秋雨期环流背景场与异常特征 1.平均特征：9-10月平均环流形势分析 多年平均9～10月 850hPa温度场 (单位：gpm)

  24. 抽吸上升 动力因子 西风急流 华西秋雨 冷暖空气对峙 高纬环流径向度 冷空气因子 锋面活动加剧 印缅槽 水汽供应 暖空气因子、水汽因子 西太副高 暖空气因子、水汽因子 秋雨期环流背景场与异常特征

  25. 秋雨期环流背景场与异常特征 2.第一类异常型（南北反向变化）环流形势合成分析： 图 8 EOF第一模态时间系数异常年合成差值 500hPa高度场(单位：gpm(a) 200hPa纬向风速(单位：m/s)(b) ( 时间系数高值年减低值年，阴影区置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  26. 秋雨期环流背景场与异常特征 2.第一类异常型（南北反向变化）环流形势合成分析： 图 8 EOF第一模态时间系数异常年 700hPa高度场合成差值 (单位：gpm）(c) ( 时间系数高值年减低值年，阴影区置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  27. 秋雨期环流背景场与异常特征 2.第一类异常型（南北反向变化）环流形势合成分析： 图 9 秋雨指数EOF第一模态时间系数异常年合成. 沿32.5°N纬向垂直剖面差值流场(垂直速度扩大100倍) (a) 整层水汽通量差值场(b) ( 时间系数高值年减低值年，阴影区置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  28. 主要内容 引言 秋雨指数定义及演变特征 华西秋雨时空异常分布特征 秋雨期环流背景场与异常特征 华西秋雨的主要影响因子 结论与讨论

  29. 华西秋雨的主要影响因子 1.1西北干旱区盛夏感热增强，有利于华西秋雨偏北 图 10 西北地区地表感热与秋雨指数相关. 西北地区西部 (a) 西北地区东部 (b) （阴影区置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  30. 华西秋雨的主要影响因子 1.2新疆地区感热影响华西秋雨机制(合成分析) 图 11 新疆地区感热异常年合成垂直剖面差值流场.沿35°N纬向(a) 沿107.5°E径向(b) (感热强年减弱年，阴影区垂直速度置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  31. 华西秋雨的主要影响因子 1.2新疆地区感热影响华西秋雨机制(合成分析) 图 12 新疆地区感热异常年9月850hPa温度场合成 (感热强年减弱年，阴影区垂直速度置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  32. 华西秋雨的主要影响因子 2.1南亚季风与华西秋雨 图 13 不同南亚季风指数与华西秋雨指数相关. 6-9月平均WYI (a) 6-9月平均MHI (b) 7 月印度降水(c)（阴影区置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  33. 华西秋雨的主要影响因子 2.2南亚季风影响华西秋雨机制（合成分析） 图 14 WYI异常年合成 200hPa纬向风速差值(单位: m/s)(a) 整层水汽通量距(b)  (WYI强年减弱年，阴影区置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)

  34. 华西秋雨的主要影响因子 3春季高原加热场华西秋雨 图 15 4-5月高原加热场与秋雨指数相关(a); 高原加热场异常年500hPa高度场合成差值（阴影区置信度检验达95﹪，暖色为正，冷色为负)（b）

  35. 华西秋雨的主要影响因子 3.其他因子与华西秋雨 表2南方涛动指数、南亚季风指数与EOF分解的前三个模态时间系数相关） 表3高原加热场、北半球极涡强度与EOF分解的前三个模态时间系数相关 注：*达到95﹪的置信度，**达到99﹪的置信度，***达到99.9﹪的置信度

  36. 华西秋雨的主要影响因子 4.华西秋雨第一模态异常型影响因子总结 图 16 华西秋雨南北反向型异常分布影响因子概念图

  37. 请各位批评指正 谢谢

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