东亚季风期极端降水事件与亚洲夏季风活动的关系研究

论文摘要

近年来,全球极端天气气候事件频发,研究指出,极端天气气候事件和大气环流及季风活动异常有着密切关系。东亚地区是典型的季风活动区,在全球变暖背景下,东亚季风区季风期（5-9月）极端降水的时空分布、未来变化及其与亚洲夏季风活动具有怎样的关系是一个基本的科学问题（本文与季风相关的内容均指夏季风）。本文利用1986-2015年近30年的逐日降水观测资料,分析了东亚季风区季风期极端降水的时空分布特征和年际变化规律;讨论了极端降水的时空变化与亚洲夏季风活动的关系;在综合评估29个CMIP5（Coupled Model Inter-comparison Project Phase 5）模式对东亚季风期极端降水和季风范围模拟能力的基础上,优选模式并进行集合平均,预估了未来（21世纪）东亚季风区季风期极端降水和季风范围的变化特征;分析了东亚季风区夏季风期极端降水变化、季风范围对全球升温的响应。得到以下主要结论:（1）东亚季风区季风期的极端降水是年总降水的主要部分。1986-2015年,东亚季风区季风期的极端降水量和频次存在明显的区域性差异,年际变化较大的区域位于华南及东南亚、长江流域和华北东北地区。东亚季风区各分区季风期的极端降水事件具有显著的年际变化特征,东南亚及华南地区,华北东北地区的极端降水趋于增多,而长江流域的极端降水则趋于减少。（2）东亚季风区极端降水事件是亚洲夏季风的产物。极端降水事件主要发生于亚洲夏季风活动期,季风期极端降水时空变化的特征与东亚地区夏季风的南撤和北进相对应;极端降水事件主要发生在亚洲夏季风前沿附近。亚洲夏季风强度和极端降水的相关也存在空间和时间上的差异,亚洲夏季风偏强时,华中西部7、8月的极端降水量减少,华南地区7月的极端降水量增多。（3）模式能够较好再现东亚季风期极端降水指数的空间分布特征,但仍存在一定偏差,模式对总降水量的模拟效果最好,对极端降水频次有高估。相对于1986-2005年,未来100年内东亚季风期极端降水量将增多,在21世纪后期RCP8.5情景下增加更加显著,其中华南、华中及马来群岛的增多幅度将达40%以上。（4）随着温室气体（典型排放浓度、辐射强迫）的增加,21世纪,东亚季风区季风期极端降水发生时对应的温度也将升高,升温也会引起极端降水的增加。通过对一次强降水个例的模拟,WRF模式较好的再现了这一结论。也即,气温升高会使极端降水增加并使极端降水过程更加集中。全球升温1.5℃和2℃时,相对于1986-2005年,极端降水量增多的区域主要分布在华北东北东部、长江流域、华东地区及热带地区,其中增多幅度可达40%;中国东部季风期极端降水量将加剧增多,江南地区季风期极端降水频次将显著减少。（5）随着温室气体的排放,东亚季风区范围也会发生变化。相对于1986-2004年,21世纪东亚夏季风范围在RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5排放情景下,将分别扩大2.66%,2.58%和3.02%。东亚夏季风区的北边界有较小的向西北扩张的趋势;RCP8.5情景下,季风范围的增大更为显著,且增幅更大。季风区面积扩大的同时也对应着降水中强降水比例的增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 极端降水和季风环流变化的观测事实研究
•     1.2.2 极端降水和季风环流变化的模拟及未来预估研究
•   1.3 研究问题的提出
•   1.4 主要研究内容和章节设计
• 第二章 数据和方法
•   2.1 数据资料
•     2.1.1 观测资料
•     2.1.2 CMIP5 模式数据
•   2.2 方法介绍
•     2.2.1 极端降水指数的定义
•     2.2.2 亚洲夏季风指数
•     2.2.3 统计分析方法
• 第三章 东亚季风区极端降水的分布及其与亚洲夏季风的关系
•   3.1 东亚季风区近30 年极端降水事件的时空分布特征
•   3.2 东亚季风区季风期极端降水事件的变化趋势
•   3.3 东亚季风区季风期极端降水与亚洲夏季风的关系
•   3.4 本章小结
• 第四章 21世纪不同排放情景下东亚季风期极端降水的预估
•   4.1 CMIP5 模式的选取
•   4.2 21 世纪不同排放情景下东亚季风区季风期极端降水的预估
•   4.3 1.5 ℃和2℃温升条件下东亚季风区季风期极端降水的变化
•   4.4 本章小结
• 第五章 21世纪不同排放情景下东亚夏季风范围变化及其与极端降水的关系
•   5.1 CMIP5 模式的选取
•   5.2 东亚地区夏季风范围的未来变化
•   5.3 未来东亚夏季风范围的变化和极端降水的关系
•   5.4 本章小结
• 第六章 东亚夏季风期温升对极端降水影响的数值试验
•   6.1 模式简介及试验设计
•   6.2 试验结果分析
•   6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
•   7.1 总结
•   7.2 存在的问题及下一步工作设想
• 参考文献
• 在学期间研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 崔丹阳

导师: 王澄海

关键词: 极端降水,亚洲夏季风,未来预估

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 兰州大学

基金: 国家自然科学基金国际合作与交流(组织间合作研究 NSFC-TRF 中泰)项目《南亚季风区极端洪涝和干旱事件变化特征及其机理》(编号:41661144017),干旱试验计划项目《干旱气象科学研究--我国北方干旱致灾过程及机理》(编号:GYHY201506001)

分类号: P426.6;P425.42

总页数: 69

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