基于低频振荡的西南地区雨季降水的延伸期预报

论文摘要

本文首先利用西南地区逐日的降水站点数据,分析了雨季降水的时空分布特征,并利用行业标准划定了37年来西南地区雨季的开始日期、结束日期、雨季长度和雨季降水量。其次,利用欧洲中心再分析资料,通过合成分析的方法,探究了西南区域雨季开始、结束前后高低层大气环流以及水汽输送场的演变特征。接着,分析了西南地区逐候降水序列的低频演变特征,并根据降水的20-60d季节内振荡划分了8个位相,进一步对低频水汽输送、低频大气环流场进行了分位相合成。最后,采用两种方法对西南地区雨季逐候降水的季节内振荡分量进行了提前1-10候的预报试验,主要得到以下几点结论:（1）一般认为,5-10月是西南地区的雨季。整个雨季降水的时空差异大,EOF前三模态分别表现了西南地区降水全区一致、东西反相和南北反相对的分布特点;REOF前六模态将西南地区划分为六个降水子区域;六区中除贵州、川西地区外,雨季降水量的长期变化均表现为减少趋势。根据行业标准划定西南雨季开始和结束日期,平均开始日期为第29候,平均结束日期为第57候;但各地进入雨季和退出雨季的时间大不相同:川西高原上雨季开始早、结束晚,持续时间长,但雨季降水量少;其他地区雨季开始和结束日期整体上都表现为东部早于西部。云南西南部、贵州、四川盆地西部这三个地区雨季雨量较大。雨季开始和结束日期的长期变化都有向偏早演变的趋势,但未通过显著性检验;雨季雨量表现为显著的下降趋势。（2）西南区域雨季开始之前,10°-30°N存在一OLR大值带;850hPa上北半球低纬度地区盛行偏东风;南亚高压位于150°E以东的太平洋上。雨季开始时,OLR大值带在中南半岛附近断裂,南北两个低值区在西南地区打通;850hPa上,孟湾开始出现偏南风气流,随后索马里越赤道气流建立,北半球低纬度地区盛行西风;来自南半球和孟湾的水汽通道打开;假相当位温大值区,即暖湿气流开始影响到西南地区;同时200hPa上南亚高压也开始逐步跃上中南半岛和青藏高原。雨季结束时,西太平洋和北印度洋的OLR大值区在西南地区打通,大值带重建;850hPa上的东风带也在20°N以南地区重建;水汽通道关闭;南亚高压开始离开青藏高原,重新回到太平洋上。（3）西南地区平均的逐候降水量表现为明显的单峰型特征,峰值主要位于7-8月。对逐候降水量进行EEMD分解,前两个模态分别代表了10-20d和20-60d的季节内变化,是西南地区降水序列时间演变的重要贡献者。根据降水的20-60d振荡划分八个位相,进一步合成分析低频环流场和水汽输送场,发现:与西南地区降水季节内振荡相关的低频OLR场的演变主要表现为正、负低频区的发展及顺次北移。低频水汽通量场的演变主要表现为阿拉伯海、孟湾一带及西北太平洋地区气旋性环流与反气旋性环流的交替演变。850hPa低频风场的演变与整层水汽通量场类似;时滞相关分析表明,印度洋北侧纬向风超前西南地区低频降水20d左右时相关最大。500hPa低频环流主要通过槽脊的分布影响西南地区低频降水的发展与中断;降水峰值对应“两槽一脊”的环流型,降水谷值对应“两脊一槽”的分布型。200hPa上,低频降水峰值期,西南地区处于低频反气旋的控制下;而谷值期则处在低频气旋的控制下。此外,MJO处于第1、2位相时,西南地区整体雨量偏多;而处于第4、5位相时,整体雨量偏少。（4）采用两种方法建立西南地区雨季逐候降水的延伸期预报模型,模型一是基于降水序列自身低频信号而建立的回归方程,可以提前半个月左右给出较为准确的预报;模型二是在原有的方程基础上,加入八个影响因子的低频序列;可以提前20-25天给出较为可信的预报结论;另外,两个模型对于降水异常偏多年的预报效果都明显好于降水偏少年。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及选题意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 西南地区雨季的研究进展
•     1.2.2 延伸期预报的研究进展
•   1.3 本文主要研究内容
• 第二章 资料与方法
•   2.1 资料
•   2.2 数据处理方法
•     2.2.1 EOF、REOF分析方法
•     2.2.2 一阶Butterworth带通滤波方法
•     2.2.3 集合经验模态分解方法
•     2.2.4 逐步回归方法
• 第三章 西南地区雨季降水的气候特征
•   3.1 西南地区降水的时空分布特征
•     3.1.1 西南地区降水的季节变化特征
•     3.1.2 西南雨季降水的空间异常特征
•     3.1.3 西南区域降水的时间变化特征
•   3.2 西南雨季开始和结束日期的划定标准
•     3.2.1 监测站点的选择
•     3.2.2 单站雨季开始日期判定条件
•     3.2.3 单站雨季结束日期判定条件
•     3.2.4 区域雨季开始、结束日期的判定条件
•   3.3 西南雨季降水的气候特征
•     3.3.1 西南雨季开始、结束日期的气候特征
•     3.3.2 西南雨季长度的气候特征
•     3.3.3 西南雨季降雨量的气候特征
•   3.4 本章小结
• 第四章 西南雨季前后大气环流场的演变特征
•   4.1 向外长波辐射场活动特征
•   4.2 850hPa风场活动特征
•   4.3 水汽输送场的活动特征
•   4.4 200hPa环流场的活动特征
•   4.5 本章小结
• 第五章 西南雨季降水期大气环流季节内振荡特征
•   5.1 西南雨季降水的季节内振荡特征
•   5.2 西南雨季降水季节内振荡的大尺度低频环流条件
•     5.2.1 低频OLR场的分布及演变
•     5.2.2 低频水汽输送场的分布及演变
•     5.2.3 低频 850hPa风场的分布及演变
•     5.2.4 低频 500hPa位势高度场的分布及演变
•     5.2.5 低频 200hPa环流场的分布及演变
•   5.3 MJO活动对西南地区雨季降水的影响
•   5.4 本章小结
• 第六章 基于低频振荡的西南雨季降水的延伸期预报试验
•   6.1 基于西南地区降水低频振荡信号的延伸期预报试验
•   6.2 基于西南地区降水低频影响因子的延伸期预报试验
•   6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王瑞英

导师: 肖天贵

关键词: 西南地区,雨季,低频振荡,延伸期预报

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P457.6

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000022

总页数: 73

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