东亚西风急流Rossby波波能传播对长江流域丰/枯梅年降水异常的影响

论文摘要

本文利用西风急流波导结构、波作用通量、波能方程以及波包传播诊断方法,系统地研究了丰枯梅年梅雨前期、梅雨期和梅雨后期长江流域降水异常时东亚西风急流Rossby波的波能传播特征及演变情况,并初步建立波能传播特征概念模型。分析结果表明:1、丰梅年波导区的分布广,Rossby波活动旺盛。梅雨前期,阿拉伯半岛东部的波导区和长江流域中游地区南侧的波导区在丰梅年强度强,枯梅年弱。结合波障碍区的分布,丰梅年更利于Rossby波的传播,使能量向下游频散。梅雨期,丰、枯梅年位于阿拉伯半岛东部的波导区强度大减;丰梅年梅雨前期从阿拉伯半岛东部向东北方向发展的Rossby波,在梅雨期长江流域中上游地区形成两个波导区,而枯梅年只存在一个范围较小的波导区。梅雨后期,丰梅年长江流域上游的波导区减弱消失,枯梅年对应的波导区强度较强。2、丰、枯梅年波作用通量大值区基本位于北非-西亚地区和长江流域中下游偏北地区,亚洲地区强的正扰动中心持续西移。长江流域中下游偏北地区的波作用通量变化情况为:丰梅年在梅雨期增强,梅雨后期减弱;枯梅年持续减弱。梅雨前期,长江流域中下游偏北地区的波作用通量在丰梅年弱、枯梅年强,扰动流函数基本呈“负-正-负”分布;丰梅年长江流域中上游有一个强的正扰动中心,有利于扰动的发展;枯梅年长江流域的扰动值比丰梅年小3×106m2/s左右,扰动的发展较弱。梅雨期,丰梅年长江流域中下游偏北地区的波作用通量增强。梅雨后期,波作用通量均明显减弱,丰梅年长江流域中下游偏北地区的波作用通量比枯梅年略大。3、东亚西风急流带上主要的波动能量转换为基本气流的动能与扰动动能。梅雨前期至梅雨后期,丰梅年长江流域北部上空主要呈“波汇区-波源区-波源波汇过渡区域”分布,枯梅年呈“波汇区-波源区-波源区”分布。丰梅年梅雨前期中亚中部地区存在一个波汇区,对应有扰动动能转换为基本气流的动能,东亚西风急流的强度增强,为Rossby波的传播提供了良好的传输途径。枯梅年梅雨前期该波汇区的缺失,是导致Rossby波传播不如丰梅年旺盛的重要原因。4、东半球波包大值带主要呈纬向分布,3-8d高频扰动波包与10-15d超长波波包的分布一致,后者较强。丰梅年,中低纬度地区波包大值带的中心值弱、分布范围小,中高纬地区波包大值中心强、分布范围广;梅雨前期和梅雨期长江流域附近分布有波包大值带,配合着急流入口区的波扰动以及波导的分布,为波包运输波能提供了有效通道。枯梅年,从中低纬度的波包大值带分布来看,梅雨前期地中海以南、梅雨期长江中上游地区以北以及梅雨后期中低纬度的波包大值中心均比丰梅年强,大值中心分布范围广;长江流域存在波包大值带,在弱波导的条件下不利于波能向下游传播;枯梅年中低纬度地区波包的经向移动要强于丰梅年,不利于波动能量的传播。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 课题研究背景与意义
•   1.2 相关研究回顾
•     1.2.1 关于Rossby波及Rossby波波能传播的研究
•     1.2.2 关于西风急流Rossby波与降水关系的研究
•     1.2.3 关于西风急流Rossby波与梅雨关系的研究
•   1.3 本文研究内容及论文结构
• 第二章 资料与方法
•   2.1 资料选取
•   2.2 方法介绍
•     2.2.1 西风急流波导结构
•     2.2.2 Plumb三维波作用通量
•     2.2.3 非绝热加热条件下的波能方程
•     2.2.4 小波分析
•     2.2.5 波包传播诊断方法
• 第三章 丰枯梅年的划分以及降水和急流特征分析
•   3.1 异常丰枯梅年的划分
•     3.1.1 异常丰枯梅年的划分
•     3.1.2 梅雨前期、梅雨期和梅雨后期的划分
•   3.2 长江流域区域平均降水持续天数逐年变化特征
•   3.3 梅雨异常年 200h Pa纬向风分布特征
•     3.3.1 梅雨前期 200h Pa纬向风
•     3.3.2 梅雨期 200h Pa纬向风
•     3.3.3 梅雨后期 200h Pa纬向风
•   3.4 本章小结
• 第四章 西风急流波导结构和Rossby波波作用通量分析
•   4.1 西风急流波导结构特征分析
•     4.1.1 丰梅年东亚西风急流波导结构
•     4.1.2 枯梅年东亚西风急流波导结构
•   4.2 Rossby波波作用通量特征分析
•     4.2.1 丰梅年东亚西风急流Rossby波波作用通量特征
•     4.2.2 枯梅年东亚西风急流Rossby波波作用通量特征
•   4.3 本章小结
• 第五章 Rossby波波动能量转换及波包移动特征分析
•   5.1 Rossby波波动能量转换特征分析
• A'>    5.1.1 动能的转换特征S_A
• B和非绝热加热效应产生的波能特征S_C'>    5.1.2 有效位能的转换特征S_B和非绝热加热效应产生的波能特征S_C
•   5.2 东亚西风急流Rossby波波包移动和波能传播特征分析
•     5.2.1 东亚西风急流窄带信号提取
•     5.2.2 丰枯梅年东亚西风急流Rossby波 3-8d和 10-15d波包分布特征
•   5.3 本章小结
• 第六章 初步建立概念模型
• 第七章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 不足与展望
• 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: 袁宁乐

导师: 肖天贵

关键词: 丰枯梅年,波能传播,长江流域

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,气象学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P43;P426.6

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000025

总页数: 60

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