洞庭湖流域夏季强降水时空变化及其与环流的联系

论文摘要

本文利用洞庭湖流域1961-2016年91个气象站点逐日降水数据、NCEP再分析数据（纬向风场和经向风场、比湿、500hPa位势高度）及相关环流指数（东亚夏季风指数、南海夏季风指数、西太平洋副热带高压特征量）,分析洞庭湖流域夏季强降水量与环流的关系。运用奇异值分解（SVD）方法分析洞庭湖流域夏季强降水与500hPa位势高度的空间相关关系;运用小波相干、交叉小波变换方法分析洞庭湖流域夏季强降水与西太平洋副热带高压特征量（西伸脊点指数、脊线位置、面积指数、强度指数、北界位置指数）、东亚夏季风、南海夏季风的关系;最后分析该流域的区域夏季强降水日的环流变化特征。本文主要研究结果如下:（1）从时间变化趋势来看,洞庭湖流域夏季强降水量、强降水天数、强降水强度随时间变化的倾向率都是正值,表明三者在1961-2016年间都是呈上升趋势;从小波分析来看,夏季强降水量、强降水天数和强降水强度都存在一个30年主周期。（2）从空间变化特征来看,洞庭湖流域中部地区夏季强降水量、强降水天数和强降水强度在1961-2016年间增加趋势较明显。因此,洞庭湖流域中部地区发生洪涝灾害的概率增大。（3）从洞庭湖流域夏季降水与500hPa位势高度的关系来看,当乌拉尔山脉北端和黄海区域500hPa位势高度上升（下降）,其它地区下降（上升）时,洞庭湖流域大部分地区夏季强降水量、强降水天数偏少（偏多）,东南小部分地区强降水量、强降水天数偏多（偏少）。当乌拉尔山脉北端和黄海区域500hPa位势高度增加（下降）,其他地区500hPa位势高度下降（上升）时,洞庭湖流域大部分地区强降水强度偏弱（偏强）,株洲、浏阳等地强降水偏强（偏弱）。（4）从洞庭湖流域夏季降水与西太平洋副热带高压、东亚季风、南亚季风的关系来看,洞庭湖流域夏季强降水量、强降水强度、强降水天数与副高面积指数、强度指数及西伸脊点指数的交叉小波谱的条数较多,而相干谱条数较少。强降水天数和强降水量与东亚夏季风指数有两条公共高功率交叉小波谱波段。强降水强度与东亚夏季风指数的交叉谱条数很少,只有一条;南海夏季风指数与夏季强降水量、强降水天数、强降水强度有一条公共高功率交叉小波谱波段,为发生在1993-1997年的1-4年周期。（5）从区域夏季强降水日500hpa位势高度、水汽输送通量、700hPa风场以及水汽输送散度来看,均有利于区域强降水的产生。夏季强降水日当天华北至洞庭湖流域受低压槽影响;水汽来源更加充足;洞庭湖流域强降水区域上空产生气旋性漩涡且水汽通量散度为负。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及研究目的
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 强降水定义
•     1.2.2 强降水研究方法
•     1.2.3 强降水影响因素
•   1.3 洞庭湖流域夏季降水相关研究
•   1.4 研究内容
• 2 研究区域概况与方法
•   2.1 研究区域
•   2.2 数据
•     2.2.1 降水数据
•     2.2.2 NCEP/NCAR再分析数据
•     2.2.3 大气环流指数
•   2.3 方法
•     2.3.1 百分位阈值法
•     2.3.2 非参数Man-Kendall趋势和突变检验
•     2.3.3 小波分析
•     2.3.4 交叉小波变换（XWT）
•     2.3.5 小波相干
•     2.3.6 奇异值分解（SVD）
•     2.3.7 水汽通量和水汽通量散度
• 3 洞庭湖流域夏季强降水时空分布特征
•   3.1 夏季强降水时间变化特征
•     3.1.1 夏季强降水的年际变化及趋势变化
•     3.1.2 夏季强降水周期分析
•     3.1.3 夏季强降水M-K检验
•   3.2 夏季强降水空间变化特征
•     3.2.1 夏季强降水空间分布特征
•     3.2.2 夏季强降水变化趋势空间分布
•   3.3 本章小结
• 4 洞庭湖流域夏季强降水与大气环流的关系
•   4.1 夏季强降水与6-8月500hPa位势高度的关系
•   4.2 夏季强降水与相关环流指数的关系
•     4.2.1 夏季强降水与夏季西太平洋副高特征量的关系
•       4.2.1.1 相关性分析
•       4.2.1.2 交叉小波、小波相干分析
•     4.2.2 夏季强降水与东亚夏季风指数的关系
•       4.2.2.1 相关性分析
•       4.2.2.2 交叉小波、小波相干分析
•     4.2.3 夏季强降水与南海夏季风指数的关系
•       4.2.3.1 相关性分析
•       4.2.3.2 交叉小波、小波相干分析
•   4.3 本章小结
• 5 洞庭湖流域区域夏季强降水日大气环流对比
•   5.1 区域强降水日500hpa位势高度对比分析
•   5.2 区域强降水日水汽通量和700hPa风场、水汽通量散度对比分析
•   5.3 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 罗溢

导师: 张新主

关键词: 洞庭湖流域,夏季强降水,环流,联系

来源: 湖南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,气象学

单位: 湖南师范大学

分类号: P426.614;P434

总页数: 63

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