與東亞季風區(qū)的風場季節(jié)轉換特征截然不同,青藏高原東南側有一區(qū)域全年出現(xiàn)偏南風的概率高達90%以上,這一偏南風具有顯著的季節(jié)變化特征且存在明顯的東擴現(xiàn)象,氣候平均場上于15侯東擴到達115°E以東。本文利用NCEP/NCAR再分析資料分析了常年南風區(qū)南風東擴時間的年際變化特征、可能影響因子以及其對我國降水的可能影響,并用CMIP5模式資料分析了南風對全球變暖的可能響應,得到了如下結論:(1)南風東擴時間存在顯著的年際變化特征,最早在2月初就已出現(xiàn)東擴,而偏晚年常年南風區(qū)南風直到3月才開始東擴。(2)南風東擴的早晚對我國東部氣候存在顯著的影響。當南風東擴偏晚時,江南春雨偏少,華南準靜止鋒偏弱,東亞副熱帶夏季風建立偏晚,2-3月從孟加拉灣南部起向東延伸至菲律賓以東洋面的廣大地區(qū)均降水偏多,而在我國華南地區(qū)降水普遍偏少;6月則形成了以長江流域為界的南北偶極子型降水異常,該異常降水帶向東北方向延伸,長江流域偏多的降水是由偏強偏北的西太副高造成。(3)南風東擴時間的影響因子主要有兩個。其一,當2月高原熱源偏強時,高原南側形成氣旋性環(huán)流,從高原東南部至西太平洋均為異常南風,有利于南風東擴偏早。另一個因子來自海上,Ni?o3.4區(qū)海溫異常與東擴時間序列呈負相關,El Ni?o事件時南風區(qū)南風東擴偏早,并且在CP El Ni?o事件發(fā)生時南風區(qū)南風東擴更顯著。南印度洋上的負—正—負海溫異常會自南印度洋激發(fā)一反氣旋-氣旋-反氣旋-氣旋波列,在高原南側形成的異常西風加強了高原繞流,使高原東南側形成異常南風氣流,有助于常年南風區(qū)南風的加強與東擴。(4)CMIP5各模式成員對于南風區(qū)南風東擴的模擬都較差,而對于南風的強度變化,BCC-CSM1.1、GFDL-CM3和MIROC5三個模式的模擬結果較好。但它們對于未來全球變暖各情境下南風區(qū)南風的變化預估卻存在著明顯的非一致性:BCC-CSM1.1和GFDL-CM3模式結果顯示在未來全球變暖背景下秋季南風區(qū)南風將會明顯減弱,這一趨勢隨著升溫閾值的增大而加劇;而MIROC5模式的結果則相反,全球增溫后南風區(qū)南風在秋季將明顯加強。出現(xiàn)這種差距的原因主要是由于不同模式對于青藏高原上空氣溫的模擬存在較大差異,MIROC5模式過高的估計了青藏高原上空的增溫幅度。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：P425
【部分圖文】：

圖 3.1 1980-2016 年平均（a）冬季、（b）春季、（c）夏季和（d）秋季 850hPa 風場（單位：m陰影為經向風風速（單位：m/s)將 1980-2016 年的 NCEP/NCAR 逐日再分析資料進行候平均，仿照前人的方法計了逐年的 850hPa 經向風全年南風概率空間分布（受篇幅影響，圖 3.1 中只列出了 4 年分布圖，間隔時間均為 10 年），從中可以發(fā)現(xiàn)常年南風區(qū)是一個每年都穩(wěn)定存在的域，基本維持在青藏高原的東南側，但它的范圍面積存在明顯的年際差異。與氣候態(tài)均的 850hPa 經向風全年南風概率分布圖（圖 3.2a)進行對比后發(fā)現(xiàn)，1980-2016 年間年的全年南風概率大于 90%的范圍（灰色區(qū)域）較氣候態(tài)平均的范圍偏小，南邊界較人認為的 20°N 明顯偏北，東邊界也明顯偏西，如圖 3.2（b-e）中給出的部分年份（191991、2001、2011 年）的結果所示。因此得出結論，氣候態(tài)平均的結果過高的估計了年南風區(qū)的真實范圍。為了使后續(xù)對于常年南風區(qū)偏南風年際變化的討論更準確，綜考慮前人所得到的氣候態(tài)結果以及現(xiàn)有的逐年計算結果，將常年南風區(qū)的緯度范圍選

圖 3.3 1980-2016 年 22.5°-30°N 平均 850hPa 經向風（a，單位：m/s）及其 7 候滑動南風率（b）從上一年第 48 侯至當年 48 侯的時間-經度剖面圖，（a）中等值線間隔 2m/s，正值由灰色陰影標出，（b）中等值線間隔 0.1，南風率 0.8 由灰色陰影標出3.3 常年南風區(qū)偏南風東擴的年際差異為了更加直觀地體現(xiàn)常年南風區(qū)偏南風的東擴，本文對南風率 0.9 等值線的逐候空間分布進行了計算。常年南風區(qū)偏南風的這一東擴特征在南風率的氣候態(tài)空間分布（圖3.3a）中也得到了驗證，15 候前（藍色實線）南風率高于 0.9 的區(qū)域主要位于青藏高原東南角，15 侯后（紅色實線）南風率 0.9 等值線范圍突然向東擴展，越過了 115°E。那么常年南風區(qū)偏南風的這一特征是否每年都穩(wěn)定出現(xiàn)呢？通過對逐年的南風率空間分布的計算后，我們發(fā)現(xiàn)常年南風區(qū)偏南風范圍在春夏轉換季的突然東擴在每年都穩(wěn)定出現(xiàn)，但其東擴越過 115°E 的時間存在顯著的年際差異，例如：2010 年（圖 3.4b）偏南風的東擴時間偏早，第 7 候就已發(fā)生東擴，偏南風在東擴后能夠在我國東部維持較長時間；

圖 3.4 850hPa 南風率為 0.9 等值線的時間空間演變圖。（a）1980-2016 年平均；（b）2010 年；（c）1994 年，等值線上數(shù)值為其時間（單位：侯），黑色粗線標出了 115°E 位置，藍色實線表示東擴前，紅色實線表示東擴后因此，為了表征常年南風區(qū)偏南風東擴時間的這種年際變化，本文將常年南風區(qū)緯度范圍內（22.5°-30°N）南風率 0.9 等值線越過 115°E 并能穩(wěn)定維持的候數(shù)定義為了常年南風區(qū)偏南風的東擴時間點，由此得到了常年南風區(qū)偏南風東擴時間序列，如圖 3.5所示。可見，常年南風區(qū)偏南風的東擴時間平均發(fā)生在第 15 候左右，即 3 月中，該偏南風東擴時間沒有明顯的年代際變化趨勢，但存在著顯著的年際變化，東擴偏早（除去1998 年東擴發(fā)生在第 1 候的特殊情況）可能出現(xiàn)在第 7 候左右（2 月初），偏晚則大約出現(xiàn)在第 25 候左右（5 月初）。以 1 倍標準差作為閾值挑選出常年南風區(qū)偏南風東擴偏早年與偏晚年（圖 3.5b），得到了 5 個特征偏早年和 3 個特征偏晚年，如表 3.1 中所示。

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本文編號：2812031