基于AREM模式对发生在华南地区的3次西南涡暴雨过程进行了数值模拟,并利用模拟结果分析了暴雨过程中西南涡的演变特征,结果表明:高层200 h Pa西风急流入口区、中层500 h Pa西太平洋副热带高压位置、中纬度短波槽、东北亚强冷涡的适当配...
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基于AREM模式对发生在华南地区的3次西南涡暴雨过程进行了数值模拟,并利用模拟结果分析了暴雨过程中西南涡的演变特征,结果表明:高层200 h Pa西风急流入口区、中层500 h Pa西太平洋副热带高压位置、中纬度短波槽、东北亚强冷涡的适当配置,中低层孟加拉湾和南海暖湿气流的持续输送,是有利于西南涡东移发展,从而造成华南地区持续性强降水的典型环流形势;降水落区与低涡位置密切相关,一般集中在西南涡中心南侧,雨带延伸方向与低涡移动路径一致;而其强度则与低涡中心区域位势高度等值线梯度及低层大气风场强度息息相关。西南涡中心低层为东风和弱北风,中层以南风为主,高层为强西风和弱北风,低层辐合、高层辐散及正涡度结构特征显著。涡度平流项和辐合辐散项的作用集中体现在中低层大气,涡度对流项、扭转项的作用则在中高层更为明显,而涡度辐合辐散项对西南涡的发展加强起最主要的作用。
关于海气相互作用对南海夏季风爆发迟早的影响目前有不少工作(丁一汇和李崇银,1999;陈隆勋等,1999;赵永平等,2000),毛江玉等(2000)分析表明,偏晚(早)年的SSTA分布呈El Nino型(La Nina型)。黄荣辉等(2005)研究认为,当春季热带西太平洋处于暖状态,菲律宾周围对流活动强,使得南海夏季风爆发早,当春季热带西太平洋处于冷状态,情况相反。除了受热带太平洋海温影响之外,季风爆发早晚与前期冬春季的印度洋海温(梁肇宁等,2006)甚至南大洋海温(林爱兰等,2013a)变化也有联系。有专家基于海温建立了季风爆发日期的短期气候预测方法(周文等,2002;谷德军等,2011),取得一定的成效。然而,今年春季基于海温预测认为"2014年季风爆发时间为正常略偏早"1,但实际上直到6月5日南海夏季风才爆发,属于异常偏迟。为什么今年南海夏季风爆发时间预测误差这么大?是值得探讨的问题。热带大气低频振荡与南海夏季风爆发存在一定的联系(林爱兰,1998),穆明权和李崇银(2000)从1998年850 h Pa低频流场分布发现,菲律宾东侧大气季节内振荡的发展和向南海地区的扩展对南海地区大气季节内振荡活动有重要作用,并最终激发南海夏季风的爆发。温之平等(2006)从多年资料分析指出,5月1～15日菲律宾南部的低频对流发展西移,华南地区低频对流活动南移以及加里曼丹岛低频对流活跃北移,有利于南海夏季风爆发偏早,若上述地区对流不活跃则南海夏季风爆发偏迟。沿赤道东传的季节内振荡(简称MJO)是热带大气季节内振荡的主要模态之一,大量研究表明MJO不仅影响热带地区,而且影响热带外地区的天气气候(例如;Mo and Higgins 1998;Higgins and Shi 2001;Jones et al.2004;Lorenz and Hartmann 2006;Jeong et al.2008;丁一汇等,2010;Jia等,2011;章丽娜等,2011;吕俊梅等,2012;林爱兰等,2013b;林爱兰等,2013c;李崇银等,2013;Hung等,2014)。Hendon等(1990)合成分析表明,澳大利亚夏季风爆发与MJO东移经过澳大利亚北部相对应。现有研究表明,海温年际甚至年代际变化和大气季节内尺度变化都是南海夏季风爆发的影响因子,但关于沿赤道东传的MJO活动与南海夏季风爆发是否存在物理联系,现有文献较少涉及。本文利用1979—2013年NCEP/DOE再分析资料的大气多要素日平均资料、美国NOAA日平均向外长波辐射资料和ERSST月平均海温资料,分析赤道大气季节内振荡(简称MJO)活动对南海夏季风爆发的影响及其与热带海温信号等的协同作用。结果表明,赤道MJO活动与南海夏季风爆发密切联系,MJO的湿位相(即对流活跃位相)处于西太平洋位相时,有利于南海夏季风爆发,而MJO湿位相处于印度洋位相时,则不利于南海夏季风爆发。赤道MJO活动影响南海夏季风爆发的物理过程主要是大气对热源响应的结果,当MJO湿位相处于西太平洋位相时,一方面热带西太平洋对流加强使潜热释放增加,导致处于热源西北侧的南海-西北太平洋地区对流层低层由于Rossby响应产生气旋性环流异常,气旋性环流异常则有利于西太平洋副热带高压的东退,另一方面菲律宾附近热源促进对流层高层南亚高压在中南半岛和南海北部的建立,使南海地区高层为偏东风,从而有利于南海夏季风建立;当湿位相MJO处于印度洋位相时,热带西太平洋对流减弱转为大气冷源,情况基本相反,不利于南海夏季风建立。MJO活动、孟加拉湾气旋性环流与年际尺度海温变化协同作用,共同对南海夏季风爆发迟早产生影响,近35年南海夏季风爆发时间与海温信号不一致的年份,基本上是由于季节转换期间的MJO活动特征及孟加拉湾气旋性环流是否形成而造成,因此三者综合考虑对于提高季风爆发时间预测水平具有重要意义。
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