多种夏季风指数与中国夏季降水的关系
  • 【摘要】

    本论文主要研究多种夏季风指数与中国夏季降水的关系,为保持夏季风指数序列长度的一致,同时尽可能地避免因资料集的差异导致系统性的偏差,选择基于NCEP/NCAR再分析资料定义的30种夏季风指数。采用天气学分类、R型聚类分析、功率谱分析以及自然正交函数展开等方法初步分析了30种夏季风指数之间的关系以及它们的时域特征。应用相关分析、EOF-CCA模型和全回归分析探讨了多种夏季风指数与中国夏季降水的关系。最... 展开>>本论文主要研究多种夏季风指数与中国夏季降水的关系,为保持夏季风指数序列长度的一致,同时尽可能地避免因资料集的差异导致系统性的偏差,选择基于NCEP/NCAR再分析资料定义的30种夏季风指数。采用天气学分类、R型聚类分析、功率谱分析以及自然正交函数展开等方法初步分析了30种夏季风指数之间的关系以及它们的时域特征。应用相关分析、EOF-CCA模型和全回归分析探讨了多种夏季风指数与中国夏季降水的关系。最后分析了强和弱夏季风年中国夏季降水以及亚洲夏季大气环流的异常特征。通过这些分析,得到了一些有意义的结果: 1、基于风场定义的夏季风指数占大多数,采用温、湿资料以及多要素综合定义的夏季风指数为数不多。风仍然是季风活动分析的基本要素。 2、对30种夏季风指数进行指标聚类分析表明,夏季风指数之间的亲疏关系存在较大差异。R型指标聚类分类能够反映出各种夏季风指数定义所使用的要素、区域或范围、限制条件的不同,较基于要素的天气学分类要细化得多。这种统计学分类在一定程度上揭示了气象要素场之间存在显著的线性相关关系;不同区域的气象要素场对夏季风的响应均不相同;夏季风具有多种空间尺度和多种物理属性特征。 3、不同夏季风指数对夏季风强弱的表征各异,确定公认的强或弱夏季风年是困难的,夏季风强弱的定量描述仍是一个很有争议的问题。相对来说,以30种夏季风指数中表征某年为强(+)、弱(-)夏季风年的指数个数之和大于等于10,同时二者之比大于等于3∶1,则以占优势的符号公选夏季风年,则1951~2004年间,1953、1954、1955、1956、1958、1960、1961、1964、1985、1994年为强夏季风年和1983、1986、1987、1989、1991、1992、1996、1998年为弱夏季风年具有较高的公认度。 4、不同夏季风指数的时间变化不是简单的同相或反相的关系,夏季风的时域特征存在多种时间尺度的多层次复杂结构。就单个指数来看,往往表现为多频率的振动,不同周期的叠加。任何一种单一指数都很难完整揭示夏季风的时域变化特征。夏季风指数大多具有长期气候变化的特征,其中普遍存在2-3年的隐含周期,与热带平流层大气和风场的准两年振动一致。 5、夏季风指数间存在依赖关系,而且这种关系是稳定的。30种夏季风指数能够构成多种线性综合变量,这种线性综合变量代表了30种夏季风指数的大部分信息。这种线性综合变量的时间变化表现出2-3年的隐含周期,和热带地区的准两年周期一致。线性综合变量中夏季风指数的组合分布使夏季风的复杂性得到进一步证实,用一种或简单几种要素或单一指数来表征夏季风是不够的。 6、没有任何一种夏季风指数能够全面地反映中国夏季的降水。单一夏季风指数与中国夏季降水的相关通过95%显著性区域大多呈离散零星的区域分布,指标聚类分析得到的各组内夏季风指数与中国夏季降水的相关分布相似,而组间的夏季风指数与中国夏季降水的相关分布差异较大。相对来说,区域夏季风指数RM1(Lau等)与华北地区的相关显著性区域、DU2(WangandFan)和区域季风指数RM2(Lau等)与长江中下游地区相关显著性区域、EASMI(张庆云等)与华中地区的相关显著性区域较为集中成片分布,区域特征明显。 7、亚洲夏季风系统的各成员程度不同地影响中国夏季的降水,单一一种夏季风指数表征夏季风的特征以及反映中国夏季的降水有局限性和片面性。将30种夏季风指数作为30维的变量场,采用EOF-CCA方法能够将夏季风的多个物理属性及多种尺度特征较好的组合起来。EOF-CCA提取的30种夏季风指数典型组合变量能够更全面地反映中国夏季的降水,这种典型组合变量包含了东亚季风、南海季风和印度季风的成员,其与中国夏季降水的相关显著性区域较单个夏季风指数与中国夏季降水的相关显著性区域明显扩大。 8、中国夏季降水的性质以及夏季风与中国夏季降水关系均十分复杂。多种夏季风指数典型组合变量较单个夏季风指数能较好地反映中国夏季的降水,但还不能够将中国夏季的降水全面地反映出来,非季风降水在中国夏季的降水中占有相当的比重,夏季风是影响中国夏季降水的重要因子,但不是唯一的因子,这与过去的许多研究结果是一致的。季风与降水关系研究中需要进一步区分季风降水与非季风的降水。 9、本研究所确定的强和弱夏季风年确实反映了中国夏季降水和亚洲夏季大气环流的两种不同的典型异常特征。强夏季风年东亚大陆低压偏强,中国北方冷空活动减弱,中国长江中下游地区至东南沿海、淮河流域、滇西北至川西南、四川盆地东部、华南西部、内蒙古中部(兴安岭以北)及东北部地区和松辽平原南部降水偏少,而华北大部到吉林一带、华南东部至江南北部、四川盆地中西部地区降水明显偏多。在弱夏季风年情况大致相反,大陆低压偏弱、低层西南暖湿气流有所增强,华南至江南南部、云南西部、高原南侧、华北大部地区降水偏少,四川盆地中西部地区也呈偏少趋势,而华南西部到长江中下游地区、淮河流域以及兴安岭地区至松花江、嫩江流域降水明显偏多。 收起<<

  • 【作者】

    赵元茂 

  • 【学科专业】

    气象学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    云南大学

  • 【导师姓名】

    严华生

  • 【学位年度】

    2006

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    多种夏季风指数  大气环流  夏季降水  相互关系