Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 青藏高原及周围地区水汽气候学与东亚夏季风、水汽输送等对西北区东部和华北夏季降水的影响 | |
| 其他题名 | The Climatology of Water Vapor over Qinghai - Xizang Plateau and Surroundings and Impact of East Asia Summer Monsoon and Water Vapor Transport etc. on Summer Precipitation in East Part of Northwest and North China |
| 蔡英 | |
| 出版年 | 2004 |
| 学位类型 | 博士 |
| 导师 | 钱正安 |
| 学位授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 中文摘要 | 我国西北区东部和华北区是东亚夏季风影响区，但是，近30多年来，该两区干旱化明显，人们关心其变化的原因。另一方面，降水和干旱是形成干早气候相辅相成的两个方面，人们也需要深入研究西北区东部强干旱和降水天气型下的水汽输送及环流特征。为此，本论文利用NCEP加CAR再分析值格点资料和西北区东部及华北实测降水资料等，首先，整体地分析了青藏高原（下称高原）及周围地区的水汽（比湿和气柱可降水量）分布及变化的背景；随后，分别对比分析了西北区东部和华北5个典型干、湿年（月）的水汽输送和环流的特征；接着，分析了近30多年来西北区东部和华北区春夏季地面热通量和东亚夏季风减弱的关系；然后，分析了西北区降水和强降水气候，从而挑选出西北区东部历史上243例强干湿日，进行了水汽输送和环流的聚类分析研究；最后，区分夏季平均、干湿月平均、旱雨型平均等不同情况，估算了西北区三分区的空中水汽平衡。本论文得到了如下主要结论：1）高原及周围地区的水汽分布季节和地区差异明显。全区以南亚和东亚夏季风活跃区-印度中北部及我国长江中游一带的水汽含量最高，夏季该两区的地面比湿可达219／kg以上，气柱总可降水量可达60mm以上，冬季该两区的地面比湿及气柱可降水量分别仅及5g／kg和16mm左右，冬季仅为夏季值的1／4；而在中蒙干旱区及高原上的水汽含量最低，冬季该两区的地面平均比湿才2-3g／kg，气柱可降水量才3mm左右，夏季该两区的地面平均比湿分别增长为7及9g／kg，气柱可降水量也分别增长为20及lomm，夏季中蒙干旱区的气柱可降水量增加了6倍。各地春、秋季的水汽含量界于冬、夏季之间，除北疆及南疆盆地西部外，秋季比春季更湿。水汽随高度迅速递减，约70％的水汽集中在650hPa层以下。地理纬度、海拔高度及大气环流是影响各地水汽分布三主要因子。2）西北区东部及华北干、湿年（月）的大气可降水量差异明显，湿年（月）大气可降水量增加明显。西北区东部和华北干湿年夏季的平均可降水量可差4-8mm以上，即湿年约增加20％左右的可降水量。这主要与湿年东亚夏季风强，向北及西北内陆推进远，水汽输送强有关。另外，湿年河西走廊及内蒙古西部一带的西北气流水汽输送也较强，利于南北冷暖两支气流在该两地区的汇合；而千年夏季则反之。干、湿年（月）的水汽输送带的位置及强度也明显不同。华北浪年有自西南区指向华北区的SW-NE向强水汽输送带；西北区东部湿月有位置偏西，有从两广经四川盆地指向兰州的较强水汽输送带、两区的水汽主要源自南海和东海。而两区的干年（月）水汽输送带弱，且常止于32ON以南。华北和西北区湿年（月）的大气可降水量明显增加，除与有强水汽输送补充有关外，还与强水汽通量辐合有关。3）近40年夏季我国的气柱可降水量和降水量变化呈北干南湿的格局，北方变干更明显。这一格局与东亚夏季风逐渐减弱并提前撤退有关。 4）夏季我国各地区可降水量的平均降水转化率明显不同，青藏高原地区最高，达22％；我国东部地区次之，约10％左右；而西北地区，特别是南疆盆地最低，仅及1％左右，它也影响了我国的降水气候。由各地可降水量、环流的时空分布和变化，以及地形等能较好地解释各地多变的降水气候。5）西北区东部和华北干年（月），春、夏季地面感热明显大于湿年（月），潜热明显小于湿年；而两区湿年（月），则反之。干、湿年间春、夏季地面感、潜热通量差值高中心在华北区及西北区东部；而在高原及西太平洋上差别不明显。6）西北区东部和华北区区域平均（100-120°E，32-42°N）的夏季和前期春季地面感热通量及潜热通量，存在明显的年际及年代际变化特征。地面感热通量和潜热通量都在1965年前后发生了突变，地面感热通量突然增加，潜热通量突然减少。进而地面感、潜热通量之和从60年代中期后也在不断减小。这恰好与同期内我国东部与西太平洋间海陆温差在减小，夏季风在减弱的事实一致；这启示，西北区东部及华北区地面加热作用对我国东部与西太平洋间海陆温差减小，进而对东亚夏季风减弱的贡献是举足轻重的。7）我们初步得到，西北区东部和华北区地面感、潜热加热减弱一东亚与西太平洋间海陆温差减小叶东亚夏季风减弱叶北方水汽减少升北方干旱化的影响链。8）夏季西北区东部大范围强降水的雨区有偏东带状、偏西带状（均呈西南－东北向走向）、以及位置偏南的块状三类。对挑选出的243例强干湿日作水汽通量场的聚类分析，共分成4个旱型、2个雨型及1个混合型。然后分别对各型下的雨量、水汽通量及水汽的收支等进行了合成分析，旱雨型下环流及水汽输送特征等的差异明显。9）夏季西北各分区的水汽来源不同。南边界是西北区东部的主要水汽流入边界，北边界是北疆区的主要水汽流入边界，而北边界和西边界同为南疆及河西区的主要水汽输入边界。对西北三分区东边界都是最大的水汽流出边界，特别是西北区东部，该区有70％多的水汽从东边界流出，是该区净留下水汽的3倍多。西北区东部利用空中水资源的潜力最大。10）青藏高原东侧低层偏南风急流的水汽输送对西北区东部以及南疆和河西区的降水十分重要。在特定的环流条件下，东亚夏季风的影响甚至可以扩及到南疆区东部。这些地区的降水预报要特别注意高原东侧低空偏南风急流及河西走廊偏东风的变化。 |
| 中文关键词 | 青藏高原及周围地区 ; 西北区东部 ; 比湿 ; 气柱可降水量 ; 降水转化率 ; 湿年（月） ; 水汽通量 ; 东亚夏季风 ; 地面感热 ; 潜热 ; 强干 ; 湿事件日 ; 聚类分析 ; 旱雨型 ; 水汽平衡 |
| 英文关键词 | 干 Qinghai-Xizang Plateau and its Surroundings The east part of Northwest China Specific humidity Air column precipitable water Precipitation conversion rate Dry and wet summers (months) East Asian summer monsoon Surface sensible and latent heat fluxes Water vapor flux Strong drought and heavy rain cases Clustering analysis classification technique Drought and rain circulation patterns The air water vapor budget |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 来源机构 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/286366 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 蔡英. 青藏高原及周围地区水汽气候学与东亚夏季风、水汽输送等对西北区东部和华北夏季降水的影响[D]. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,2004. |
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