中国气象学会主办。
文章信息
- 苗长明, 丁一汇, 郭品文, 沈杭锋, 樊高峰. 2015.
- MIAO Changming, DING Yihui, GUO Pinwen, SHEN Hangfeng, FAN Gaofeng. 2015.
- 水汽输送与江南南部初夏雨季及降水变化的联系
- Linkage of the water vapor transport distribution with the rainy season and its precipitation in the southern regions south of the Yangtze River during the early summer
- 气象学报, 73(1): 72-83
- Acta Meteorologica Sinica, 73(1): 72-83.
- http://dx.doi.org/10.11676/qxxb2015.006
-
文章历史
- 收稿日期:2014-05-09
- 改回日期:2014-08-25
2. 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 南京, 210044;
3. 国家气候中心, 北京, 100081;
4. 浙江省气候中心, 杭州, 310002
2. Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disaster, NUIST, Nanjing 210044, China;
3. National Climate Centre, Beijing 100081, China;
4. Zhejiang Climate Centre, Hangzhou 310002, China
大量研究表明,中国南海、印度洋、孟加拉湾、青藏高原是影响中国夏季降水的水汽输送关键区(Murakami,1959;Tao et al,1987;Simmonds et al,1999;谢安等,2002;徐祥德等,2002;仪清菊等,2001;丁一汇等,2003;Xu et al,2004;Ding et al,2005;宗海锋等,2006)。不少学者进一步研究了水汽输送过程的区域性特征,Zhang(2001)指出,长江中下游地区降水与印度季风系统水汽输送成反相关,来自印度季风区的水汽输送强时,对应的西太平洋副热带高压(副高)西南部分就弱,长江中下游地区降水偏少。徐祥德等(2002)研究表明,青藏高原地区构成了影响长江流域旱、涝的季风水汽输送源地,具有向东水汽输送“转运站”的功能。田红等(2002)、Zhou等(2005)发现中国大陆东部降水多的时期中国南海异常水汽输送方向是由西太平洋进入中国南海,影响大陆异常降水的水汽来源并不是都来自孟加拉湾,长江流域降水属于东南水汽通道即副热带季风影响范围。而且,Yi(1995)、黄荣辉等(1998)、陈际龙等(2007)先后用不同资料分析证明,东亚夏季风有很强的经向水汽输送,它不同于南亚夏季风(印度季风)以纬向水汽输送为主。周晓霞等(2008)也指出,中国大陆的水汽主要经南海北边界输入,水汽输送的北进与雨带的北推一致。对此,申乐琳等(2010)从季风性水汽输送的变化角度讨论了影响中国一些主要地区夏季降水变化的可能机制,强调对于中国东部旱涝的形成,应该重点关注来自西北太平洋副热带高压西侧的直接或间接经中国南海到达的异常西南季风性水汽输送。但是,中国西南地区则不同于东部地区,李永华等(2010)指出,与西南地区东部夏季降水相联系的水汽通道中,印度洋水汽通道强度最强,太平洋水汽通道强度最弱。
中国东部夏季降水具有显著的年代际变化,这些变化与水汽输送紧密联系。Kwon等(2007)指出,除了大量研究证实的20世纪70年代后期东亚夏季风发生了一次显著的年代际变化外,90年代中期也有一次显著的年代际变化,之后中国东南部夏季降水出现了突变性增多。Ding等(2008)研究表明,中国东部夏季降水分别于1978年和1992年前后发生了两次以雨带南移为显著特征的年代际变化,多雨带先后从华北和东北南移到长江流域、再从长江流域南移到华南。胡娅敏等(2010)则根据梅雨分型研究发现,20世纪90年代后江南梅雨型减少、淮河流域型梅雨增多,2000年以后以枯梅型和北丰南枯型为主。黄荣辉等(2011)也指出,20世纪70年代中后期到90年代初(大约在1978—1992年)的夏季降水华南和华北地区偏少、长江流域偏多,而在1993—1998年华南夏季降水明显增多。Zhu等(2010)研究表明,2000—2008年的夏季降水量与1979—1999年相比,黄淮流域增多、长江流域减少;Sun等(2011)则指出这次新的年代际变化对应的是20世纪90年代之后净水汽通量在黄淮流域增多、江淮流域减少。关于梅雨丰枯年水汽输送的差异,毛文书等(2009)发现,江淮梅雨丰年的水汽来源主要是中国南海和西太平洋的水汽辐合增强。江志红等(2013)则利用气流轨迹分析对比梅雨异常年水汽输送的差异,发现江淮梅雨偏多年来自孟加拉湾和中国南海的水汽输送较多,梅雨偏少年则是来自太平洋和印度洋的水汽输送较多。
苗长明等(2013a)发现江西东部、浙江西部和南部一带在初夏暴雨洪涝多发,通过大气环流演变分析指出有一个独立于华南前汛期和江淮梅雨之间的江南南部初夏雨季(苗长明等,2014)。以往关于水汽输送的研究,对初夏的水汽输送分布和演变过程及其对江南南部地区降水的影响尚未发现有系统地分析。江南南部介于华南和长江流域之间,东邻东海和太平洋,西面接西南地区并与青藏高原遥相对应,那么,影响江南南部初夏雨季的水汽源、水汽通道及其在强、弱年的差异如何?这是中国天气气候研究和防汛工作面临的一个科学问题。 2 资料与方法
采用美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)的高度场、纬向风、经向风、比湿、地面气压等逐日再分析资料,时段为1961—2010年,水平分辨率为2.5°(经度)×2.5°(纬度)。水汽通量及其散度计算采用以下公式(Rasmusson,1968;Yi,1995;刘芸芸等,2009)。单位气柱的大气水汽输送水平通量Q(单位:kg/(m·s))
在计算某一层的大气水汽输送水平通量时,得出的是每单位气压差每单位长度的水汽通量,因而其单位为kg/(m·s·hPa)。
水汽通量散度D(单位:kg/(m2·s))对于研究行星尺度的水汽收支非常重要,辐散中心(散度为正)是水汽源区,辐合中心(散度为负)是水汽汇区。
式(1)—(4)中,Qλ和Qφ分别表示整层气柱大气纬向和经向水汽通量,g是重力加速度,ps为下界气压(考虑大地形复杂因素,取ps随λ和φ变化的地面气压),pu为上界气压(300 hPa 以上水汽含量较少,因此计算积分时取pu为300 hPa),V 是该单位气柱各层大气的风速矢量,u、v是纬向和经向风,q为比湿。在计算整层积分的水汽输送时,垂直方向上采用了1000、925、850、700、600、500、400和300 hPa的资料。取水汽通量向东和向北为正,向西和向南为负,与水平风的风向一致。采用苗长明等(2013b)建立的1961—2010年江南南部初夏雨季指数序列,分析江南南部初夏雨季强、弱的变化和水汽输送特征,并通过合成分析的显著性水平检验探讨水汽输送影响雨季强弱的可能机制。雨季强度指数(M)为
式中,L为某一年雨季的长度(d),L0为历年雨季的平均长度;R为某一年雨季内代表站(贵溪、德兴、玉山、衢州、龙泉)总降水量,R0为历年雨季代表站总降水量的平均值;R/L表示雨季内平均日降水强度;取M0=2.5,从而使M的标准值为0。 3 江南南部初夏雨季的水汽输送气候特征 3.1 初夏阶段水汽输送的时空演变假相当位温θse是包含温度、水汽影响的热力学指标,一般采用850 hPa的θse=340 K特征线代表夏季风前沿(黄士松等,1995)。分析夏季风前沿在中国东部地区的推进过程(图 1)可知,夏季风前沿在22.5°—32.5°N总体上自南向北推进,但在早期阶段还同时有明显的东传。其推进的过程可以看作3个阶段:第1阶段在22.5°—25°N,5月初开始夏季风前沿按西南—东北向推进,经向和纬向都在扩展,5月底覆盖到115°—120°E,6月上旬到达最东端,此期间对应的是华南前汛期;第2阶段发生在27.5°N,6月10日之前夏季风前沿在112.5°E,6月10日前后快速向东扩展到135°E以东的太平洋上,这个阶段对应江南南部初夏雨季;第3阶段在30°—32.5°N,夏季风前沿自南向北平行纬度带推进,虽然与第2阶段比较相似,但西段仍存在明显差异,而且夏季风前沿覆盖32.5°N的时间比27.5°N大约晚8 d,此时长江流域进入梅雨期。
强的经向水汽输送是东亚夏季风的重要特征。Zhang等(2002)定义夏季中国南海向东亚地区输送的大量水汽为南海季风涌,用沿100°—120°E平均的大气整层水汽通量表示。琚建华等(2007)将东亚夏季风中850 hPa纬向风的季节内振荡(ISO)的经向北传定义为东亚夏季风涌(简称季风涌)。为分析初夏阶段经向水汽输送的演变特征及其与江南南部初夏雨季的联系,将115°—120°E范围内平均的整层经向水汽通量从中国南海突然增大并沿经向北传到中国南方地区的现象称为水汽涌,各纬度带上的水汽通量最大值称为峰。
计算各纬度带的115°—120°E范围内平均的整层经向水汽通量的逐日演变(图 2),发现有 3次最明显的水汽涌和相应的峰,分别对应中国南方地区夏季降水的3 个阶段。第1次涌在5月中旬末下旬初,以中国南海的经向水汽通量增大到150 kg/(m·s)为标志,从12.5°N北传,22.5°—25°N水汽输送增大到200 kg/(m·s),6月上旬峰值超过250 kg/(m·s),对应华南前汛期,是南海季风爆发后中国大陆雨季的开始;第2次涌在6月上旬末,以南海的经向水汽通量增大到200 kg/(m·s)为标志,从15°N北传,中国南方的水汽输送高值区向北推进了2—3个纬度,30°N以南的水汽通量都在200 kg/(m·s)以上,6月下旬的最大峰值超过350 kg/(m·s),对应江南南部初夏雨季;第3次涌在6月中旬末下旬初,以中国南海的经向水汽通量增大到250 kg/(m·s)为标志,从10°N北传,中国南方的水汽输送高值区再次向北推进了2—3个纬度,32.5°N以中国南的水汽通量都超过200 kg/(m·s),7月中旬的最大峰值超过350 kg/(m·s),对应长江流域和江淮梅雨。水汽通量的3次涌和峰,是夏季风推进过程的表现,显示了江南南部初夏雨季与华南前汛期和江淮梅雨在水汽输送方面的相互连续性和独立性。
3.2 江南南部初夏雨季的水汽通量和散度场在不同高度的分布苗长明等(2014)指出江南南部初夏雨季平均发生时间为6月11—30日。计算1961—2010年历年6月11—30日的平均整层水汽通量及其散度(图略),总体上与以往关于夏季和梅雨的水汽输送研究结果是一致的(周晓霞等,2008;胡娅敏等,2010;李永华等,2010)。江南南部初夏雨季受来自西南、中国南海、副高外围和西北等水汽输送的共同影响,其中最主要的水汽输送路径有两条:北支从孟加拉湾北部向东北经缅甸,过云南、贵州、湖南,到达江南南部地区;南支从孟加拉湾向东南到达中南半岛和南海,与南海地区的越赤道流水汽输送带汇合,继而向偏北方向并与西太平洋副高西侧转向的偏南风汇合,从华南再到江南南部地区。
6月11—30日平均水汽通量及其散度在300、500、700、850 hPa各高度层上的分布(图 3)显示出对流层不同高度水汽输送的差异。江南及其以东地区上空是东西向带状的水汽通量高值区,中低层水汽通量显著大于中高层,850 hPa水汽通量是500 hPa 的2倍、300 hPa的6倍以上。同时,显著的水汽辐合和辐散区也主要在中低层,江南南部地区处在一条显著的水汽辐合带中心区下方。
江南南部地区上空的水汽通量高值区在垂直方向上向北倾斜,高层位置偏北、低层位置偏南。300 hPa(图 3a)水汽通量高值区位于江南南部地区的北缘到日本西南列岛上空;500 hPa(图 3b)水汽通量高值区位于副热带高压脊线北侧和西风带南缘之间,江南南部处在高值区西端中心位置下方;700 hPa(图 3c),江南南部处在水汽通量高值区中心位置的北缘;850 hPa(图 3d),江南南部处在水汽通量高值区中心位置的西北侧。
从水汽辐散区的分布看,影响江南南部初夏雨季的水汽源可以分为3类:700和850 hPa一致显示青藏高原南侧是最强的水汽辐散区,在低层与邻近的孟加拉湾东部和中南半岛一带、中国西南地区水汽辐散区连通,是直接水汽源;低层850 hPa最大范围的水汽辐散区位于澳大利亚北部到印度洋和阿拉伯海南部地区,延伸到印度半岛,是间接水汽源;中国西北、华北地区和西太平洋副高控制区也呈弱的水汽辐散,是弱水汽源。另外,尽管孟加拉湾是水汽通量高值区,但是在850 hPa,孟加拉湾、南海、赤道西太平洋上空是一条显著的水汽辐合带,就是说,孟加拉湾并不是江南南部初夏雨季的水汽源,而是水汽输送通道。 3.3 江南南部初夏雨季起讫的水汽输送
对雨季开始到结束不同阶段,分析850 hPa高度的平均水汽通量分布和各高度平均水汽通量沿 117.5°E经向垂直剖面的空间分布(图 4)。定义雨季内第1个雨期的第1个雨日为开始日,连续5日最大雨量(雨季内任意5天滑动平均降水量的最大值)的出现日为峰值日,雨季内最后一个雨期的最后一个雨日的后1天(非雨日)为结束日。
雨季开始日(图 4a、b),经向垂直剖面的水汽通量等值线为上北下南倾斜分布,水汽通量最大值达到100 kg/(m·s·hPa),中心位于江南南部地区南界上的850 hPa高度,江南南部地区上空的水汽通量等值线密集、经向梯度大;850 hPa高度上有一条水汽输送带,北缘到达江南地区南部,水汽主要从右前方(西南)进入江南南部地区上空。
图 4c、d是峰值日的水汽输送分布,经向垂直剖面上水汽通量等值线分布的倾斜度减小,北侧接近垂直分布,江南南部地区上空水汽通量的南北梯度更大,水汽通量中心下移到900 hPa高度上下,最大值达到140 kg/(m·s·hPa);850 hPa高度上低空急流和水汽输送带强盛,北缘覆盖江南南部地区,同时低空的强水汽输送区扩大到东海上。
雨季结束日(图 4e、f)进入江南南部地区上空的水汽通量减小,最大值约100 kg/(m·s·hPa);水汽通量中心位置移动到江南南部地区西北侧,即青藏高原东部到长江流域梅雨区,850 hPa高度上原有的急流和水汽输送带基本消退。
对江南南部初夏雨季发生的不同阶段,分别计算各边界上的平均分层水汽输送以及该区域总的水汽收支(图 5)。江南南部初夏降雨集中区位于(26°—30°N,116°—119°E)范围(苗长明等,2013a),中心位于27.5°—29.5°N(苗长明等,2014)。因此,计算区域的边界选定为:西边界25°—30°N、115°E,东边界25°—30°N、120°E,北边界30°N、115°—120°E,南边界25°N、115°—120°E。
纬向水汽输送在雨季不同阶段具有流入与流出同步增减的变化过程(图 5a)。中低层水汽在雨季开始时的流入、流出都突然增大,到雨季峰值日水汽通量达到最大,比开始前多5倍以上,然后逐渐减小。中高层水汽输送在雨季开始前后仅略有增加,雨季峰值时增加比较明显,在雨季的结束阶段很快减小。经向水汽输送的流入、流出则不是同步变化的(图 5b)。雨季开始时,中低层、中高层水汽流入突然增大,水汽流出仅略有增大;雨季期间的经向水汽流入基本保持稳定;雨季结束时水汽流出突然增大,而水汽流入并未显著减少。雨季过程中,中低层水汽输送明显高于中高层(图 5c),即使在峰值日为代表的雨季盛期,中高层水汽贡献也仅占到水汽总收支的1/3。
由此可见,夏季风雨带从华南北抬到江南南部后形成了江南南部初夏雨季。雨季开始时本区域南界的经向水汽输送显著增多,雨季结束时本区域北界的经向水汽输送显著增多,所以,经向水汽输送对江南南部初夏雨季的起讫具有标志性意义。同时,雨季期间的纬向水汽输送明显增多,而且流入、流出量都大于经向水汽输送,所以纬向水汽输送增大的早晚和多寡等变化,对江南南部初夏雨季的发展和强弱具有不容忽视的重要影响。 4 水汽输送与江南南部初夏雨季强弱的联系 4.1 江南南部初夏雨季强弱及水汽输送的年代际变化
江南南部初夏雨季强弱具有明显的年代际变化。从1961—2010年历年雨季强度指数(M)变化(图 6)可见,20世纪60年代中期到70年代中后期、90年代初到进入21世纪初是两个偏强期,而20世纪70年代中后期到90年代初、21世纪以来是两个偏弱期。显然,江南南部初夏雨季强弱的年代际变化时间点与长江流域夏季降水的年代际变化时间点(Kwon et al,2007;Ding et al,2008;Zhu et al,2010;Sun et al,2011;黄荣辉等,2011)是一致的。但是,二者的强、弱变化并不是完全一致的。在20世纪70年代中后期到90年代初长江流域夏季降水偏多期间(Ding et al,2008;黄荣辉等,2011),江南南部初夏雨季是偏弱阶段;1992年以后华南夏季降水增多(Ding et al,2008;黄荣辉等,2011),江南南部初夏雨季是最强阶段;当2000年以后长江流域夏季降水和梅雨减少时(胡娅敏等,2010;Zhu et al,2010),江南南部初夏雨季也是偏弱的。
分析图 6中历年江南南部初夏雨季期间西、南边界的总水汽流入变化(分别为实线和虚线),20世纪70年代中后期到90年代初,纬向和经向水汽流入都处于负距平的低值期,而随后的20世纪90年代初到21世纪初,江南南部初夏雨季偏强,纬向和经向水汽流入都是正距平高值期。计算江南南部初夏雨季强度指数与西、南边界水汽输入总量距平的相关系数,分别为0.806和0.650,都超过了0.001显著水平的检验,而且,江南南部初夏雨季强弱与纬向水汽输送的相关比经向水汽输送的相关更显著,这个结果与图 5也是一致的。 4.2 江南南部初夏雨季强、弱年的水汽输送
对江南南部初夏雨季强度指数序列做正态分布检验,标准偏态系数和峰度系数分别为0.599和0.162,都远小于正态分布函数u0.05=1.96;同时,Shapiro-Wilk正态分布检验的统计量W=0.961≥W0.05=0.947。因此,在α=0.05的显著水平下可以认为遵从正态分布。以下取雨季强度指数M≥1的年份为强雨季年,有1974、1976、1983、1989、1992、1993、1995、1998、1999和2000年;M≤-1的年份为弱雨季年,有1963、1971、1980、1981、1986、1987、1991、2004、2005和2009年。
分析江南南部初夏雨季强、弱年沿117.5°E的850 hPa平均水汽通量的时间演变(图 7),对比发现,强雨季年(等值线)水汽输送到达早、在本地区上空持续时间长,而弱雨季年(阴影)水汽输送到达晚、位置偏北、在本地区上空持续时间短。
对江南南部初夏雨季强、弱年6月11—30日的水汽通量做差值场合成分析(图 8),将强年平均值减去弱年平均值,显著区呈两条带状交叉分布。一条显著带从青藏高原南侧向东北方向延伸到日本列岛及其以东洋面上,高值区位于江南南部到东海上空,表明当水汽输送在江南南部地区的汇流增大(减小)时,江南南部初夏雨季就偏强(偏弱)。另一条显著带从赤道中太平洋向西北延伸到印度半岛和阿拉伯海北部,高值区在菲律宾以东的西太平洋暖池区到南海南部、中南半岛一带,可见,当印度季风往东南方的水汽输送减小(增强)、南海季风向北的水汽输送增强(减小)时,江南南部初夏雨季偏强(偏弱)。
江南南部初夏雨季降水强弱与印度季风区的水汽强弱成反相关系,关键是与孟加拉湾相关的两路水汽输送强弱的变化。强、弱雨季年相比,自低纬度到中纬度存在“反气旋性-反气旋性-气旋性(A-A-C)”的水汽通量距平差值场。也就是说,强雨季年孟加拉湾北部叠加了一个反气旋性距平场,孟加拉湾向东北方向的水汽输送增强,与青藏高原南侧水汽输送叠加,从北支路径到达江南南部地区的水汽就比较丰沛;南海北部也叠加了一个反气旋性距平场,从南海向北的水汽输送也增强;同时以日本西南列岛附近为中心叠加了一个气旋性距平场,使各路水汽输送在江南南部地区的汇合加强,利于降水的形成。反之,弱雨季年呈相反的距平场分布,孟加拉湾的水汽输送偏南,南海向北的水汽输送也减少,江南南部地区的水汽输送减弱,不利于江南南部地区降水的形成。 4.3 江南南部初夏雨季强、弱年的水汽源汇变化
对江南南部初夏雨季强、弱年的水汽通量散度差值场作合成分析(图 9),对照图 3的水汽辐合/辐散区分布,进一步讨论影响江南南部初夏雨季强弱的水汽输送关键区及其可能机制。
差值合成图上,从长江流域到日本西南列岛以南是一条负值带,对应于图 3从中国南方到太平洋上的大面积水汽输送辐合区,反映了强的江南南部初夏雨季年该辐合区出现了辐合增强,反之,弱的雨季年则出现辐合减弱。其中,陆上的显著区位于江南南部地区的西北部,说明长江流域梅雨区的水汽辐合增强(减弱)更加显著,这与弱雨季年水汽辐合区的位置明显偏北是一致的(图略)。澳大利亚北部也是显著的负值区,也就是说,当澳大利亚北部的低层水汽辐散区(源)的辐散减弱(增强)时,相应的印度季风减弱(增强),利于江南南部初夏雨季偏强(偏弱)。
孟加拉湾及其东北的印缅地区、中国云南一带,以及青藏高原南侧及其周边地区,是水汽通量散度差值正值区。一方面,显示了青藏高原南侧及其周边地区的水汽辐散区(源)对江南南部初夏雨季的强弱具有正相关的重要影响;另一方面,说明孟加拉湾及其东北地区的水汽辐合区(汇)的对流越弱(强)越有利于江南南部初夏雨季的降水偏强(弱),可见孟加拉湾是江南南部初夏雨季水汽通道上的拦截关键区之一。面积最大的正值区位于中国南海南部到菲律宾以东的西太平洋暖池区。该区域是一个低层水汽辐合区,水汽辐合减弱(增强)对应于江南南部初夏雨季偏强(偏弱),说明该地区对流越强越不利于江南南部初夏雨季的降水,它也是江南南部初夏雨季水汽通道上的拦截关键区。 5 结 论
(1)初夏阶段水汽输送总体上随夏季风前沿自南向北推进和加强,在5月下旬初、6月上旬末和6月中旬末有3次明显的水汽通量突然增大的涌先后从南海北传到25°N及其以南、25°—30°N、30°N及其以北地区,相应的峰出现在6月上旬、6月下旬和7月中旬,水汽涌和峰分别对应华南前汛期、江南南部初夏雨季、长江流域梅雨的开始和结束时间。
(2)江南南部在初夏雨季阶段处在水汽通量高值区的北缘,也是水汽通量散度的负值(辐合)区,该水汽辐合区从江南南部伸展到东海和太平洋上。水汽输送主要集中在中低层(地面至700 hPa),以850 hPa高度为中心。影响江南南部初夏雨季的水汽源可以分为3类:青藏高原南侧、孟加拉湾东部和中南半岛一带、中国西南地区是直接水汽源;澳大利亚北部到印度洋和阿拉伯海南部地区是间接水汽源;中国西北、华北地区和西太平洋副高控制区是弱水汽源。
(3)经向水汽输送演变对江南南部初夏雨季起(讫)具有标志性意义,纬向水汽输送也不容忽视。雨季开始时,中低层、中高层经向水汽流入突然增大,经向水汽流出仅略有增大;雨季结束时经向水汽流出突然增大,而经向水汽流入并未显著减少。在雨季期间,纬向水汽输送的流入、流出量都大于经向水汽输送。江南南部初夏雨季的强弱具有年代际变化,20世纪60年代中期到70年代中后期、90年代初到21世纪初是两个偏强期,20世纪70年代中后期到90年代初、21世纪以来是两个偏弱期,雨季强度指数与纬向水汽流入的相关比经向水汽流入的相关更显著。
(4)影响江南南部初夏雨季的水汽输送路径主要有两条,北支是从孟加拉湾北部经缅甸和云南、贵州的水汽输送,南支是经孟加拉湾、中南半岛、南海与西太平洋副高西侧水汽汇合的水汽输送。强、弱雨季年,自低纬度到中纬度存在“反气旋性-反气旋性-气旋性”的水汽通量距平差值场。因此,强雨季年自孟加拉湾向东北方向的水汽输送和从中国南海向北的水汽输送都增多,水汽输送在江南南部地区的汇合加强,有利于降水的形成。反之,弱雨季年孟加拉湾的水汽输送偏南,南海向北的水汽输送也减少,江南南部地区的水汽输送减弱。
(5)孟加拉湾北部及其东北地区的对流越弱越有利于江南南部初夏雨季的降水,中国南海南部到菲律宾以东的西太平洋暖池区的对流越强越不利于江南南部初夏雨季的降水,其联系机制可能在于对流活动对江南南部初夏雨季水汽输送具有“拦截”作用。也就是说,尽管孟加拉湾等区域是水汽通量高值区,但孟加拉湾、南海南部到西太平洋暖池区是显著的水汽辐合区,所以不是水汽源,是江南南部初夏雨季的水汽输送关键通道。
陈际龙, 黄荣辉. 2007. 亚澳季风各子系统气候学特征的异同研究Ⅱ: 夏季风水汽输送. 大气科学, 31(5): 766-778. Chen J L, Huang R H.2007. The comparison of climatological characteristics among Asian and Australian monsoon subsystems. Part Ⅱ: Water vapor transport by summer monsoon. Chinese J Atmo Sci,31(5):766-778 (in Chinese) |
丁一汇, 胡国权. 2003. 1998年中国大洪水时期的水汽收支研究. 气象学报, 61(2): 129-145.Ding Y H, Hu G Q. 2003. A study on water vapor budget over China during the 1998 severe flood periods. Acta Meteor Sinica, 61(2): 129-145 (in Chinese) |
黄荣辉, 张振洲, 黄刚等. 1998. 夏季东亚季风区水汽输送特征及其与南亚季风区水汽输送的差别. 大气科学, 22(4): 460-469. Huang R H, Zhang Z Z, Huang G, et al. 1998.Characteristics of the water vapor transport in east Asian monsoon region and its difference from that in south Asian monsoon region in summer. Chinese J Atmos Sci,22(4):460-469 (in Chinese) |
黄荣辉, 陈际龙, 刘永. 2011. 我国东部夏季降水异常主模态的年代际变化及其与东亚水汽输送的关系. 大气科学, 35(4): 589-606. Huang R H, Chen J L, Liu Y.2011. Interdecadal variation of the leading modes of summer time precipitation anomalies over eastern China and its association with water vapor transport over east Asia. Chinese Atmos Sci,35(4):589-606 (in Chinese) |
黄士松, 汤明敏. 1995. 我国南方初夏汛期和东亚夏季风环流. 热带气象学报, 11(3): 203-213.Huang S S, Tang M M.1995.The early summer flood periods of southern China and the summer monsoon circulation of east Asia. J Trop Meteor,11(3):203-213 (in Chinese) |
胡娅敏, 丁一汇, 廖菲. 2010. 近52年江淮梅雨的降水分型. 气象学报, 68(2): 235-247. Hu Y M, Ding Y H, Liao F. 2010.A classification of the precipitation patterns during the Yangtze-Huaihe meiyu period for the recent 52 years. Acta Meteor Sinica, 68(2): 235-247 (in Chinese) |
江志红, 任伟, 刘征宇等. 2013. 基于拉格朗日方法的江淮梅雨水汽输送特征分析. 气象学报, 71(2): 295-304. Jiang Z H, Ren W, Liu Z Y, et al.2013. Analysis of water vapor transport characteristics during the Meiyu over the Yangtze-Huaihe River valley using the Lagrangian method. Acta Meteor Sinica, 71(2): 295-304 (in Chinese) |
琚建华, 孙丹, 吕俊梅. 2007. 东亚季风涌对我国东部大尺度降水过程的影响分析. 大气科学, 31(6): 1129-1139. Ju J H, Sun D, Lu J M.2007.The influence of the east Asian monsoon stream on the large-scale precipitation course in eastern China. Chinese J Atmos Sci,31(6):1129-1139 (in Chinese) |
李永华, 徐海明, 高阳华等. 2010. 西南地区东部夏季旱涝的水汽输送特征. 气象学报, 68(6): 932-943.Li Y H, Xu H M, Gao Y H, et al. 2010.The characteristics of moisture transport associated with drought/flood in summer over the east of the southwestern China. Acta Meteor Sinica, 68(6): 932-943 (in Chinese) |
刘芸芸, 丁一汇. 2009. 西北太平洋夏季风对中国长江流域夏季降水的影响. 大气科学, 33(6): 1225-1237.Liu Y Y,Ding Y H.2009. Influence of the western North Pacific summer monsoon on summer rainfall over the Yangtze River basin. Chinese J Atmos Sci, 33(6):1225-1237 (in Chinese) |
毛文书, 王谦谦, 李国平等. 2009. 江淮梅雨丰、枯梅年水汽输送差异特征. 热带气象学报, 25(2): 234-240. Mao W S, Wang Q Q, Li G P, et al.2009. Characters of the water vapor transfer in the Changjiang-Huaihe Rivers valley. J Trop Meteor,25(2):234-240 (in Chinese) |
苗长明, 郭品文, 丁一汇等. 2013a. 江南南部初夏汛期降水特征Ⅰ: 降水集中期及其变化. 大气科学学报, 36(4): 399-408.Miao C M, Guo P W, Ding Y H, et al. 2013a.Characteristics of the early summer rainy season precipitation in southern part of the south of Yangtze River valley Ⅰ: Precipitation concentration period and its variation. Trans Atmos Sci, 36(4):399-408 (in Chinese) |
苗长明, 郭品文, 丁一汇等. 2013b. 江南南部初夏汛期降水特征Ⅱ: 雨季指数与影响雨季的大气环流关键区. 大气科学学报, 36(6): 1-13.Miao C M, Guo P W, Ding Y H, et al. 2013b.Characteristics of the early summer rainy season precipitation in southern part of the south of Yangtze River valley Ⅱ: The rain season indexes and the effective general circulations. Trans Atmos Sci, 36(6):1-13 (in Chinese) |
苗长明, 郭品文, 丁一汇等. 2014. 江南南部初夏雨季的降水和环流气候特征. 大气科学, 38(2): 285-296.Miao C M, Guo P W, Ding Y H, et al.2014.Climatic characteristics of rainfall and atmospheric circulation during the early summer rainy season in the south part of Jiangnan. Chinese J Atmos Sci, 38(2):285-296 (in Chinese) |
申乐琳, 何金海, 周秀骥等. 2010. 近50年来中国夏季降水及水汽输送特征研究. 气象学报, 68(6): 918-931. Shen L L, He J H, Zhou X J, et al.2010.The regional variabilities of the summer rainfall in China and its relation with anomalous moisture transport during the recent 50 years. Acta Meteor Sinica, 68(6): 918-931 (in Chinese) |
田红, 郭品文, 陆维松. 2002. 夏季水汽输送特征及其与中国降水异常的关系. 南京气象学院学报, 25(4): 496-502. Tian H, Guo P W, Lu W S.2002.Features of water vapor transfer by summer monsoon and their relations to rainfall anomalies over China. J Nanjing Inst Meteor,25(4):496-502 (in Chinese) |
谢安, 毛江玉, 宋焱云等. 2002. 长江中下游地区水汽输送的气候特征. 应用气象学报, 13(1): 67-77. Xie A, Mao J Y, Song Y Y, et al.2002.Climatological characteristics of moisture transport over Yangtze River basin. J Appl Meter Sci, 13(1):67-77 (in Chinese) |
徐祥德, 陶诗言, 王继志等. 2002. 青藏高原-季风水汽输送“大三角扇型”影响域特征与中国区域旱涝异常的关系. 气象学报, 60(3): 258-264. Xu X D, Tao S Y, Wang J Z, et al.2002. The relationship between water vapor transport features of Tibetan Plateau-Monsoon “Large Triangle” affecting region and drought-flood abnormality of China. Acta Meteor Sinica, 60(3): 258-264 (in Chinese) |
仪清菊, 徐祥德. 2001. 不同尺度云团系统上下游的传播与1998年长江流域大暴雨. 气候与环境研究, 6(2): 139-145. Yi Q J, Xu X D. 2002. The propagation and development of cloud cluster systems and severe precipitation event in 1998. Climatic Environ Res, 6(2): 139-145 (in Chinese) |
周晓霞, 丁一汇, 王盘兴. 2008. 夏季亚洲季风区的水汽输送及其对中国降水的影响. 气象学报, 66(1): 59-70. Zhou X X, Ding Y H, Wang P X.2008. Moisture transpotr in Asian summer monsoon region and its relationship with summer precipitation in China. Acta Meteor Sinica, 66(1): 59-70 (in Chinese) |
宗海锋, 张庆云, 陈烈庭. 2006. 梅雨期中国东部降水的时空变化及其与大气环流、海温的关系. 大气科学, 30(6): 1189-1197.Zong H F, Zhang Q Y, Chen L T. 2006.Temporal and spatial variations of precipitation in eastern China during the Meiyu period and their relationships with circulation and sea surface temperature. Chinese J Atmos Sci,30(6):1189-1197 (in Chinese) |
Ding Y H, Chan J C L. 2005. The East Asian summer monsoon: An overview. Meteor Atmos Phys, 89(1-4): 117-142 |
Ding Y H, Wang Z Y, Sun Y. 2008. Inter-decadal variation of the summer precipitation in East China and its association with decreasing Asian summer monsoon. PartⅠ: Observed evidences. Int J Climatol, 28(9): 1139-1161 |
Kwon M H, Jhun J G, Ha K J. 2007. Decadal change in east Asian summer monsoon circulation in the mid-1990s. Geophys Res Lett, 34(21): L21706 |
Murakami T. 1959. The general circulation and water vapor balance over the Far East during the rainy season. Geophys Mag, 29(2): 137-171 |
Rasmusson E M. 1968. Atmospheric water vapor transport and the water balance of North America: Part Ⅱ. Large-scale water balance investigations. Mon Wea Rev, 96(10): 720-734 |
Simmonds I, Bi D H, Hope P. 1999. Atomspheric water vapor flux and its association with rainfall over China in summer. J Climate, 12(5): 1353-1367 |
Sun B, Zhu Y L, Wang H J. 2011. The recent interdecadal and interannual variation of water vapor transport over Eastern China. Adv Atmos Sci, 28(5): 1039-1048 |
Tao S Y, Chen L X. 1987. A review of recent research on the East Asian summer monsoon in China//Chang C P, Krishnamurti T N. Monsoon Meteorology Oxford: Oxford University Press, 60-92 |
Xu X D, Chen L S, Wang X R, et al. 2004. Moisture transport source/sink structure of the Meiyu rain belt along the Yangtze River valley. Chin Sci Bull, 49(2): 181-188 |
Yi L. 1995. Characteristics of the mean water vapor transport over monsoon Asia. Adv Atmos Sci, 12(2): 195-206 |
Zhang R H. 2001. Relations of water vapor transport from Indian monsoon with that over east Asia and the summer rainfall in China. Adv Atmos Sci, 18(5): 1005-1017 |
Zhang S L, Tao S Y, Zhang Q Y, et al. 2002. Large and meso-α scale characteristics of intense rainfall in the mid-and lower reaches of the Yangtze River. Chin Sci Bull, 47(9): 779-786 |
Zhou T J, Yu R C. 2005. Atmospheric water vapor transport associated with typical anomalous summer rainfall patterns in China. J Geophys Res, 110(D8): D08104 |
Zhu Y L, Wang H J, Ma J H, et al. 2010. Recent changes in the summer precipitation pattern in East China and the background circulation. Climate Dyn, 36(7): 1463-1473 |