近50年金华地区冬季降水的水汽输送特征

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为了探究近50年金华地区冬季降水的水汽输送特征,了解在不同的大环流背景下金华地区冬季的降水特征,揭示金华地区乃至整个南方地区冬季降水的规律以及对全球气候的响应。本文利用1971~2018年实测降水数据和NCEP再分析资料,分析了近50年金华地区冬季降水量、降水天数的变化特征;基于HYSPLIT模型对金华地区近50年冬季降水的水汽输送特征进行分析,模拟计算了金华地区1971~1977、1978~1999和2000~2018年金华地区三个时间段不同高度层的水汽来源、路径和水汽贡献率;结合三个时间段不同高度层的水汽通量和水汽通量散度来分析不同时期的水汽输送差异,探讨金华地区冬季降水变化的主要影响因素。并在此基础上,选取各时间段内一次典型的异常降水情况,详细分析其水汽输送和环流特征。主要结果如下:(1)1971~2018年金华地区冬季降水量总体呈上升趋势,降水天数呈明显的下降趋势,说明金华地区冬季降水的强度增大,极端降水事件在2000年以后呈现增加趋势,出现极端降水的频率上升;冬季12月、1月和2月的降水量、降水天数和降水强度变化差异较大。研究区冬季降水量存在4 a、12 a和28 a左右的周期震荡,能量最大,变化最明显;冬季降水天数的周期震荡总体来说并不明显,但单个月份的周期震荡较强烈。(2)金华地区近50年不同时期冬季降水的水汽输送通道主要有3条:欧亚非大陆的陆上通道和北大西洋地中海附近的远距离通道、印度洋孟加拉湾-南海通道和局地水汽通道。水汽主要来源于孟加拉湾、南海、阿拉伯海、西太平洋、北大西洋和地中海等海域。局地水汽是低层对流和蒸发的结果,低纬孟加拉湾和南海的水汽输送对研究区降水量的多少起主要影响;高空主要受到西风带的控制,但对研究区降水的贡献较小。1971~1977年,1978~1999年和2000~2018年三个时间段各水汽输送通道的贡献率和水汽输送特征均存在差异:1971~1977年和2000~2018年局地通道和孟加拉湾-南海通道为主要水汽通道,南支槽西南气流和南海转向气流水汽输送偏强,形成较强的辐合区,其中2000~2018年低纬暖湿气流输送更强。1978~1999年局地通道和欧亚大陆通道是主水汽通道,孟湾和南海的水汽显著减少,研究区水汽以欧亚大陆干冷空气为主。东亚冬季风、ENSO事件、印度洋海温偶极子(IOD)和局地蒸发是本文分析的金华地区在不同时间段出现降水异常的主要影响因素。(3)通过分析冬季典型异常降水年份1972、1998和2018年的水汽输送和大环流特征可以发现,异常降水偏多年份主要水汽通道包括欧亚非大陆的陆上通道和北大西洋地中海附近的远距离通道、印度洋孟湾-南海通道、西太平洋通道和局地水汽通道。水汽主要来源于孟加拉湾、南海、西太平洋、阿拉伯海和青藏高原等低纬地区和海域,水汽含量充足,低纬水汽输送增强控制研究区。另外,大环流背景如El Ni(?)o、印度洋海温偶极子(IOD)正位相以及东亚冬季风偏弱是容易出现异常降水偏多现象的主要影响因素;相反则容易出现降水异常减少现象:异常降水偏少年份主要水汽通道包括欧亚非大陆的陆上通道和北大西洋地中海附近的远距离通道和印度洋孟湾-南海通道,水汽主要的贡献来源于西北内陆、西亚和孟加拉湾-南海等地区,水汽含量较少,研究区主要受偏北冷空气的控制,孟湾-南海水汽输送偏弱。
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