中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水的大氣環(huán)流特征

中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水的大氣環(huán)流特征利用TheGlobalPrecipitationClimatologyProject(GPCP)降水資料(1985年-2020年)，分析了中國(guó)北方干旱區(qū)(34°N—49°N，74°E—121°E) 、干旱半干旱區(qū)約占全球陸地總面積的30%，這里降水稀少、水資源缺乏、生濕的西南氣流很難到達(dá),受西太平洋副高影響東南暖濕氣流也很難到達(dá)該地區(qū)導(dǎo)往由大氣環(huán)流形勢(shì)決定[3],大氣環(huán)流是區(qū)域氣候變率的主要強(qiáng)迫。因此,對(duì)區(qū)域水變化是西升東降[5?6],其中新疆地區(qū)[7]和河西走廊[8]降水增加最多,西北東部主強(qiáng)降水為主[11],且東部雨強(qiáng)比西部顯著。季得特大干旱與大氣環(huán)流的異常做出分析,指出2006年夏季西南地區(qū)特大干旱與大氣環(huán)流異常有很大關(guān)系;孟奎[13]指出中國(guó)西北干旱/半干旱地區(qū)春季及年降水自2003年來(lái)有較為明顯的上升趨勢(shì),南亞高壓若出現(xiàn)較早并向北發(fā)展,則會(huì)給西北干旱/半干旱地區(qū)降水提供高層環(huán)流背景,有利于降水的形成。馬音等[14]研究了我國(guó)東部梅雨期降水的年際和年際變化特征及其與大氣環(huán)流和海溫的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與長(zhǎng)江—華南反位相變化型相聯(lián)系的大氣環(huán)流異常在年際時(shí)間尺度上表上異常特征進(jìn)行了合成對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)山東夏季旱澇指數(shù)主要存在著2~5年和7年左右的周期振蕩，在春夏季旱澇年，高度場(chǎng)幾個(gè)主要的距平中心以及115~130°研究了印—太暖池區(qū)降水異常對(duì)東亞冬季大氣環(huán)流年際變化的影響途徑及其在季風(fēng)年代際變化特征及大氣環(huán)流異常進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)華北夏季降水與東亞夏季風(fēng)變化存在很好的相關(guān)關(guān)系,強(qiáng)夏季風(fēng)年,華北夏季降水一般偏多,弱夏季風(fēng)年,華北夏季降水一般偏少,但又不完全一致，東亞夏季風(fēng)減弱是造成華北夏季降水減密切相關(guān)。對(duì)中國(guó)很多地區(qū)降水量的變化以及其他相關(guān)的環(huán)流形勢(shì)和氣候因子的分析一些年中國(guó)北方干旱區(qū)的夏季降水氣環(huán)流特征的相關(guān)聯(lián)系做進(jìn)一步分析。2數(shù)據(jù)來(lái)源及處理方法(1)第一類距平?(?,?)=?(?,?,?)?=1為??(?)=?(?,?)?=1第一類距平為x1(i,j)=x(i,?=1(2)第二類距平平均量為??=??(?)?=1第二類距平為x2(i,j)=x(i,j?=1-少雨)。??????=√-少雨)。????????(2)相關(guān)系數(shù)?=?∑(?????)(?????=√∑(?????)2?∑(????2??3中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水特征但是夏季降雨量的標(biāo)準(zhǔn)差值是最大的，也就表明其變率最大(圖3)。國(guó)北方干旱區(qū)30多年來(lái)夏季月均降水量呈波動(dòng)變化，平均月降水量為55.66mm/m，on1985年—2020年整體上而言，該地區(qū)夏季月均降水量呈現(xiàn)出了降低的趨勢(shì)，但是從20世紀(jì)80年代至90年代末，震蕩幅度較小，呈現(xiàn)出了波動(dòng)圖4中國(guó)北方干旱區(qū)夏季月均降水量變化圖(紅色虛線為GPCP降水量數(shù)據(jù)；藍(lán)色實(shí)線標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)該地區(qū)夏季降水計(jì)算其距平和均方根誤差(圖5)，當(dāng)距平值大于1夏季月均距平百分比值；兩條藍(lán)色實(shí)線分別為正、負(fù)均方根誤差，數(shù)值為10.44；黑色實(shí)線表1中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水多雨年、少雨年的選取少雨年4中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水與大氣環(huán)流的相關(guān)特征高度場(chǎng)的相關(guān)分布，從圖中可以看出中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水量與同期100hPa高度場(chǎng)的相關(guān)分布，從圖中可以看出中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水量與同期500hPa緯向風(fēng)場(chǎng)的相關(guān)分布，從圖中可以看出中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水量與同期200hPa緯向風(fēng)場(chǎng)在黑海至里海、鄂霍茨克海、我國(guó)東南沿海至日本島東南為顯緯向風(fēng)場(chǎng)的相關(guān)分布，從圖中可以看出中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水量與同期850hPa緯向風(fēng)場(chǎng)在咸海至黑海狹長(zhǎng)區(qū)域和西太平洋部分區(qū)域有顯著正相關(guān)區(qū)域，經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)的相關(guān)分布，從圖中可以看出中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水量與同期方干旱區(qū)帶來(lái)充足的水汽，有利于降水的增多。圖61985年—2020年中國(guó)北方干旱區(qū)夏季降水量分別(a)與同期100hPa高度場(chǎng)的相關(guān)分850hPa經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)的相關(guān)分布(圖中白色區(qū)域表示未通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn))5中國(guó)北方干旱區(qū)夏季多雨、少雨年的大氣環(huán)流合成分析圖，對(duì)于夏季多雨年(a)，在亞洲大部分地區(qū)都是正距平值，在烏拉爾山距平少雨年(b)，亞洲大陸大部分地區(qū)為負(fù)距平，在咸海至巴爾喀什湖有一負(fù)距平圖7夏季中國(guó)北方干旱區(qū)降水多雨(a)、少雨(b)年夏季同期100hPa高度距平場(chǎng)及差值檢驗(yàn)場(chǎng)(c)(圖中白色區(qū)域表示未通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn))圖，對(duì)于夏季多雨年(a)，在烏拉爾山東北部以及千島群島以東是明顯的正距值(c)通過(guò)了0.05的顯著性檢驗(yàn)。圖8夏季中國(guó)北方干旱區(qū)降水多雨(a)、少雨(b)年夏季同期500hPa高度距平場(chǎng)及差值檢驗(yàn)場(chǎng)(c)(圖中白色區(qū)域表示未通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn))布圖，對(duì)于夏季多雨年(a)，在40N°—50N°的帶狀區(qū)域內(nèi)，呈現(xiàn)了明顯的正加強(qiáng)有利于降水的產(chǎn)生。而在夏季少雨年(b)，則與多雨年的距平場(chǎng)表現(xiàn)出了中新地島北部、黑海等地區(qū)差值檢驗(yàn)場(chǎng)(c)通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)。圖9夏季中國(guó)北方干旱區(qū)降水多雨(a)、少雨(b)年夏季同期200hP緯向風(fēng)距平場(chǎng)及差值檢驗(yàn)場(chǎng)(c)(圖中白色區(qū)域表示未通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn))布圖，對(duì)于夏季多雨年(a)，從黑海至我國(guó)東部地區(qū)的狹長(zhǎng)帶狀區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出了正距平區(qū)域，在60N°—70N°和阿拉伯高原至青藏高原的區(qū)域內(nèi)，呈現(xiàn)了明在夏季少雨年(b)，我國(guó)西北地區(qū)和東南地區(qū)呈現(xiàn)了明顯的負(fù)距平區(qū)域，在巴圖10夏季中國(guó)北方干旱區(qū)降水多雨(a)、少雨(b)年夏季同期850hP緯向風(fēng)距平場(chǎng)及差值檢驗(yàn)場(chǎng)(c)(圖中白色區(qū)域表示未通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn))布圖，對(duì)于夏季多雨年(a)，在東歐平原、孟加拉灣、我國(guó)東南沿海至東北平圖11夏季中國(guó)北方干旱區(qū)降水多雨(a)、少雨(b)年夏季同期700hP經(jīng)向風(fēng)距平場(chǎng)及差值檢驗(yàn)場(chǎng)(c)(圖中白色區(qū)域表示未通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn))布圖，對(duì)于夏季多雨年(a)，在東歐平原、阿拉伯半島東部、孟加拉灣、我國(guó)年(b)，在東歐平原、恒河平原、我國(guó)華南地區(qū)至東北平原有負(fù)的距平中心，貝加爾湖西部等地區(qū)的經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)差值(c)通過(guò)了0.05的顯著性檢驗(yàn)。圖12夏季中國(guó)北方干旱區(qū)降水多雨(a)、少雨(b)年夏季同期850hP經(jīng)向風(fēng)距平場(chǎng)及差值檢驗(yàn)場(chǎng)(c)(圖中白色區(qū)域表示未通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn))6結(jié)論與討論mm，其中夏季降水量占全年總降水量2)通過(guò)與環(huán)流形勢(shì)的相關(guān)分析和合成分析可以發(fā)現(xiàn)同時(shí)期大氣環(huán)流形勢(shì)對(duì)3)在多雨年，南亞高壓的增強(qiáng)、西太平洋副高的減弱以及新疆地區(qū)西北部和印度洋地區(qū)經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)的加強(qiáng)使得水汽條件得到很好的供應(yīng)也有利于該地區(qū)的4)在少雨年，東亞大槽、南支槽和新疆西北部高壓脊均有所減弱，使得冷氣流也有所減弱，使得水汽供應(yīng)不充足。中國(guó)北方干旱區(qū)的降水減少給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的