江南春雨的低频振荡特征

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目 录

1 引言 1

1.1 研究目的和意义 1

1.2 国内外研究进展 1

2 资料和方法 2

2.1 研究区概况 2

2.2 资料来源 2

2.3 方法 2

3江南春雨的气候特征和周期特征 4

3.1 江南春雨的气候特征 4

3.2 江南春雨的周期特征 5

4江南春雨大气环流20~40d低频振荡特征 6

4.1 降水峰值的高度场特征 7

4.2 低频涡度传播特征 10

4.3 水汽输送低频变化特征 11

5结论与讨论 12

参考文献 13

致谢 15

江南春雨的低频振荡特征

王雅正

, China

Abstract：Based on the daily NCEP/NCAR reanalysis data and observed daily precipitation from gauge stations during 1961~2016, the low-frequency characteristics of Jiangnan spring rainfall are analyzed using power spectrum analysis and Butterworth filter. The study shows that: 1) The spring precipitation in Jiangnan region has characteristics of 20~40 days low-frequency variation. 2) There are two main types of 500hPa geopotential heights in the spring rains in Jiangnan region from two individual cases. One is that the strong northward rise of the subtropical high makes the meridional circulation in front of the south branch trough increasing, and transports a large amount of southwest warm and wet water vapor to promote precipitation; the other is the mid-latitude low pressure horizontal trough turns and brings a lot of cold air, which promotes the development of the extratropical cyclone to move southward. 3) The center of low frequency vorticity is located around 30°N. It propagates southwards and has features of the East Pass. 4) The spring rain has an obvious process of low-frequency wave motions of water vapor.

Key words：spring rainfall in Jiangnan region；low-frequency oscillation；general circulation situation；moisture transport

1 引言

1.1 研究目的和意义

江南春雨是江南地区一年中最先发生的雨季，江南地区一般表示我国南方即长江中下游以南地区，这种在春季发生的连续阴雨天气是中国乃至东亚地区最早出现的雨季^[1-3]。据前人的研究，江南春雨的降水量具有非常明显的年际变率，造成旱涝灾害的频繁发生，严重影响当地农业过程如春播等^[2]。所以，理解江南地区春雨的发生原因和发展的机制以及规律，就会对该地区的农业工作以及科学防灾减灾提供依据^[4]。

因此，使用多年的降水观测数据运用统计方法来分析江南春雨的低频振荡特征^[5]，并揭示低频振荡相关的大气环流特征和水汽特征，会为江南春雨的预报提供一定的理论依据。

1.2 国内外研究进展

自五十年代以来，国内外很多气象学者着眼于天气学以及中短期预报对春雨进行了分析和研究。其中，Tian and Yasunari首次提出把江南春雨定义为气候事件，把江南春雨的开始时间标记为第12候，将结束时间标记在第26候，把空间尺度标记在25°N~30°N之间，并且提出江南春雨气候的发生机理为热力对比，也就是说，西部的中南半岛与东部的西太平洋直到吕宋岛之间，称之为春季季节增暖的时滞效应^[6-8]。

后来，也有研究将江南春雨的建立标记在第13候，将结束普遍标记在第27候，并且，发现春雨区有向南扩张趋势，趋势区包括长江中下游30°N以南、110°E以东的我国东南部。其中，万日金和吴国雄进行了诊断分析以及敏感性数值模式的试验。结果表明，江南地区位于青藏高原东南侧的西南风风速中心的下游，处于强烈的风速和水汽辐合区，这一原因直接导致了江南春雨气候的形成，而且青藏高原东南侧的西南风不仅是高原机械强迫绕流造成的，也与气旋性低压环流密不可分，这一气旋性低压环流是高原热力作用形成的。然后万日金和吴国雄等人又加入了降水的研究，分析环流形势的演变，以及高原感热加热等能量分配的分析，将江南地区春雨建立时间定为第13候，将结束时间定为第27候；并表示江南春雨的结束时间与南海季风的爆发时间有一定的联系；同时，他们也以平均6mm·d⁻¹的雨强为标准，锁定空间范围定为30°N以南、110°E以东、雷州半岛以北的中国东南部区域^[9-13]。

自从国外学者Madden和Julian发现热带的大气有低频振荡之后，很多国内的学者也在这大气低频振荡领域开始进行研究和分析工作（毛江玉等，2005；张瑛等，2008；张菡等，2009；李勇等，2010；程智等，2013；曹鑫等，2013）^[14-18]。

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