黄土高原中部秋季干湿的年际和年代际环流异常特征及与海温的多尺度相关性研究

• 作者: 刘晓云 姚玉璧 岳平 李栋梁 李耀辉 王劲松
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 黄土高原中部 干湿特征 海表温度 小波分析
• 年，卷（期）: 2013,（21）
• 所属期刊栏目: 地球物理学、天文学和天体物理学
• 页码范围: 527-541
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.219202

摘要

黄土高原地区作为气候敏感区和生态脆弱区地表干湿状况的年际和年代际变化特征十分明显。但以往主要是针对夏季进行分析,而对黄土高原秋季干湿变化规律及大气环流机理的认识非常有限。本文基于中国589站最近50 a (1961-2010年)月降水和气温月平均资料、NCEP/NCAR提供的再分析资料以及NOAA提供的海表温度(Sea Surface Temperature, SST)资料,运用带通/低通滤波、小波分析、EOF/REOF和回归分析等方法,在对中国秋季干湿时空演化分类的基础上,通过研究秋季黄土高原中部干湿演变周期、大气环流特征及与海温的多尺度相关关系,以揭示影响黄土高原中部秋季干湿变化的物理机理,并确定影响该区域干湿状况的前兆信号。小波功率谱分析表明,黄土高原中部秋季干湿指数存在准4 a和准8 a的周期,1970-1990年准8 a尺度周期振荡尤为明显。年际(周期68 a)尺度上偏湿年的大气环流特征是,欧亚大陆中高纬呈“双阻型”,200 hPa西风急流显著北移,日本海-鄂霍茨克海受反气旋控制,其底部的偏东水汽输送带将水汽输入研究区。年代际(周期>8 a)尺度上偏湿年的大气环流特征是,东亚大陆为一致的低值系统；200 hPa东亚副热带西风急流减弱北移,研究区主要水汽来源由经孟加拉湾在中南半岛转向的南风水汽输送及中纬度的西风水汽输送组成。整个序列上, Nino3区SST指数(Nino3I)超前5个月与秋季干湿指数已呈显著的负相关关系,而孟加拉湾-中国南海SST指数(BayI)则超前3个月与干湿指数呈现显著的负相关关系。年际尺度上,秋季Nino3I, BayI均与秋季干湿指数存在显著相关(准4 a,4-6 a),而年代际尺度上,只有BayI与秋季干湿指数存在显著相关性(准10 a)。黄土高原中部秋季干湿的年际和年代际周期的确定、大气环流异常特征的认识及与海温的多尺度相关关系的建立,不仅揭示了影响该区域干湿变化的物理机理,也为干旱气候预测提供了重要的前兆信号。