（气象学专业论文）梅雨过程及其与环流关系的初步研究.pdf

梅雨过程及其与环流关系的初步研究 摘要 本文主要应用中国长江中下游1 7 站降水和n c e p 的逐日的5 0 0 h p a 高度场资 料，在研究了现有的一些梅雨标准之后，选定了相对可信的梅雨标准并确定了 梅雨的起始日期。文章着重探讨分析了梅雨期的系统特征及如何改进梅雨标准、 梅雨期大气环流的影响过程、梅雨期的降水场分布特点以及梅雨期降水场与高 度场的相关特征。结果表明：1 ) 在年代际时间尺度上副热带高压增强，可用5 8 2 线代替副高脊线作为判断梅雨形势的参考标准。2 ) 长江中下游梅雨期的降水主 要存在三个基本地区，且在时间变化上与梅雨期的出现有着明显对应关系，8 0 年代末，长江中下游梅雨的降水特点发生了改变。3 ) 初夏长江中下游雨带的开 始日、结柬日都有明显的年代际变化特征。长江中下游降水对应于欧亚大陆的 位势高度正异常，长江中下游降水与北大西洋中高纬度和西太平洋暖池s s t 的 年代际变率有关。4 ) 梅雨期长江中下游降水多寡与前期4 、5 月南半球环流存 在联系，当4 、5 月南太平洋中高纬度地区经向环流较为明显，南极涡偏强时， 长江中下游地区梅雨期降水易偏多；反之，当4 、5 月南太平洋中高纬度地区纬 向气流较为明显，高纬度西风较弱，南极涡偏弱时，长江中下游地区梅雨期降 水易偏少。年际时间尺度上，4 5 月平均的a a o 指数与6 7 月长江流域降水的 相关系数为0 3 1 ，达到9 5 置信水平。前期a a o 偏强时，后期6 7 月长江流域 降水将增加，反之亦然。前期从0 的变化通过影响后期夏季西北太平洋副高的 强度和位置，引起中国夏季风雨带位置的南北偏差。5 ) 初步确定了一个影响梅 雨的同期环流过程。当南半球南印度洋一澳大利亚中高纬度地区纬向( 经向) 环流发展时，通过一系列的环流过程影响，长江中下游梅雨期降水偏多( 偏少) 。 6 ) 发现了影响梅雨的最主要的遥相关型( e a p 、e u 和w p ) ，代表站点的降水模 态特点也与梅雨的典型的分布相同：主要降水集中在沿海，受副高影响，梅雨 后期雨带西伸北抬。当梅雨强度增大时，梅雨西北部的大陆低压加强而西太平 洋副热带高压减弱。这些研究结果是对梅雨在1 9 5 3 - - 2 0 0 0 之间的变化做了一个 小结，得出的一些结论还有待今后从动力学原理上加以阐明。 关键词：梅雨，副热带高压 s t u d yo nt h ep r o c e s so ft h e m e i y ua n di t s r e l a t i o n s h i p sw i t ht h e c i r c u l a t i o n a b s t r a c t b yu s i n gt h ed a t ao f1 7s t a t i o n s p r e c i d i t a t i o ni nm i d d l ea n d j o w e rr e a c h e so f y a n g t z er i v e ra n dt h en c e p sd a i l y5 0 0 h p ah e i g h t , t h i sa r t i c l eu s i n gt h ec h o s e n c r i t e r i o no fm e i y ua s c e r t a i n st h ei n i t i a la n df m a ld a t eo fm e i y ua f t e rc h o o s i n go u ta c r e d i b l ec r i t e r i o ni ns o m ee x i s t i n gc r i t e r i o no fm e i y u i nt h i sa r t i c l e t h ee s s e a t i a i c h a r a c t e r i s t i cd u r i n gm e i y ua n dh o wt oi m p r o v et h ec r i t e r i o no fm e i y u ，t h ee f f e c t p r o c e s so fc i r c u l a t i o nd u r i n gm e i y u t h ec h a r a c t e r i s t i co fp r e c i p i t a t i o n sd i s t r i b u t i n g a n dt h ec h a r a c t e rb e t w e e nt h ep r e c i p i t a t i o na n dh e i g h ta r ec o n s t r u e d t h er e s u l t i n d i c a t et 1 1 a t ：1 ) i ni n t e r d e c a d a lt i m es e a l e 。t h es u b t r o p i c a lh i g hi n t e n s i f y i n g ，i n s t e a d o ft h er i d g el h u e t h el i n e5 8 2c a nb eu s e da st h er e f e r e n c e dc r i t e r i o nt ov e r d i c tt h e m e i y u1 0 0 s t u r e 2 、耵l c r ei st h r e eb a s i cp r e c i p i t a t i o nr e g i o n si nm i d d i ea n d1 0 w e r r e a c h e so fy a n g t z er i v e r t h e yh a v ev i s i b l eh o m o l o g o u s r e l a t i o n s h i p 、忻t l l t h ep e r i o d o fm e i y ui nt h e t e m p o r a l v a r i a t i o n i nt h ei a t e1 9 8 0 s t h ec h a r a c t e r i s t i co f p r e c i p i t a f i o n i nm i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fy a n g t z er i v e r b e g i n st oa l t e r i n g 3 1t h e i n i t i a la n df i n a ld a t eo ft h er a l n b a n di nm i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so f y a n g t z er i v e r h a v et h eo b v i o u sc h a r a c t e r i s t i ci ni n t e r a r m u a lc h a n g ei ns l l l n n l e r t h ep r e c i p i t a t i o ni n m i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fy a n g t z er i v e rr e s p o n s et ot h ep o s i t i v ea b n o r m a li n e “r a s i a nc o n t i n e n ta n di ta l s oh a st h er e l a t i o u s h i vw i t ht h ei n t e r a n n u a lv a r i a b i l i t yo f t h em i d d l ea n dh i g hl a t i t u d eo f n o r t ha t l a n t i cs s ta n dt h ew e s tp a c i f i cw a r m p 0 0 1 d u r i n gt h em e i y u ，t h ep r e c i p i t a t i o ni nm i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fy a n g t z er i v e r h a st h er e l a t i o n s h i pw i t hs o u t h e r nh e m i s p h e r ec i r c u i a t i n ni ne a r l ya p r i la n dm a y m 1 e nt h em e r i d i o n a lt i r e u l a t i o ni nm i d d l ea n d h i g hl a t i t u d eo f s o u t hp a c i f i ci na p r i l a n dm a vi sr a t h e ro b v i o u sa n dt h es o u t hp o l ee d d yi sr a t h e rs t r o n g t h ep r e c i p i t a t i o n i nm i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fy a n g t z er i v e rm a yb eb i g g e rt h a ne v e r w h e nt h e e a r l ya a 0 i sr a t h e rs t r o n g t h ep r e c i f i i t a t i o ni nm i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so f y a n g t z e r i v e ri nt h el a t t e rj u n ea n d j u l yw o u l d b ee n h a n c e d 。v v t h ev a r i a t i o ni nt h ee a r l y a a o b e g e tt h er a i n b a n dl a t i t u d i n a ld i s c r e p a n c eo f t h ec h i n as u m m e rm o n s o o nb y m e a n so f i m p a c t i n go i lt h ei n t e u s i t ya n dp o s i t i o no fn o r t h w e s tp a c i f i cs u b t r o p i c a l l i g hi nt h el a t es u m m e r 5 、p o i n t i n go u tac i r c u l a t i o np r o c e s sw h i c hm a yi n f l u e n c e t h em e i y ui n 出ec o r r e s p o n d i n gp e r i o d w h e ns o u t hi n d i a n0 c e a r li n s o u t h e r n h e m i s p h e r e z o n a l ( m e r i d i o n a l ) c i r c u l a t i o nd e v e l o p i n gi nm i d d l el a t i t u d ea n dj n h i 咖l a t i t u d eo fa u s t r a l i a u , t h ep r e c i p i t a t i o ni nm i d d l ea n dl o 煳r e a c h e so fy a n g t z e r i v e tr a t h e r b i g ( s m a l l ) a f t e r s o m er e l a t i v e p r o c e s sa f f e c t i n g 6 ) t h e m a i n t e l e c o r m e c t i o ns t r u c t u r e ( e a p e u w p lw h i c ha f f e c tt h em e i y ui nm i d d l ea n di o w e r r e a c h e so fy a n g t z er i v e ri sf o u n db ym e r n so ft h ev a r i e t i e so ft e l e c o r m e c t i o nf r o m b e g i n n i n gt o 也ee n do fm e i y u a n dt h ep r e c i p i t a t i o nm o d e s c h a r a c t e r i s t i co f s t a t i o n si st h es a t n ea st h e r e p r e s e n t a t i v ev a r i e t yd u r i n g t h e m e i y u ：m o s t l y c e n t r a l i z e da l o n gt h ec o a s t ，a n da f f e c t i n gb yt h es u b t r o p i c a lh i g h ，t h er a i n b a i l dm o v e s w e s ta n dr t o r t h i n l a t eo fm e i y u w h e nt h ei n t e r s i 霹o fm e i y ui n c r e a s i n g 、t h e c o n t i n e n t a ll o wi 1 1t h en o r t h w e s to f m e i y ur a i n b a n di sg e t t i n gs t r o n g e ra n dt h ew e s t p a c i f i cs u b t r o p i c a lh i g hi sg e t t i n gw e b e r t h e s er e s u l t sg i v eo u tab r i e f s u m m a r y o ft h ev a r i a t i o na b o u tm e i y ui n 1 9 5 3 - 2 0 0 0 b u ts o m ec o n c l u s i o n sn e e dt ob e c l a r i f i e db y u s i n gt h ed y n a m i c st h e o r yi nf u t u r e ， k e y w o r d s ：m e i y u ，s u b t r o p i c a lh i 曲 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 第一章绪论 1 1 研究意义 每年夏初，在湖北宜昌以东，2 8 3 4 0 之间的江淮流域常会出现连阴雨天气， 雨量很大。由于这一时期正是江南梅子黄熟季节，故被称作“梅雨”【l j 。又因 为这段时期内空气温度明显增大，百物极易获潮霉烂，因而又有“霉雨”之称。 国际上常将中国东部整个地区的夏季降水称为梅雨( p l u r nr a i n so r m e i y u ) 。梅雨 是我国主要的一种自然降水，也是东亚乃至世界著称的一种大范围、历时长的 重要降水现象。我们通常所说的梅雨区位于中国大陆东部，地处长江、淮河下 游，处在亚热带季风气候控制下，季风气候明显，气候资源丰富，但由于受西 风带、副热带和热带天气系统的影响，气象灾害频繁发生，其中梅雨汛期降水 形成的洪涝、枯梅年产生的干旱是长江流域主要的气象灾害。因此气象学家、 水文学家等对一些特殊年份梅雨的发生发展规律、成灾机制和灾害影响进行了 深入而广泛的研究口3 1 。 梅雨降水出现在重要的农事季节和我国工农业发达与人口密集的地区，经 常为这地区带来丰富的雨泽和优良的天然水资源。梅雨过后，在季风气候的影 响下，接着便是这一带的伏早期。因此，梅雨期间存蓄下来的大量雨水，多年 来一直为该区域伏旱水稻等农作物以及其后工业与生活的需要提供水源。同时， 在我国的跨流域引水中，它也发挥着重要的作用。而且，梅雨结束时常伴有强 偏南风，对当地舟揖航运和贸易的发展，也起了一定的影响作用。 不过，在狭长的梅雨带中，也常夹有强烈的局地暴雨并致使局部地方洪涝 或山洪、泥石流等发生，并且，在梅雨持续时期特别长或降雨强度大的年份， 由于累积降水量很大，且阴雨寡照的时间长，往往会产生严重的洪涝灾害，并 影响农作物生长。1 9 9 1 年夏季江淮地区发生洪涝，仅安徽、江苏两省粮食就减 产了1 2 0 亿公斤。1 9 9 8 年夏季长江流域汛期降水量将近常年的2 倍，发生了特 大洪涝。可以说梅雨给农业，运输业，旅游业，带来巨额的直接经济损失，同 时还间接地对整个国民经济的各个部分造成冲击。于是，气象工作者利用现有 的资料和技术手段，不断提高对梅雨日期和梅雨期降水量预报的准确性，不断 改进判断的标准，力图把梅雨对社会的影响降到最低、把梅雨可能带来的灾害 降到最低。 初夏时段，长江中下游旱涝与在江淮流域形成的梅雨峰密切相关，梅雨峰 的形成不仅受印度西南气流和西太平洋副热带高压( 下文用副高代替) 西侧的 副高脊线的影响，而且还受到中纬度西风气流的影响，同时还与北半球极涡、 鄂霍次克海高压的生成甚至与南半球的中高纬的环流形势有关。由于对地面天 气变化有着直接影响的高空大气环流的演变具有一定的规律性，同样的，某一 时期的环流与前期的环流也存在着联系。这就表示，长江流域梅雨造成的旱涝 的形成不仅与同期的环流有关，而且在前期的环流特征上就已有所反映，即前 期环流对梅雨的旱涝的出现与也具有重大的指示意义。 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 由于梅雨出现的范围广和历时长，所以影响它产生变化的因素很多而复杂。 各种不同的影响因素，具有其各自不同的特点与变化规律。同时。有些变化也 具有一定的随机性。当它们综合地作用在自由大气中，不断对“梅雨”产生影 响时，梅雨的变化就表现得十分复杂而多样化。因此，虽然梅雨几乎是年年春 夏之交均出现的景象，但在各年与各地之间，它们呈现的多方瓦特点均有很大 变化、很不相同。比如梅雨期的长短，多年平均为2 2 天，而长的如1 9 5 4 年就 有5 0 天，短的如1 9 7 1 年只有6 天，梅雨期总降水量( 以上海、南京、芫湖、 九江、汉口5 站为代表) 多年平均为1 1 7 4 m m ，而丰年如1 9 5 4 年达到了3 5 0 0 m m 以上，欠年如1 9 6 5 年不足1 0 0 m m ，可见差异之大，实际上，历史上的有些特 大水与大早年，还更甚于此。其它如梅雨起迄( 入、出梅) 期的早、迟，集中 降雨和中断时间的长、短、降水强度以及主雨带和暴雨中心的变动等等均有很 大变化。所以，再加上大气环流变化的复杂性，对梅雨的研究一直是气象预报 上难度很大，并又是人们迫切企盼早日解决的一个重要阃题。 1 ：2 梅雨研究现状 一 1 2 1 直接对梅雨研究分析 长江中下游是中国重要的经济带，因此对于关系到经济发展的复杂天气必 然引起气象研究的重视。梅雨作为此地区重要的影响气候因素，对它所进行的 研究已经有了很多，总体看来这样的研究主要方向和方式可以分为以下三静类 型： 1 、主要按照降水来进行统计分析 朱炳海( 1 9 6 2 3 在文献4 中指出梅雨区可逼近淮北；但从他列出的梅雨区 北缘徐州和淮阴两站6 7 月多年逐候和雨日的演变曲线来看，淮阴尚具有梅雨 期特征，在6 月下旬到7 月中之问雨量和雨日均显著增长，而徐州站则根不明 显。 王建新等【5 】( 1 9 9 4 ) 利用自然正交函数前三个特征向量场及对应的时间系 数将梅雨降水分成三类六型。移动样本序列的极大熵谱分析表明，梅雨降水存 在较为明显且稳定的准七年振荡，而准两年振荡则不十分明显，旦不稳定。准 七年振荡在宜昌附近、太潮流域和江西中部表现显著；准两年振荡主要表现在 江淮之间和洞庭湖附近。 章淹【6 】( 1 9 9 9 年) 的另一项研究指出：近来，对梅雨的大量研究表明：近 半个世纪( 1 9 5 1 1 9 9 5 年，以下简称“近期”) 以来，江淮梅雨虽仍有各式各样 的变化，但较之1 8 8 5 - - 1 9 9 0 年的前6 6 年( 以下简称“前期”) 而言，在其长期 演变趋势中，出现了一些值得注意的转变，其中主要的有：1 、长梅年减少，短 梅年增多：2 、集中降水期在缩短；3 、间断期在增长 4 、梅两款降水总量在减 少：5 、变率在增大。 章淹1 在1 9 9 9 年的研究表明异常丰梅时：l 、梅雨辐合带 f 。表明两个总体的均值存在显著差异。 b 、单序列相关性的t 检验 对于气候变量不同时刻的线性相关( 自相关系数) 和两气候变量的线性相 关是否显著，即相关系数达到多少可以认为这两个变量的序列是存在着显著相 关关系。必须进行统计检验。 由相关系数r ，可以反算出t 的值f = 厢击 、，1 一r 2 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 2 22 经验正交分解( e o f ) 方法i 删 经验正交函数分解( e o f ) 是针对气象系统进行的，其基本原理是把包含 m 个空间点的时间变化进行分解。 将某一气候变量场的资料以矩阵形式给出： x i lx 1 2 x 1x m 2 x 1 ， x 2 ) x f x 州 x l n x 2 h x m x m n 其中m 是空间点，它可以是观测站或网格点。1 1 是时间点，即观测次数。 x u 表示在第1 个观测站或网格上的第j 次观测值。 e o f 展开，就是将x 分解为：x 一- - - v t 其中， v 1 1v 1 2 v 2 1v 2 2 v 1 月。 v 2 n r l 。 r 2 。 v m lv m 2 v nj l f 。1r ，2 t n 分别称为空间函数矩阵和时间函数矩阵。利用j a c o b i 方法求协方差距阵： s - ) 的特征值( a ) 和特征向量( v ) ，将特征值按大小顺序排队： 丑2 五。0 ，并求出其对应时间系数：t = x ，再分别计算每个特征 向量的方差贡献： r k = 友五( 露= 1 , 2 ，。p ( p = 6 0 ： 在集中雨期起讫两端，即自开端( 结束) 日向后( 前 算的任一个十天 内，p 2 = 5 0 ； 在雨期中任何连续1 0 天内，p 3 = 4 0 ，且不得出现连续五个非雨日。 ( 3 ) 雨期最短长度：至少应包含6 个r d 。 ( 4 ) 该雨期雨量平均强度应 = 2 5 m m 5 站4 日。 ( 5 ) 间歇性强雨期，有些雨期中，雨日虽不够密集( 6 0 p 1 4 0 ) ，然 而符合( 3 ) 及( 4 ) 的标准，且雨期强度 = 4 0 m m 5 站日。 2 周曾奎1 1 2 l 江淮梅雨 以大气环流的调整、转折为主要依据 入梅：5 - 6 月份，当加尔各答5 0 0 h p a 稳定西风结束，出现东西相问之后 以下指标同时连续3 天达到： “2 0 0e 副高脊线2 0 n 2 1 1 5 。e 、1 2 0 0 e 、1 2 5 。e 经度上5 8 8 线平均位置 2 5 。n 3 1 2 0 0e 上8 。c 等温线位置3 5 。n 出梅：入梅后持续3 天同时出现： 1 1 2 0 。e 副高脊线2 7 。n 2 1 2 0 9e 、8 。c 等温线位置2 4 0 0 n 3 张家诚6 8 1 中国气候总论 以旬为时间单位，以旬平均雨量与年平均雨量之比为指标，凡旬雨量百分 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 率在4 以上为进入雨季，百分比 4 区域的中心轴为雨带中心。 4 赵振国蚪 中国夏季旱涝及环境场 以上海、南京、芜湖、九江、汉口5 个站的逐日( 2 0 - 2 0 时) 降水量和5 0 0 h p a 西太平洋副热带高压在1 1 0 1 2 5 0 e 范围内脊线位置作为基本资料来划分长 江中下游地区的梅雨期及梅雨强度。其具体标准是： ( 1 ) 同一天5 站中有2 个站以上( 含2 个站 出现降水( 0 ，l m m ) ，且5 站 日降水总量1 0 m m ，则算为一个雨日。 ( 2 ) 雨期开端臼的确定：从开端日( 作为第1 天) 算起往前2 天、3 天、 l 0 天的雨日天数占相应时段内总天数的比例均5o 。 ( 3 ) 雨期结束日的确定：从结束日( 作为第1 天) 算起往前2 天、3 天、 l 0 天的雨日天数占相应时段内总天数的比例均50 。 ( 4 ) 一个雨期( 开端日至结束日) 任何10 天的雨日比例均40 ，且没 有连续5 天( 含5 天) 以上的非雨日。 ( 5 ) 梅雨期内可以有一个以上的雨期，但一个雨期内必须有6 天的雨日， 且雨期中5 站降水总量的目平均值必须25 m m 。 ( 6 ) 梅雨期内西太平洋副热带高压脊线位置 2 0 。n 和 2 5 。n 。梅雨期内副热 带高压脊线位置允许出现 2 5 。n 的波动，但2 5 。n 的连续天数 不超过5 天( 含5 天) 。 ( 7 ) 西太平洋副热带高压脊线位置连续5 天( 含5 天) 以上2 5 。n ，且江淮 流域地区出现3 5 。c 以上的高温干热天气，长江流域雨季结束。 ( 8 ) 梅雨期内第一个雨期的开端日为入梅日，最后一个雨期结束日的后l 天 为出梅日。 ( 9 ) 典型梅雨期内的雨期，其集中期长度为这些雨期的天数( 二个雨期之间 的日数不计) 。 梅雨季节长度指入梅日( 含入梅日) 到出梅日( 不含出梅日) 之间的天 数。 ( 1 0 ) 4 ，5 月份达到上述标准的梅雨期称为早梅雨，以示区别。 ( 1 1 ) 梅雨强度用梅雨强度指数来表示，其计算公式为 ( r l ) m ：三+ 垦世+ 旦 l o 2 r o 式中l 为某年典型梅雨期的长度( 天数) ，l 。为历年典型的梅雨期 的平均长度；r 为某一年典型梅雨期内5 站总降水量，r 。为历年典型 梅雨期5 站降水量的平均值；( r l ) 为梅雨期内平均日降水强度，( r l 。) 为历年典型梅雨期平均日降水强度的平均值。 m 的标准值确定为m = 1 0 0 + 0 5 0 + i 0 0 = 2 ，5 0 ，梅雨强度以下表为等级标 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 准划分 表1 梅雨强度划分的标准 5a r t h u rn s a m e l ”1 “t h em o n s o o nr a i n b a n d o v e rc h i n aa n d r e l a t i o n s h i p s w i t ht h ee u r a s i a n c i r c u l a t i o i l ” 只使用逐日降雨量，对1 6 0 站降水量每隔4 个纬度求平均，三个雨带为： s c ：2 0 - 2 4 0 n ，y r v ：2 8 - 3 2 。n ，n c ：3 8 - 4 2 0 n l 、某站的日降雨量平均总降水量( a n n u a lm e a nt o t a l ) 的1 5 ，则为大雨日， 当2 5 日内大雨日达6 次以上，则当地进入雨带。 2 、用2 5 天的滑动窗口向后移，直到少于6 个大雨日被识别，则当日为雨带 终止日。 用2 5 天的滑动窗口向前移，直到少于6 个大雨日被识别，则当日为雨带起 始日。 用s a m e l 的方法【7 0 】我们确定了1 9 5 1 。2 0 0 0 年夏季与纬度相对应的雨期开 始和结束日期，如图l a ，b 。平均的华南2 0 2 8 0 n 雨期开始日期为第1 4 8 天( 5 月2 8 日) 。雨期结束的结束的日期为第1 7 8 天( 6 月2 7 日) ，这个日期与在长江 中下游( 2 8 3 4 。n ，6 月1 7 日) 开始的雨期只落后了几天。这个在事实上存在 的与华南热带降水雨带的重叠的出现的原因在于在雨带从华南南撤时经常伴有 一些可以看作是降水雨带北上到长江中下游所带来的小的降水。同样地，长江 中下游雨期结束日期( 第2 0 0 天，7 月1 9 日) 与华北的( 3 4 4 5 0 n ) 的开始日 期也是有着1 0 天的差距( 第1 9 0 天，7 月9 日) ，重叠日期的原因与前面大致相 同，说明雨带的移动与纬度的对应关系并不是十分的明显。这点与s a m e l 的 文章在华北的雨期则有一点的小差距，如果考虑到1 9 9 0 年以后的梅雨期的变化， 可以看出，1 9 9 0 年以后，长江中下游地区的雨期结束时间明显滞后，才导致整 个雨区北移变晚。华北雨期于第2 2 4 天( 8 月1 2 曰) 左右结束，这基本没有变 化。总体来说，图l a 、b 提供了一个大体上的中国夏季风雨带的年际区域图。 代表性的降水在五月中到达华南，持续约个月的时间。在六月中旬，雨带从 华南扩展到长江中下游地区。然后，在7 月中旬，雨带降水在长江中下游地区 结束后北跳至华北之后一直持续n a i l 中旬。上述结果与那些已经得到的研究 o ”4 3 】结果相一致，同时用给定的在中国的雨带开始和结束日期也肯定了s a m e l 文章中所提到的鉴定季风特征的基本方法。 二二 图11 9 5 i 一2 0 0 1 平均雨带( a ) 起始日期( 目期序号) ，( b ) 结束日期( 日期序号) 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 ( c ) 持续天数，( d ) 年平均降水百分率 开始和结束的日期是用于接下来鉴定两卜特定区域性季风雨带的特征。第 一个是持续时间，即开始时间减去结束时间；第二个是降水的年平均百分率。 雨带的持续时间区域( 图l c ) 显示在华南和华北的最大持续时间都在3 0 天以上， 而在华南则明显小一级，最大值也只有2 8 天。这显示了长江中下游雨带时间在 华南和华北的雨期持续时间之间的个过渡时期，而且根据其它的研究表明夏 季降水的年际变化的主要形态是带状排列和以三个区域为中心的1 7 s 7 6 1 ( 如s a m e l 等1 9 9 5 和n i t t a 等1 9 9 6 ) 。如图l d 总雨带降水百分率华南为4 5 ，到了长江中 下游地区急剧地降为3 3 ，而在华北为3 0 。和持续天数相对应，这个值仍然 是带状排列的，长江中下游仍然是在华南华北之间的一个过渡区域。这过渡带 的特征从图2 中雨带随着日期的移动也可看出，在6 月中旬之后雨带明显移到 了长江中下游以后，且降水量明显增大。这说明长江中下游降水强度大，而在 华北的高百分率则是华北全年降水少所致。 二二 1 9 5 1 0 2 0 0 0 中国从2 0 - - - 4 8 9 n 纬肉每踽4 9 区域平均吕降水 纵坐标为年降水百分率l o 为了检验出雨带的年际变化，把站点值从1 9 9 1 到2 0 0 0 年时间序列平均到 三个区域华南( 2 0 2 8 0 n ) ，长江中下游地区( 2 8 4 3 4 0 n ) 和华北( 3 4 , - 4 5 0 n ) 。这 些区域的选择是根据图1 的早期研究并且g c m 的研究已经指出夏季降水的年 际变化主要集中在同样的区域7 4 7 6 1 ( 如l i a n g 等1 9 9 4 、s a m e l 等1 9 9 5 和n i t t a 等1 9 9 6 ) 。 1 9 5 1 2 0 0 0 开始和结束日期的时间序列( 图3 ) 显示中国在两个雨带特征值 之闯区域通过9 9 显著检验的大的年际交化。这表明雨带在每一个区域的持续 时间是稳定的，即此区域早( 晚) 的开始对应早( 晚) 的消退。此外，当长江 中下游存在长的变化期时在华南和华北有准两年振荡特征。 二二 图3 雨期开始、结束日期 ( a ) 华南( b ) 长江中下游，( c ) 华北，直线为平均日期 在研究的过程中发现，虽然通过这种方法确定的雨期有其可信的一面但 是这是一种雨带的判剐方法，若是耍作为江淮梅雨的日期的话就有些牵强了， 因为这个标准没有结合初夏影响梅雨的最主要的系统西太平洋副热带高 压，即没有从整个大气环流影响的角度上去研究，因此只能作为一个借鉴的大 标准来使用。 之前文中列出的与降水( 梅雨) 直接有关的5 个分析标准，对比之后可以 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 发现： 1 ) 标准1 为天气学统计，使用的是环流统计； 2 ) 标准2 基本上是从高度场的角度入手，但是没有深入地去考虑实际降水 的因素，这就远远与最早的人们称呼梅雨的初衷相矛盾了； 3 ) 标准3 的重点在于气候统计，而标准5 是对徐群( 标准1 ) 的统计学改 进，这两个标准主要是针对普遍的集中降水期的判断标准，并没有从环流的 角度去综合地考虑中国梅雨的形成时的特定的形势特征： 4 ) 赵振国的标准( 4 ) 是在综合徐群和周曾奎的分析条件的基础上加以改进、 加以细化得来的，而现在中央气象台的梅雨标准也主要是参照标准4 来制定 的，所以我们最终选择参照标准4 作为我们的基本梅雨期判断标准。 下文将应用选定的标准进行分析，并尝试改进此梅雨标准。 3 2 梅雨日期的确定 选用上面的标准( 4 ) 确定出了每年的梅雨的日期后( 见下表) ： 年份 1 9 5 31 9 5 41 9 5 51 9 5 61 9 5 7 1 9 5 81 9 5 91 9 6 0 八梅日期 6 1 96 1 26 2 16 46 1 96 2 66 2 7 6 8 出梅日期 6 2 98 17 97 1 57 1 06 2 67 6 6 2 6 年份 1 9 6 11 9 6 21 9 6 3 1 9 6 41 9 6 51 9 6 61 9 6 71 9 6 8 入梅日期 6 66 1 76 2 36 2 37 86 2 56 2 3 6 ，2 4 出梅日期 6 1 67 96 3 0 6 3 07 87 ，l37 1 07 2 0 年份 1 9 6 91 9 7 01 9 7 1 1 9 7 21 9 7 31 9 7 41 9 7 51 9 7 6 入梅日期 6 2 36 1 86 9 6 2 06 1 66 ，1 06 1 66 2 1 出梅日期 7 2 17 2 26 1 56 3 06 2 67 1 97 1 7 7 ，1 6 年份 1 9 7 71 9 7 81 9 7 9 1 9 8 01 9 8 11 9 8 21 9 8 31 9 8 4 入梅日期 6 96 86 1 9 6 96 2 57 96 1 96 7 出梅日期 6 1 86 1 57 2 37 2 27 27 ，2 6 7 1 97 8 年份 1 9 8 51 9 8 61 9 8 7 1 9 8 81 9 8 91 9 9 01 9 9 11 9 9 2 入梅日期 6 , 2 26 2 07 1 6 1 06 ，1 46 ，1 96 26 2 0 出梅日期 7 77 88 16 2 37 1 4 7 37 1 37 4 年份 1 9 9 31 9 9 41 9 9 5 1 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 9 2 0 0 0 入梅日期 6 2 96 76 1 26 26 2 36 2 4 6 ，2 36 2 0 出梅日期 7 96 1 47 1 0 7 2 27 1 68 17 2 6 2 0 表21 9 5 3 2 0 0 0 年梅雨起始日期 依照上表我们作出了图4 ，可以看出虽然与图1 、图2 有一定的差距，但是 1 5 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 两者的大致趋势是相似的。可以得出梅雨的平均入梅日每年的第1 6 9 天，即6 月1 8 日，出梅日第1 9 0 天，即7 月9 日，平均持续天数约为2 2 天。 二二 图4 1 9 5 3 2 0 0 0 梅雨的相关日期( 日期序号) ( b ) 入梅日，( b ) 出梅日，( c ) 持续天数，直线为平均值 在文献1 中曾提到一些与梅雨相关的环流系统，如印度孟加拉湾低压、鄂 霍次克海高压，副热带高压等。有了确定的梅雨日期，本文在下面的章节中将 利用逐日图、合成分析，统计分析等手段对这些系统的与梅雨的实际相互关系、 梅雨过程中的大气环流特点和降水分布进行分析以及两者之间的关系进行讨 论。 1 6 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 第四章梅雨期环流场特征分析 在上一章中，我们已经对于现有的梅雨标准进行了分析和比较，选出了本 文的参考标准，也利用它确定出了相应的梅雨日期，同时，对于整个中国初夏 雨带的年际变化也做了一点分析工作。本章主要是从逐日5 0 0 h p a 高度场上分析 对于梅雨对应一些系统的变化情况，分析之间的规律，为改进梅雨标准做准备。 4 1 逐日高度场特征分析 4 1 1 通过对1 9 5 3 1 9 9 6 年梅雨期间( 除去三个空梅年) 5 0 0 h p a 高度 场的分析可以看出有以下几个特征： l 、在梅雨期开始或过程当中在印度或盂加拉湾有低压生成，有的年份不止 生成一次，并且与梅雨期维持在江淮上空的梅雨峰形成水汽输送。平均生成 的日期为：提前7 3 天左右。1 9 7 7 年可以看做是一个转折点，从1 9 8 2 年之 后低压生成的波动加幅度变缓；在1 9 6 0 1 9 7 7 年之间生成日期均是上下波动 的过程，之后在均值以下为主。 图5 实线为印度孟加拉湾低压实际生成日期( 负值为该年低压 生成日期在梅雨开始之后) 虚线为平均生成日期 另外从文献【叫的第1 l 部分看到有分析结果：印度低压与西太平洋副高 高压脊线里负相关的关系，这表明，当印度低压偏强( 弱) 时，对应夏季风 偏疆( 弱) ，西太平洋副高高压脊线位置偏北( 南) 。相关阱6 月份最好，相 关概率较高。 2 、 由于文献【l j 上曾提到梅雨生成时鄂霍次克海上空有高压对应控制，分析 这4 5 年来的梅雨时期的情况，把梅雨前后鄂霍次克海高压生成的日期与4 5 年平均值相比较，已经求得4 5 年鄂霍次克海上高压平均生成日期为梅雨开 始后的3 7 天左右。从图6 a 的曲线分析t 9 7 3 年之前生成日期变动很大，而 且以梅雨产生后生成为主，1 9 7 3 年之后生成的日期基本在平均日期之下小幅 波动，而且在梅雨开始时或梅雨前出现高压中心的年份增多。 二二二 图6 a 实线为鄂翟次克海高压实际生成日期( 负值为该年高压生成日期在 梅雨开始之前) 虚线为平均生成日期 3 、观察这4 5 年来鄂霍次克海梅雨期间有高压持续的时间( 除去空梅的 1 9 5 8 、1 9 6 5 和2 0 0 0 年) ，平均为9 9 天，基本维持了一个很好的变化规律， 梅雨过程及其与环流关系的初步研究 从1 9 6 4 年开始，高压出现日期围绕平均日期上下波动，周期大约在6 年左 右。与文献【6 9 】中的梅雨强度指数相比较，两者的相关系数为0 6 8 。 。、。1 。+ 一 【一 图6 b 实线为鄂海高压梅雨期内每年持续天数，虚线为年平均天数 4 、再来看看梅雨期间在鄂霍次克海上出现的高压的中心最高值的曲线，对 比