（气象学专业论文）西太平洋副热带高压对江淮梅雨的影响研究.pdf

摘要 江淮梅雨是我国夏季降水预报成功与否的关键，因此梅雨雨带的确定具有 重要性，梅雨量的丰枯直接与江淮地区旱涝灾害的形成和持续有关，梅雨量的 多寡及其位置的变化直接影响着我国夏季降水雨型分布特征。本文利用1 9 5 1 2 0 0 8 年逐日降水量资料，n c e p n c a r 再分析资料，采用统计与动力分析方法， 研究了江淮梅雨的季节内振荡、年际和年代际变化特征，分析了西太平洋副热 带高压及其脊线位置活动变化特征，揭示出江淮梅雨的低频特征以及江淮梅雨 异常的大气环流特征，建立了副热带高压的低频特征及其与江淮梅雨的联系， 主要结论为： 1 ) 梅雨量功率谱分析发现，梅雨量变化具有显著的1 0 2 0 a 左右的周期变 化，其次还存在准2 5 a 和准4 a 的周期变化。其中1 0 2 0 a 的周期具有的能量最 大。江淮梅雨在1 9 7 9 年发生突变，由偏少变为偏多，突变前后江淮梅雨期的大 气环流特征基本相反。 2 ) 气候平均的江淮梅雨的低频特征表现为：在活跃年，1 0 - 、, 2 0 d 振荡在 低空，有异常的反气旋和气旋对位于中国东南沿海及东北地区，反气旋西北侧 异常西南风和气旋西侧异常东北风在江淮流域汇合，有利于水汽在江淮流域的 辐合到达增强。在高空，位于青藏高原上空的年代际气旋使得南亚高压位置偏 东，在江淮流域形成高空的辐散环境。在中断年，1 0 - - - 2 0 d 振荡在低空，有异常 气旋位于中国东南沿海，不利于水汽向江淮流域的输送。在高空，有一个气旋位 于青藏高原以北，从而造成南亚高压位置偏西。 3 ) 江淮梅雨1 0 - - - 2 0 d 低频振荡具有显著的北传特征。江淮梅雨平均入梅 日6 月1 7 日，出梅日7 月1 0 日，梅雨降水阶段历时2 3 天，经历了2 次持续性 降水过程。另外江淮梅雨1 0 - - 2 0 d 的低频振荡还有明显的西传特征。 4 ) 分析副热带高压脊线的低频特征发现，副高具有显著的3 0 - - 6 0 d 低频 振荡。副热带高压在北进的过程中存在一次明显的突变，这次突变发生在6 月 l o 日，较平均入梅提前一周，且通过了9 5 的信度检验。副热带高压脊线在5 月中下旬和6 月初脊线有一次明显的南撤过程。可能原因是，副高脊面( 线) 在南 撤的过程中，孟加拉湾北部的印缅槽不断加深，越赤道气流在印缅槽槽前的西 南气流引导下北上，造成孟加拉湾东部到中南半岛北部的西南风增强，同时副 高南部的东风减弱，副高脊线向南撤退。 5 ) 江淮梅雨的低频振荡与5 0 0h p a 西太平洋副高的1 0 - - 2 0 d 低频变化及 其传播密切相关。从低频循环过程看，高度异常最先出现在阿留申群岛附近的北 太平洋中部地区上空，这意味着阿留申群岛附近的北太平洋中部地区可能是江淮 梅雨5 0 0h p a 低频振荡的源地。 6 ) 分析江淮梅雨预测的关键因子发现，脊线的突变与南亚高压的加强北 进和其北侧西风急流的随之北跳、中层爆发性涡旋的出现以及低层热带西风带 的不断加强有着紧密的关系，而江淮流域梅雨的开始则是在上述系统不断北进 东移和西太副高北跳东退的背景下发生的。 关键词：江淮梅雨，西太平洋副热带高压，低频振荡，突变 h a b s t r a c t t h em e i y uo v e rt h ey a n g t z ea n dh u a i h er i v e rv a l l e y si s k e yt ot h e s u c c e s s f u lf o r e c a s to ft h es u m m e rp r e c i p i t a t i o no v e rc h i n a ，w h o s el o c a t i o n ， d i s t r i b u t i o np a r e ma n di n t e n s i t ya r es u c hi m p o r t a n tt h a tn o to n l yd i r e c t l y c a u s e st h ef l o o d i n g d r o u g h to v e rt h ey a n g t z ea n dh u a i h er e g i o nb u ta l s o a f f e c t st h ee n t i r es u m m e rr a i n f a l lb e l td i s t r i b u t i o no v e rc h i n a b a s e do nt h e c h i n ad a i l yr a i n f a l ld a t a s e t sa sw e l la sn c e p n c a rd a i l yr e a n a l y s i sd a t a f r o m19 5lt o2 0 08 ，t h e i n t a r - s e a s o n a l ，i n t e r - a n n u a l a n di n t e r - d e c a d a l v a r i a t i o n sa n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h em e i y uo v e rt h ey a n g t z e a n d h u a i h er i v e rv a l l e y sa n dt h ew e s t e r np a c i f i cs u b t r o p i c a lh i g h ( w p s h ) a s w e l la st h es u r r o u n d i n gc i r c u l a t i o na r es t a t i s t i c a l l ya n dd y n a m i c a l l ya n a l y z e d i nt h ep a p e r r e s u l t sa r es h o w na sf o l l o w s ： 1 ) i h ep o w e rs p e c t r a la n a l y s i so ft h ev a r i a t i o no fm e i y uo v e rt h ey a n g t z e a n dh u a i h er i v e rv a l l e y ss h o w st h a tt h e r ee x i s t sam o s tp r o m i n e n t10 - 2 0y e a r p e r i o d , aq u a s i - 2 5y e a rp e r i o da n daq u a s i 一4y e a rp e r i o d a n da l lo b v i o u s a b r u p tc h a n g ef r o mb e l o wt oa b o v en o r m a lf o rt h em e i y ua l o n gw i t ha n o u t o f - p h a s ec i r c u l a t i o np a t t e r no c c u r si n1 9 7 9 2 ) a ne x a m i n a t i o no f c i r c u l a t i o nf e a t u r e ss u g g e s t st h a td u r i n gt h e1 0 - 2 0 d a yo s c i l l a t i o na c t i v e ( b r e a k ) y e a r s ，a na n o m a l o u sa n t i c y c l o n e ( c y c l o n e ) o v e r t h es o u t h e a s tc o a s to fc h i n aa n da na n o m a l o u sc y c l o n eo v e rt h en o r t h e a s t c h i n ao c c u r si nt h el o w e rt r o p o s p h e r e ，a n da na n o m a l o u sc y c l o n ea b o v e ( t o t h en o r t ho oq i n g - z a n gp l a t e a ui nt h eu p p e rt r o p o s p h e r ec a u s e st h es o u t h a s i a na n t i c y c l o n ee x t e n d i n gn o r t h w a r da n de a s t w a r d ( c o n t r a c t i n gs o u t h w a r d a n dw e s t w a r d ) ，b o t ho fw h i c hf o r m i n gaf a v o r a b l e ( a nu n f a v o r a b l e ) c i r c u l a t i o n e n v i r o n m e n tf o r t h eh e a v yr a i n f a l lo v e rt h ey a n g t z e h u a i h er i v e rb a s i n 3 ) a s i g n i f i c a n tn o r t h w a r dp r o p a g a t i o nc a nb eo b s e r v e di nt h e10 v2 0d a y i o s c i l l a t i o no ft h em e i y uo v e rt h ey a n g t z ea n dh u a m ef i v e rv a l l e y s i na v e r a g e ， t h ep l u mr a i n ss p e l ll a s t s2 3d a y s ，s t a r t i n go nj u n e17a n de n d i n go nj u l y10 ， a n du s u a l l yi n c l u d i n gt w oc o n t i n u a lp r e c i p i t a t i o np r o c e s s e s a d d i t i o n a l l y ，a s i g n i f i c a n tw e s t w a r dp r o p a g a t i o nc a na l s ob eo b s e r v e di nt h e 10 ，2 0d a y o s c i l l a t i o n 4 ) i ti ss h o w nt h a tt h e3 0 6 0d a yo s c i l l a t i o ni sm o s ti m p o r t a n tf o r t h e w p s h r i d g e l i n ev a r i a t i o n t h e r ei sa na b r u p tc h a n g ed u r i n gt h ew p s h n o r t h w a r d m o v e m e n t , w h i c ho c c u r so n1 0j u n , 7 d a y se a r l i e rt h a nt h eb e g i n n i n gd a t eo f t h em e i y u o v e rt h ey a n g t z ea n dh u a i h ef i v e rv a l l e y sa t9 5 c o n f i d e n c el e v e l a s o u t h w a r dw i t h d r a w a lo ft h ew p s h r i d g e l i n ei sa l s oo b s e r v e di nt h el a t em a y o re a r l y j u n e i t s p o s s i b l e c a u s ei sa s f o l l o w s ：d u r i n g t h e p r o c e s s e s o fw p s h r i d g e l i n e r i d g e - s u r f a c es o u t h w a r dw i t h d r a w i n g , t h ei n d i a n m y a n m a rt r o u g hi nt h e n o r t hp a r to ft h eb a yo fb e n g a ld e e p e n sc o n t i n u a l l yi ns u c haw a yt h e e q u a t o r i a le a s t e r l yje tm o v e s n o r t h w a r du n d e rt h es t e e r i n go ft h es o u t h w e s ta i r f l o wa h e a do ft h et r o u g h ，w h i c he n h a n c e st h es o u t h w e s t l ya l lt h ew a yf r o m e a s to ft h eb a yo fb e n g a lt ot h en o r t ho ft h ei n d o - c h i n ap e n i n s u l a ，t h e r e f o r e t h ee a s t e r l vo v e rt h en o r t hp a r to ft h ew p s hw e a k e n sa n dt h ew p s hr i d g e l i n e w t h d r a w ss o u t h w a r d 5 ) e v i d e n c es u g g e s t st h a tt h ei n t r a - s e a s o n a lo s c i l l a t i o n i nt h em e i y u r a i n f a l lo v e rt h ey a n g t z ea n dh u a i h er i v e rv a l l e y si sc l o s e l yr e l a t e dw i t ht h e 1 0 2 0d a ym o d eo ft h e5 0 0h p aw p s ha n di t sw e s t w a r dp r o p a g a t i o n t h e a n a l y s i so fa no s c i l l a t i o nc y c l es h o w s t h a tah e i g h ta n o m a l yf i r s to c c u r so v e r t h em i d d l e p a r to f t h en o r t hp a c i f i ca r o u n da l e u t i a ni s l a n d s ，i m p l y i n gt h a tt h e 1 0 - - - 2 0d a yo s c i l l a t i o no f t h e5 0 0h p a 甲s hm i g h to r i g i n a t ef r o mt h e r e 6 ) t h ea b r u p tc h a n g eo ft h ew p s hr i d g e l i n ei sr e l a t e dt ot h es t r e n g t h e n i n g a n dn o r t h w a r dm o v i n go ft h es o u t ha s i a nh i g ha sw e l la st h en o r t h w a r d i v j u m p i n go fi t sn o r t hp a r t su p p e rw e s t e r l yj e t ，t h eo n s e to fv o r t e xi nt h em i d d l e t r o p o s p h e r ea n dt h ee n h a n c i n go ft h el o w e r t r o p i c a lw e s t e r l yj e t t h e b e g i n n i n go ft h em e i y uo v e rt h ey a n g t z ea n dh u a i h er i v e rv a l l e y sm a y b r e a k o u ta g a i n s ts u c hab a c k g r o u n dt h a tt h es o u t ha s i ah i g hm o v e s n o r t h w a r da n d e a s t w a r da n dt h ew p s h j u m p sn o r t h w a r da n dw i t h d r a w se a s t w a r d k e yw o r d ：m e i y uo v e rt h ey a n g t z ea n dh u a i h er i v e rv a l l e y s ，w e s t e m p a c i f i c s u b t r o p i c a lh i g h ( w p s h ) ，i n t r a s e a s o n a lo s c i l l a t i o n ，a b r u p tc h a n g e v 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成 果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意。 作者签名： 日期： 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名： 日期： 第一章绪论 第一章绪论 江淮地区包括湖北宜昌以东的长江和淮河流域的广大地区，西自1 1 0 。e ， 东至1 2 5 。e ，南自2 8 。n ，北至3 4 。n ，包含了湖北、湖南、江西、江苏、浙江、 安徽、河南和上海等省市：由于该区是我国工农业生产最发达和人口密度最大 的区域之一，提供给政府领导和有关部门，直接用于防灾、减灾和国民经济建 设灾害性天气的预报服务决策，历来是气象业务部门预报服务工作的重点，而 这些灾害性天气主要出现在每年的梅汛期。 “梅雨”是我国长江中下游地区的特征性天气气候，它是东亚大气环流由 春到夏过渡季节中的产物。就平均而言，每年6 7 月，从我国江淮流域到日本 南部地区都有一段持续阴雨天气或降水集中时段。梅雨的特点是：通常以东西 向的带状雨区分布在长江中下游至日本一带；雨量充沛，雨区较广且降水一般 为连续性。梅雨结束后，该地区雨量显著减小，天气酷热，进入盛夏季节。 1 1 梅雨的研究进展 我国广大的气象工作者很早就对梅雨作了长期、大量的研究，而有关梅雨 期的划分一直都是气象工作者研究的重点和难点。以前有关梅雨的研究大多个 例分析，对梅雨期的划分标准也不统一，许多专家都试图寻找一种统一的梅雨 划分方法。早在2 0 世纪六十年代中期，徐群n 3 就对1 8 8 5 - 1 9 6 3 年近八十年长江 中下游( 五站) 的梅雨期作了划分，确定了一个长江中下游梅雨期的标准从划 分结果来看，梅雨时期，西太平洋副热带高压脊线稳定于2 0 - 2 5 0 n 之间，极锋 稳定于长江中下游附近。同时，他发现，梅雨可分为典型梅雨和早梅雨两种， 前者为一般所熟知的出现于6 、7 月间和东亚环流季节演变密切联系的长江中下 游持续降水时期。后者则是一种异常的季节超前现象。典型梅雨期平均出现于6 月中旬一7 月上旬，梅雨期的年际变化甚大，发现它有2 3 年短周期，1 1 1 3 年 左右的波动和世纪振动。 l 型垫萱重量型婆婆塑堕塑墅堕堑塞 1 9 8 0 s 初期，气象杂志曾在一年时间内开辟专栏对梅雨问题作过讨论， 最后由林春育心1 作了小结，但是经过这次讨论之后对梅雨的研究仍未能达成一致 的共识。南京气象台曾对1 9 5 4 1 9 8 0 年影响江苏的梅雨进行研究口3 ，他们对各 年梅雨期的划分列于文中表4 2 。从该表发现：平均入梅期在芒种节气后期的6 月2 0 日，平均出梅期在小暑节气前期的7 月1 0 日，平均梅雨期长度为2 0 日。 随后在八十年代中期，黄润龙m 1 对长江中下游地区( 包括上海和皖南地区) 的梅 雨进行了研究。根据南京、上海、南通、芜湖、安庆5 站降水资料划分的雨日， 以及由南京、上海两个气象台划分的入梅、出梅日期，确定了1 9 5 4 - 1 9 8 5 年各 年的梅雨期。从而发现这3 2 年平均入梅期是6 月1 9 日，平均出梅期是7 月9 日，平均梅雨期长度是2 1 3 天。到了2 0 世纪九十年代初期，王得民等晦1 经过研 究划分了梅雨区为处于长江中下游干流两侧的2 9 - 3 3 。n 范围内；而在荆州以西 的长江中游一带，限于沿江的狭窄地区。另外还发现，梅雨期内存在一个雨峰 期。在3 0 。n 以南，这个雨峰期出现在6 月中、下旬。徐群1 等在九十年代末， 应用近4 6 年江苏省中、南部各五站逐日雨量和西太平洋副高逐候脊线纬度资料 分别划分出苏南和江淮两区梅雨。他还指出，梅雨期划分不仅应考虑地区持续 性降水和东亚副热带环流的中短期过程相配合，还应考虑地区自然天气季节的 稳定转折。凡春夏间西太平洋副高在1 1 0 - 1 2 5 。e 处稳定( 2 候) 进至2 0 。n 以北，或我国东部季风雨带稳定( 1 0 天) 进至2 6 。n 以北，此时苏南或1 江淮 区出现的集中雨期称为梅雨集中期，首日称为入梅当西太平洋副高稳定候进至 以北，同时苏南( 或江淮) 区连续2 候出现高温非雨期时的首日称为盛夏日，此 后再出现的雨期称为夏雨期。盛夏日和末段梅雨集中期结束后一天的出梅日在 大多数年( 苏南区：7 8 ，江淮区：8 5 ) 一致。入梅日和出梅日间的梅雨期内可出现 数段梅雨集中期，期间为间歇期。 2 1 世纪以来，对梅雨期的研究又不断地深入。徐群等口1 根据文献 1 的梅雨 期划分标准并结合“区域雨日 、“集中雨日”、雨期降水强度和雨期的自然天气 季节特征，对近l1 6 a 长江中下游沿江5 站( 上海、南京、芜湖、九江和汉口) 梅雨 期进行了统一划分。从而发现，近11 6 a 长江中下游沿江梅雨期平均出现于6 月1 6 2 第一章绪论 日7 月1 2 日。同时，从近5 0 a 的资料看，长江流域大范围夏涝年的雨带轴线摆 动与2 9 。3 2 。n 间，雨带轴线位于3 0 。- - 一3 2 。n 的各夏涝年和长江中下游强梅 雨年配合很好；但对发生于两湖流域( 2 9 。n ) 及淮河流域的夏涝，梅雨的代表 性就较差。这反映出所划分的梅雨期具有很强的地域性特点。另外，杨义文等1 还发现近11 6 a 梅雨期各参数除存在2 一- 3 a 和6 a 左右的周期振荡外，梅雨量长期变 化显示出5 段持续异常期。最值得注意的是入梅和出梅均存在延迟趋势，尤其是 近2 0 余年来出梅的延迟和我国东部盛夏频现北旱南涝夏季风雨带南移关系 密切。陈艺敏曲1 等利用徐群整理的时间序列口吲，对1 1 6 a 长江中下游5 站逐年梅雨 资料进行了检验，分析结果表明：1 ) 当时间单位取候时，长江中下游流域内梅 雨量与站点雨量相关最好的时段是6 月4 候到7 月1 候。表明长江中下游梅雨主要 集中在这2 0 d 内。2 ) 用m o r l e t d 、波法分析梅雨参数的周期，发现梅雨参数包含了 多个尺度的周期变化。并且4 个参数都存在一个l o a 以内的主周期和一个3 0 a 左右 的次周期。更值得注意的是，从2 0 世纪7 0 年代开始，梅雨长度、梅雨量和出梅日 期的年代际振荡均为正，意味着梅雨长度偏长，梅雨量偏大，出梅日期偏迟。根据 趋势线的变化，可以预测以后梅雨的长度和雨量都会有所增加，入梅日期会提前， 出梅日期的变化不大。姚学祥等n 们对1 9 7 1 - 2 0 0 4 年近3 4 年5 7 y j 份江淮流域非典 型梅雨和典型梅雨的情况进行对比分析，结果表明：非典型梅雨期一般要比典 型梅雨期短，5 月份非典型梅雨比典型梅雨降雨强度弱，6 、7 月份出现的非典型 梅雨期和典型梅雨期同样可以出现较大降雨。刘勇等n 对安徽省1 9 5 1 2 0 0 2 年 5 2 a 的入梅日期、出梅日期、梅雨日数、梅雨期降水总量等参数进行统计分析， 进而发现，安徽省入梅日期主要集中在6 月的第2 候和第4 候，出梅日期主要集中 在7 月第2 候：入梅日期的早晚与梅雨期天气形势、梅雨日数、梅雨期总降水量有 着一定的对应关系。杜银等n 2 1 对长江中下游地区2 0 5 站1 9 6 0 - 2 0 0 4 年的逐日降水 量和梅雨期的特征参数进行计算并分析发现，长江中下游梅雨期总降水量、暴 雨降水量和暴雨日数有较为显著的增加趋势。毛文书等n 3 1 分析了江苏省气象局 整编的1 8 8 5 - - 2 0 0 0 年近1 1 6 a 江淮梅雨入梅日期、出梅日期、梅雨期长度、梅雨 量和梅雨强度5 个特征量资料，得出结论：入梅日期、出梅日期、梅雨期长度呈 副热带高压对江淮梅雨的影响研究 显著上升的长期变化趋势，梅雨量和梅雨强度长期趋势变化不明显。以前对梅雨 期的划分都是集中在长江中下游地区，徐群等n 们分析气候资料发现，梅雨期不 仅出现于长江中下游区，也出现在淮海流域中南部。据此应用淮河流域分布均 匀的5 站日雨量资料结合西太平洋副热带高压脊线的季节进程划分出近5 2 年 ( 1 9 5 3 - - 2 0 0 4 年) 淮河流域梅雨期。淮河流域梅雨期和长江中下游沿江区一样十 分显著，其平均入梅及出梅期分别比长江中下游沿江区推迟5 d 和7 d ，其梅雨量年 际丰枯是形成该地区汛期旱涝的主要因素。江淮流域梅雨在多数年趋势一致，但 有1 4 年份淮河梅雨与长江中下游沿江区距平符号相反。徐群口印进一步研究表 明，1 8 8 5 年以来长江中下游梅雨期在7 0 年代末发生了一次强年代际突变：从 1 9 5 8 1 9 7 8 年的弱梅雨时段突变为1 9 7 9 1 9 9 9 年的强梅雨时段。前2 1 年 ( 1 9 5 8 - 1 9 7 8 年) 梅雨量处于世纪性低谷，比多年平均偏少2 6 ，出梅期偏早，而后 2 1 年( 1 9 7 9 - 1 9 9 9 年) 梅雨量呈现出1 8 8 5 年以来第二峰值，比常年偏多2 3 ，平均出 梅期则达n 1 8 8 5 年以来的最晚期( 7 月1 8 1 9 日) ，比多年平均偏迟7 6 d 。此两时 段梅雨期的差异不仅表现于后时段梅雨量平均比前时段增多6 6 ，且突出表现为 后时段出梅及入夏期分别比前时段平均推迟1 1 d 及1 2 8 d ，还出现了其前9 4 年资 料中从未见过的长江中下游无( 盛) 夏现象，共有3 年。沈愈n 鲫等利用n c e p n c a r 逐 日再分析资料及长江中下游5 站降水资料，对2 0 0 6 年长江中下游地区梅雨季节的 雨量、副高特征量、环流形势、水汽输送等特征量进行了诊断分析，划定2 0 0 6 年 长江中下游梅雨季节的起始时间为6 月5 候，结束时间为7 月4 候：梅雨季节中长江 中下游5 站的总雨量较常年偏少。丁一汇等n 铂利用利用1 9 7 1 - - - 2 0 0 0 年n c e p 再分析 资料和中国7 4 0 站的逐日地面观测资料，对东亚梅雨季的气候学进行了研究。得 出结论：梅雨开始和结束日期的年际变率很大，这是东亚夏季风相似变率的反 映。1 9 7 1 - - 2 0 0 0 年和更长的时期平均的梅雨开始和结束日期分别是6 月1 7 日和7 月8 日，梅雨季平均长为2 1 天。沿长江流域5 个有代表性台站1 9 7 1 - 2 0 0 0 年的平均 总降水量为1 2 0 8 3 m m ，相应的平均降雨强度为6 3 m m d ，并且发现降雨强度有显著 的线性增加趋势。 基于以上的研究，胡娅敏等n 踟由中国气象局国家气象信息中心提供的中国 4 第一章绪论 年0 5 。0 5 。的逐日降水格点资料，以中国气象局国家气象中心提供的“长江 中下游梅雨的评定标准”n 引为基础，在以往对雨日、雨强、雨量、降水连续性等 要素考虑的基础上，不仅考虑了东亚环流的季节性调整，而且增加了对江淮地区 梅雨期降水气候特征的考虑，从而定义了一个新的江淮地区的“广义梅雨评定标 准”。若满足文中的( 1 ) 一( 6 ) 个条件，则称梅雨期内第一个雨期的开始日为 入梅日，最后一个雨期结束日的后1 天为出梅日。若雨期内雨日数 6 天、且1 天，但其他条件满足，则为枯梅年。若不满足这6 个条件，取最后一个雨期结束日 当天作为出梅日，前一天作为入梅日，称为空梅年。由这种“广义梅雨评定标准 确定的江淮梅雨，可以反映出包括长江中下游地区和淮河流域地区在内的江淮 地区的梅雨特征。但是，在表征区域性强暴雨方面还有待于进一步深入地研究。 由于划分标准因地、因人而异，侧重点不一，因而所得结果的可比性较差啪1 。 中国气象局和各有关省市气象局依据对梅雨现象的认识，从不同角度出发给出 不同的划分方案，各有自己划分梅雨的方法和手段；即使在一个具体的省市气 象局，不同学者对梅雨的认知不同，也会导致划分梅雨的标准不同，可能有2 套 或者2 套以上的划分方案乜。梅雨既是天气现象也是气候现象，与此相对应有若 干观点，因此有不同的划分方法。从天气学的角度出发多是从环流的调整来考 虑的，这时更多地认为梅雨是与副热带高压、阻塞高压等相连，使一种大尺度 的天气现在；从气候学角度出发则要求若干日稳定通过一个界线值；降水是一 项非常重要的划分梅雨的指标，因此如果较多地考察各地降水要素，则梅雨是 一种中尺度天气现象。还有从业务天气预报的角度需要出发，提出划分梅雨要 紧密联系暴雨和阴雨天气现象的方法。在地方气象部门中，既有上海、江苏的 方案，也有安徽、湖北等地的方案。基于以上的多种梅雨划分方法，抓住梅雨 划分的关键和重点，提出简单实用的划分方法和指标，以此来对梅雨期的划分 进行统一和规范，这对预报梅雨具有重要的指导意义。 另外有一个不容忽视的梅雨研究方面，就是有关台湾梅雨。陈泰然3 对近 5 6 年( 2 0 0 2 2 0 0 7 ) 的梅雨锋面结构、锋生、锋面移动、锋面低压、低层喷流 ( l l j ) 及其他( 例如中尺度低压、地形效应) 方面的研究成果，进行回顾：台 一 型垫堂壹垦型望壅塑亘塑墅堕翌塑 ( l l j ) 及其他( 例如中尺度低压、地形效应) 方面的研究成果，进行回顾：台 湾东侧锋面在锋后有较强的北方风量，使东侧锋面移速较西侧锋面快；锋生现 象反映于气旋式风切之增强，各不同的锋生过程在不同锋生阶段之贡献亦不同， 但整体而言，锋生函数分布显示梅雨锋生与强度维持主要由辐合与变形过程而 来；梅雨锋面的移动可由动力上的传播( p r o p a g a t i o n ) 及或运动上之平流传 送( t r a n s p o r t ) 而来；l l j 在青藏高原东侧2 0 。- 一3 0 。n 之华南形成，最大频率 主轴呈北一西南走向且约与地形平行，当l l j 东移，其分布形态逐渐拉长且最大 频率主轴逐渐转为东北东一西南西走向，移动性较非移动性l l j 具有较大尺度、 较强、较深厚、较持续且与暴雨事件关系较密切；锋面低压之发展关系由类似 c i s k 机制，由锋面位涡中心与积云对流间非线性交互作用之正回馈机制而来； 在现有的中央山脉地形影响下，其上游之台湾海峡中北部在盛行西南季风气流 里可形成中尺度线状辐合区以激发、组织或增强线状对流系统。并作了总结， 梅雨锋面系统是华南与台湾地区5 - - 6 月梅雨季产生季节性降水最大降水之主要 原因，而构成梅雨锋面系统之主要分量包括梅雨锋面、低层喷流、锋面低压扰 动及伴随梅雨雨季之地形效应产生之中尺度现象。梅雨锋可分具强斜压性( v t 大) 与弱斜压性( v t 小) 两类。梅雨锋上低压扰动可透过积云对流潜热释放与 低压之间交互作用之c i s k 机制而发展( 即旋生) ，低压发展提供之变形场可导 致锋面增强( 即锋生) 。对于弱斜压性之梅雨锋生( 以、q 之增大为参数) 而 a = ： 言，c i s k 为有效机制。因此，不论形变场或c i s k ，均可使v t 及或f 、q 、 c 少 增强，产生锋面或使锋面强度增强。 1 2 梅雨的低频问题 继m a d d e n 和j u l i a n 阱嗡1 发现热带地区存在3 0 - - 6 0 d 周期振荡( m j o ) 之后，众 多学者都在这一领域里做了大量的工作。m j o 是热带大气活动在1 0 9 0 天时间尺 度的最强振荡信号旺6 | ，同降水异常密切相关。由于大气季节内振荡与甚低频振荡 6 第一苹绪论 ( 如q b o ，e n s o ) 之间的相互作用，使得具有不同空间分布的3 0 - - - 6 0 d 低频振荡的 强度产生显著的年际变化，引起持续性的环流和降水的年际异常。因此研究长 江中下游梅雨和3 0 6 0 d 低频振荡之间的关系就显得极为重要，很多学者都投身 其中。早在2 0 世纪八十年代，何金海等乜7 3 就指出以上这种低频波的北传特性，与 中国东部夏季风雨带的季节性移动和北跳有着密切关系。丁一汇在分析1 9 9 1 年夏季江淮流域发生的持续性特大暴雨期间的冷、暖空气时指出，由北方和南 方侵入江淮流域上空的冷、暖空气和江淮雨量均存在明显1 0 一2 0 d t 氐频振荡。在 此基础上，陆尔、丁一汇乜钔进一步研究发现，江淮地区南北两侧的低频暖、冷 空气的相互作用导致了1 9 9 1 年夏季江淮地区以低频形式出现的3 场特大暴雨。杨 信杰等口们对1 9 9 1 年江淮梅雨期出现的这3 次暴雨过程的研究同样也表明：降水呈 现显著的2 0 - 2 5 d 的振荡，该周期明显短于梅雨期4 0 d 振荡的气候周期。尹树新等m 根据1 9 9 1 年5 - 8 月江淮特大暴雨资料，研究了1 9 9 1 年夏季风和江淮梅雨的准周期 振荡，结果表明：北半球夏季风的活动，存在着准2 4 d 的周期振荡，并引发了湿度 场和降雨量的同期振荡，其振幅大小也较好反映湿度场和雨量的变化。与此同 时，陈丽臻等口2 3 通过对1 9 8 0 年和1 9 8 5 年大气3 0 6 0 d 低频流场的分析指出，1 9 8 0 ( 涝) 、1 9 8 5 ( 旱) 两年长江中下游夏季降水与东亚地区夏季3 0 6 0 d 低频振荡 特征存在明显的差异。1 9 8 0 年梅雨期间降水的低频振荡周期( 6 0 的) 较1 9 8 5 年 ( 3 0 d ) 振荡周期长，东亚夏季风系统在梅雨期间低频振荡显著，各成员位置及 低频波的经、纬向传播方向与一般年份相近。金祖辉等口3 3 指出，南海强对流区 的位置，3 0 一- - 6 0 d 低频波的强弱和传播方向与江淮地区旱涝气候异常有密切关 系。吴池胜口4 3 的研究表明，1 9 8 卜1 9 8 3 年间亚洲季风环流低频变化中的第一空间 分布型及相应的时间变化趋势分别与江淮地区梅雨期的大尺度环流形势和江淮 梅雨的出入梅及梅雨量较为一致；江淮地区低频气旋性切变线的活动对梅雨期 的长短乃至该区的干旱和洪涝有重要的影响。杨秋明对近2 5 a ( 1 9 7 1 1 9 9 5 年) 东半球逐候5 0 0 h p a 高度距平低频场进行旋转主成分分析，发现长江下游夏季降 水量和夏半年暴雨频数与3 0 一- - 6 0 d 低频振荡强度密切相关。2 1 世纪初，陈隆勋等叼 对长江中下游梅雨的研究表明，东亚季风环流的低频振荡对季风降水的阶段，陆 7 副热带高压对江淮梅雨的影响研究 有重要作用。1 9 9 8 年6 月中旬长江中下游入梅及产生大暴雨以及7 月中旬以后的 该地区大暴雨均与低频气旋在该地区活动有关。毛江玉等b 7 1 利用n c e p n c a r 再分 析资料和观测的台站降水资料研究了1 9 9 1 年梅雨期间江淮洪涝区降水的季节内 振荡及其环流特征，着重考察了不同层次副热带高压的低频变化与降水的关系。 小波分析表明1 9 9 1 年江淮梅雨期间降水低频振荡的主周期是1 5 3 5 d 。同时，胡 娅敏等n 阳利用新的江淮地区的“广义梅雨评定标准”研究也发现，江淮梅雨有 显著的年际和年代际变化特征，主要存在2 - 3 年、6 - 一8 年、1 2 - 1 5 年和1 8 2 0 年的周期变化，2 - 3 年的显著周期主要集中在2 0 世纪7 0 年代末以后。李建东等 啪3 利用建立的大气季内振荡( 简称i s o ) 指数来讨论东亚季风大气季内振荡同我 国东部地区降水之间的关系。分析表明：东亚季风区大气季内振荡变化与南海 季风区及江淮流域降水有密切关联，当东亚季风区大气低频振荡较强的时候， 对应于南亚季风区以及江淮流域较大的降水率，反之亦然。夏芸等m 1 研究t 2 0 0 3 年夏季江淮流域强降水过程与低频振荡的联系。结果显示，主周期为3 0 , - - - 7 0d 的 低频振荡对2 0 0 3 年江淮流域暴雨的形成具有重要贡献。 以上的研究都表明，来自低纬的低频振荡和来自中高纬向南传播的低频系 统在江淮流域汇合，是造成江淮梅雨期暴雨和洪涝的重要原因。因此，对江淮 梅雨期低频特征的研究具有重要的意义。 1 3 梅雨与副热带高压的研究 副热带高压是制约着大气环流变化的重要成员之一，且和我国天气变化有 极为密切的关系，在梅雨与西太平洋副热带高压的联系方面的研究也是说是硕 果累累。黄士松和余志豪m 1 从高压脊位置变化、温湿场分布、风场、涡度场、 散度场、垂直运动及经圈环流等诸多方面对副高作了比较详细的研究，指出副 热带高压的桔构并不象现今通常所应用的模式那样简单，而是相当复杂的，不 但各个单体之间有不同，而且一个高压单体内各个部分亦不同。特别指出，副 热带高压并非是纯粹动力性的系统，热力因子对其成长维持起着甚为重要的作 第一苹绪论 用，尤其是移近大陆或位于大陆上的高压。陶诗言h 等指出由冬到夏，副高多 数年份存在两次北跳，与我国夏季雨带的位置密切相关。而叶笃正、朱抱真等h 2 1 进一步研究发现，这两次北跳与东亚地区的气候突变有关。有的年份只有一次 北跳，长江流域出现空梅；有的年份北跳不明显，而是逐渐北移，则长江流域 梅雨比较明显。林之光h 3 1 根据1 9 5 1 - 1 9 8 0 年共三十年平均旬雨量资料研究了我国 夏季雨带季节性移动与副高脊线的关系，发现，在东亚地区，6 月上旬及以前， 副高脊线北移不大，都在1 6 5 。n 附近摆动，6 月中旬突然北移至i 1 9 。n ，6 月 下旬到达2 3 5 。n ，遂使长江中下游进入梅雨盛期。此后，副高脊线继续迅速北 移，7 月上旬达2 6 。n ，7 月中旬达到2 8 2 。n ，然后直稳定在2 8 。n 左右，这 时华北、东北雨季开始。9 月中旬副高开始南撤，但1 0 月上旬以前脊线均维持在 2 4 。n ，正是淮河流域秋季雨季。1 0 月中旬副高脊线迅速南退至l j 2 1 。n ，夏季风 雨带以经撤出大陆，大陆上相对多雨带出现在长江中下游。毕慕莹h 引研究发现， 一般在6 月下旬至7 月中旬为副高低振荡能量期，这一时期恰好与长江中下游梅 雨期相吻合，表明这一时期副高比较持续稳定，使副高脊线位里停留在2 0 2 3 。n 左右，造成我国长江中下游梅雨天气。7 4 中旬以后副高振荡能加强，副高南 北摆动加剧，摆动幅度加大，副高不稳定。因此，长江流域入、出梅与副高振 荡存在着密切的关系。陶诗言等h 司根据n c e p n c a r 再分析资料，分析了北太平洋 副热带高压系统的变化。发现，夏季江淮流域梅雨的中断和结束与北太平洋副 高系统2 0 3 0 d 季内振荡有关。黄晓东，罗会邦h 础探讨了东亚夏季风雨带与西 太平洋副高季节移动的耦合关系。结果表明：东亚夏季风雨带在不同地区的跳 跃对应着西太平洋副高的三次突变，不同模态对三次突变有不同的贡献。廖荃 荪、赵振国n 7 1 总结出对我国夏季降水有重要影响的十大因子，其中西太平洋副 高南北位置的异常变化直接影响东亚夏季降水的异常分布。姚愚等1 研究了副 高各指数所反映的位置、形状、面积、强度等特征对我国主汛期降雨的综合影 响以及这种影响在季节和地域上的差异，结果表明副高北界位置指数和脊线位 置指数主要影响雨带位置的变化，西伸脊点指数与我国太部地区雨量的丰欠有 关，面积和强度指数则由于采用的方法而表现出对降雨的影响呈相反的特性。 9 副热带高压对江淮梅雨的影响研冗 从副高对我国主汛期降雨的拟合能力上看，7 月拟合能力比6 月和8 月好，对东部 地区和华南地区的拟合能力分别比西部地区和华北地区好。叶笃正、黄荣辉h 们 指出，当副高偏南时，导致西南季风偏南，冷空气能够南下到江淮流