（气象学专业论文）中国部分区域夏季强降水的水汽来源及大尺度机制.pdf

中国部分区域夏季强降水的水汽来源及大尺度机制 论文摘要 利用1 9 8 0 - 1 9 9 7 年中国了 3 0 站逐日降水观测资料， 分别讨论了1 9 8 0 - 1 9 9 7 年间 夏季长江 上游、 华北、 东北的强降水特征。 在此基础上， 通过对暴雨个例的合成分析及相关分析， 利 用1 9 8 0 - 1 9 9 7 年n c e p l n c a f 再分析逐日 资 料研究了 暴雨期间暴雨区的 水汽输 送特征及其水汽 来源。 利用e c m w f 1 9 9 8 年每天四次的再分析资料进一步探讨了影响1 9 9 8 年夏季长江流域及 东北地区强降水的大尺度水汽输送形成机制。 得出以下主要结论: ( 1 ) 对于长江 上游、华北、东北地区，其夏季平均降 水中心、 夏季暴雨占 夏季平均降 水的百分比中 心以 及暴雨中心所对应的位置较为一致。 暴雨是夏季降水的 主要部分， 且暴雨 的发生区 域很 集中。 将暴雨分为 气候平均降水和异常降 水两部分， 异常降 水在暴雨降水中占 了很大的比例。 ( 2 ) 就暴雨日 及其前期的水汽输送逐日 变化而言，自 西太平洋经南海的水汽输送变化 及暴雨区北方的水汽输送变化对长江上游、 华北、 东北地区暴雨的发生影响较为明显， 而来 自 孟加拉湾的水汽输送在暴雨日 及其前期基本上是减弱的。 水汽输送通量的显著相关区说 明， 长江上游的暴雨与来自 西太平洋经南海及来自 西北的水汽输送的关系比其与来自 孟加拉 湾的 水汽输 送的 关系更为明 显。 暴雨日 及前三天的 异常水汽输送表明， 造成川东和川西暴雨 的异常水汽主要来源于西太平洋经南海的偏南水汽输送和暴雨区西北方向的偏北水汽输送; 而来 源于孟加拉湾的异常水汽对于造成川东和川西暴雨的 异常水汽贡献不如来自 西 太平洋 经南 海的异常水汽的贡献显 著。 因此， 来自 于西太平洋经南 海的水汽输送和暴雨区北 方的 水 汽输送对于长江上游的 夏季暴雨的 产生具有不可忽视的重要作用， 而 来自 孟加拉湾和亚澳越 赤道气流的水汽输送对暴雨产生的影响可能不如前者。 类似的， 对于华北和东北暴雨， 水汽 输送的 逐日 变化、 异常变化及相关分析也 表明， 华北、 东北地区 暴雨 产生的 水汽主要来源于 西太平洋的向西的水汽输送及该地区西北侧的高纬水汽输送: 而来自 于孟加拉湾或南半球越 赤道气流的水汽输送对华北、东北地区暴雨的影响不是很明显. ( 3 ) 1 9 8 1 年夏 季华北 地区、 1 9 9 8 年夏季长江中下游、 长 江上游、 东北 地区的 降水及其 区域平均的 水汽输送均存在以3 0 - 6 0 天周期为主的低频振荡。 ( 4 ) 1 9 9 8 年夏季， 对于 沿热带2 0 n的纬向 水汽输送， 来自 西太平洋自 东向 西明显传 播的低频振荡 和自 孟加拉湾以 西的自 西向 东缓慢传播的低频振荡 在1 0 5 0 e 分开。 沿副热带 3 2 . 5 0 n ( z 5 。 - 3 0 0 n ) , 追溯于中 北太平洋的经向 ( 纬向) 水汽输送的 低频振荡可 传至1 0 0 e 附近。 但西北太平洋上的低频振荡传播到长江中 下游对于长江中下游的强振荡及其降水 有重要作用。 就振荡的南北向 传播而言， 南海附 近的水汽通量散度的低频振荡可向 北传播至 4 0 0 n ，并伴随着雨带的季节变化 ( 北跳) 。 ( 5 ) 1 9 9 8 年6 月中 下旬的 长江中 下游强降 水与西太平洋一 南海的 气旋性 低频水汽 输送环 流及其南侧的反气旋性低频水汽输送环流的北跳有关 江南雨带主要位于低频反气旋北侧的 西南风低频水汽输送处。 6 月底和8 月， 长江上游的强降水与西太平洋上低频反气旋的西移 及其西端维持在长江上游关系密切。 西太平洋经南海的低频水汽通过该反气旋西端的偏西风 输送至长江上游， 对长江上游的强降水过程起了 促发作用。 7 月上中旬和8 月上旬的东北强 降 水与西太平洋上低频反气旋的北进所带来的偏西南风低频水汽输送和东亚中高纬的 低频 水汽输送的 交汇有关。 此外， 在该年整个夏季， 来自 阿拉 伯海的水汽输送低频振荡的 东西向 传播最远到达1 0 0 0 e附近，对以上地区的降水影响不甚明显。 关键词:暴雨，水汽输送，水汽来源，低频振荡 m o i s t u r e s o u r c e s a n d p o s s i b l e l a r g e - s c a l e m e c h a n is m f o r s e v e r e r a i n f a l l o v e r s o m e r e g i o n s i n c h i n a d u r i n g su mme r ab s t r a c t f e a t u r e s o f s e v e r e r a i n f a l l o v e r t h e u p p e r r e a c h e s o f t h e y a n g t z e r i v e r , n o r t h e rn c h i n a a n d n o r t h e a s t e rn c h i n a i n s u m m e r a r e fi r s t l y i n v e s t i g a t e d u s i n g t h e o b s e r v a t i o n r a i n f a l l d a t a i n c h i n a f o r t h e 1 9 8 0 - 1 9 9 7 p e r i o d i n t h i s p a p e r . wa t e r - v a p o r tr a n s p o rt a n d m o i s t u re s o u r c e s c o n t r i b u t i n g t o s e v e r e r a i n f a l l o v e r a b o v e re g i o n s a r e d i s c u s s e d w it h p a r t ic u l a r re f e r e n c e b y s y n t h e t i c a n a l y s i s a n d c o r r e l a t i o n a n a l y s i s u s i n g t h e d a i l y n c e p i n c a r r e a n a ly s i s d a t a s e t d u r i n g 1 9 8 0 - 1 9 9 7 . i n a d d it i o n , fr o m t h e a n g l e o f l o w fr e q u e n c y o s c i l l a t i o n t h e p o s s i b le l a r g e - s c a l e m e c h a n i s m o f m o i s t u r e t r a n s p o rt f o r s e v e r e r r a in f a l l o v e r a l l rea c h e s o f t h e y a n g t z e r i v e r a n d n o r t h e a s t e rn c h in a i n 1 9 9 8 i s fu rt h e r e x p l o r e d b y u s i n g o f d a i l y e c m w f r e a n a l y s i s d a t a . t h e m a i n c o n c l u s i o n s t o b e d r a w n i n t h i s p a p e r a r e a s f o l l o w s : i s e v e r e r a i n f a l l i s t h e m a j o r p a rt o f t h e t o t a l r a i n f a l l d u r i n g s u m m e r o v e r t h e u p p e r r e a c h e s o f t h e y a n g tz e r i v e r , n o r t h e r n c h i n a a n d n o r t h e a s t e r n c h i n a . a n d h e a v y r a i n o c c u r s l o c a l l y o v e r t h e a b o v e r e g i o n s . s e v e re r a i n f a ll c a n b e c o m p o s e d o f c l i m a t e r a i n f a l l a n d a n o m a l o u s o n e , a n d t h e l a tt e r a c c o u n t s mu c h f o r s e v e r e rai n f a l l . 1 1 a s f a r a s d a i l y e v o l v e m e n t o f m o i s t u r e tr a n s p o r t d u r i n g r a i n f a l l p e r i o d , t h e v a r i a t i o n o f m o i s t u r e t r a n s p o r t fr o m t h e w e s t p a c i fi c v i a t h e s o u t h c h i n a s e a ( s c s ) a n d t h a t fr o m t h e n o r t h o f s e v e r e r a i n f a l l re g i o n e x e rt s n o t i c e a b l e i n fl u e n c e o n s e v e r e r a i n f a l l o v e r t h e u p p e r r e a c h e s o f t h e y a n g t z e , n o r th e rn c h in a a n d n o r t h e a s t e rn c h i n a w h i l e t h e e a s t w a r d m o i s t u re t r a n s p o rt fr o m t h e b a y o f b e n g a l ( b o b ) d e c r e a s e s d u r in g t h e s e v e re r a i n f a ll p e r i o d . t h e c o r r e l a t i o n a n a ly s i s o # m o i s t u re t r a n s p o r t s h o w t h a t t h e s e v e re ra i n f a ll o v e r t h e u p p e r re a c h e s o f t h e y a n g t z e r i v e r h a s c l o s e r r e l a t i o n w it h t h e m o i s t u r e tr a n s p o r t f ro m t h e w e s t p a c i fi c p a s s i n g s c s a n d t h a t fr o m t h e n o r th w e s t t h a n w i t h t h a t f r o m t h e b o b . t h e r e f o re , t h e e ff e c t s o f t h e f o r m e r o n s e v e r e r a i n f a l l c a n t b e n e g l e c t e d a n d t r a y b e m o r e im p o r t a n t t h a n t h e l a tt e r t o s o m e e x t e n t . s i m i l a r l y , f o r t h e s e v e r e ra i n f a l l o v e r n o r t h e rn c h i n a o r n o r th e a s t e r n c h in a , d a i l y v a r i a t i o n , a n o m a l y o f m o i s t u r e tr a n s p o r t a n d c o r r e l a t i o n a n a ly s i s a l l i n d i c a t e t h a t t h e m o i s t u r e tr a n s p o r t re s p o n s i b l e t o s e v e re r a i n f a l l c o m e s i i i fr o m t h e w e s t p a c i f i c v i a s c s a n d h i g h l a t i t u d e s . n e v e r th e l e s s , t h e m o i s t u r e t r a n s p o rt s t e m m i n g fr o m t h e b a y o f b e n g a l o r fr o m t h e a c r o s s - e q u a t o r i a l fl o w o v e r t h e a u s t r a l i a - a s i a r e g i o n e x e rt s c o mp a r a t iv e ly l e s s d i s t in c t i mp a c t o n t h e o c c u r r e n c e o f s e v e r e r a i n f a l l . ii i v a r i a t i o n s o f r a i n f a l l a m o u n t a n d r e g i o n a l m e a n m o i s t u r e t r a n s p o rt e x h i b i t n o t a b l e 3 0 - 6 0 d l o w fr e q u e n c y o s c i l l a t i o n ( l f o o v e r a l l r e a c h e s o f t h e y a n g t z e r i v e r a n d n o r t h e a s t e rn c h i n a d u r in g s u m m e r o f 1 9 9 8 a n d o v e r n o rt h e rn c h i n a d u r in g s u m m e r o f 1 9 8 1 . n d u r i n g s u m m e r o f 1 9 9 8 , f o r z o n a l m o i s t u r e t r a n s p o rt a l o n g 加。 n , o b v i o u s w e s t w a r d l f o f r o m t h e w e s t p a c i fi c a n d e a s t w a r d s l o w l f o fr o m b o b a r e d i v i d e d b y 1 0 5 0 e . l f o o f t h e m e r i d i o n a l ( z o n a l) m o i s t u r e t r a n s p o rt a l o n g 3 2 . 5 n ( 2 5 - 3 0 n) m a y s t e m fr o m t h e n o r t h - m i d d l e p a c i fi c a n d p r o p a g a t e s t o 1 0 0 0 e , b u t t h e p r o p a g a t i o n fr o m t h e n o r t h - w e s t p a c i f i c t o s o u t h e a s t e rn c h i n a h a s i m p o r ta n t i m p a c t o n t h e v i o l e n t l f o a n d i t s r e l a t i n g r a i n f a l l o v e r t h e r e g i o n . o v e r 1 1 0 0 - 1 2 0e , l f o o f m o i s t u r e t r a n s p o rt fl u x c o n v e r g e n c e s p r e a d s n o r t h w a r d f r o m t h e s o u t h c h in a s e a t o 4 0 0 n a n d i s a c c o m p a n i e d b y t h e n o r t h w a r d s h i ft o f t h e r a i n f a l l b e l t o v e r e a s t e rn c h i n a . v d u r i n g t h e m i d d l e a n d l a s t t e n - d a y o f j u n e i n 1 9 9 8 , h e a v y r a i n f a l l o c c u r s o v e r t h e m i d d l e a n d l o w e r r e a c h e s o f t h e y a n g t z e r i v e r h a s c l o s e a s s o c i a ti o n w i th t h e n o r th w a r d s h i ft o f t h e m o i s t u r e t r a n s p o rt l f o w i t h a n t i - c y c l o n i c c i r c u l a t i o n c e n t e re d o v e r t h e w e s t p a c i fi c - s c s a n d t h e c y c l o n i c o n e n o r th o f i t . s e v e re r a in f a l l o v e r t h e u p p e r re a c h e s o f t h e y a n g t z e d u r i n g t h e e n d o f j u n e a n d a u g u s t r e l a t e s t o t h e w e s t w a r d m o v e m e n t o f t h e m o i s t u r e t r a n s p o rt l f o w i t h a n t i - c y c lo n i c c i r c u l a t i o n a n d i t s w e s t p a rt s t a g n a t i n g o v e r t h e u p p e r re a c h e s o # t h e y a n g t z e . t h e l o w - fr e q u e n c y m o i s t u r e t r a n s p o rt fr o m t h e w e s t p a c i f i c v i a s c s d o e s c o n t r i b u ti o n t o t h e o c c u r r e n c e o f s e v e r e r a i n f a l l . f o r t h e h e a v y r a i n f a l l o v e r n o r th e a s t e rn c h i n a d u r i n g t h e fi r s t a n d m i d d l e t e n d a y o f j u l y a n d t h e f i r s t t e n d a y o f a u g u s t , i t i s a s s o c i a t e d w i t h t h e n o rt h w a r d p ro p a g a t i o n o f m o i s tu r e t r a n s p o rt l f o w i t h a n t i - c y c l o n i c c i r c u l a ti o n fr o m t h e w e s t p a c i fi c a n d i t s e n c o u n t e r w i t h t h e o n e f r o m t h e m i d d l e - h i g h l a t i tu d e s . i n a d d i ti o n , t h e m o i s t u r e t r a n s p o rt l f o fr o m t h e a r a b i a n s e a m a i n ly p r o p a g a t e e a s t w a r d t o 1 0 0 0 e , w h i c h d o e s l it t l e c o n t r i b u ti o n t o h e a v y r a i n f a l l o v e r c h in a d u r in g t h e w h o le s u m m e r . k e y wo r d s : s e v e re r a i n f a l l ; m o i s t u r e t r a n s p o rt ; m o i s t u r e s o u r c e ; l o w fr e q u e n c y o s c i l l a ti o n t 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. z 、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:, ? =s , 了 . 么 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: 兰 浑 一 . .a 可 s , 1 1 第一章绪 论 ， . ， 研究意义 水汽收支 和水份平衡以 及相连的 水资 源问 题一 直是全球气候系统中 动力、 热力 过程中的 一 个 重 要 过 程， 也 密 切 关 系 着 人 类 的 生 活 和生 产 活 动。 1 9 8 3 年p e ix o t o 和o o r tl 1把能 表 征 气 候状态的水圈 清晰地划分为大气水圈 和陆 地水圈两个分支， 并且强调指出， 对大气中 各种水 汽运动 场即水 循环的 大气分支的 研究有助于提高对全球水 循环的 认识， 是了 解大气环流动力 学 和地 气系统能 量的 一个重要方面。 对水汽运动 场的 透彻了 解更是研究地气系统水循环或水 份平衡的重要基础. 当 今世界气候研究计划中 ( w c r p ) 重要内 容 之一就是关于水文循环的 研究， 在 w c r p 下 专门 设 立了g lo b le e n e r g y a n d w a t e r v a p o u r e x p e ri m e n t ( g e w e x ) 研究 计 划对 此 加以 研究。 1 9 9 8 年在我国 进行的淮河流域能量和水分循环实 验( h u b e x ) 既属我国四 大科学试 验之一， 又是g e w e x 在亚洲季风区子计划g a m e s 的重要部分。 这些国内外实验的目的 在于增强对大气 一 陆地一 海洋一 生物圈这个藕合气候系统中 水文循环过程及其气候变化作用的了 解，以 便改 进 对气候系统中水文循环过程的描述。 在有关水汽收支的研究中， 造成降水的水汽输送源地通 常是气象学家们研究的重点问 题之一。 由此看来， 关于我国夏季强降水的水汽输送及其来源 的 研究是水文循环研究中的重要组成部分，是非常重要的研究课题。 季风是一个古老的 气候学概念， 通常指近地面层冬、 夏盛行风向 接近相反且气候特征迥 异的现象。作为世界上最大的大陆，亚洲是典型的季风区，具有世界上最明显的季风气候。 亚洲季 风系 统可 分为南 亚季 风和 东亚 季 风两 个子 系统 2 1 ; 而东 亚夏季 风又可 分为 南 海一 西 太 平洋夏季风和中国大陆东部一 日 本副热带夏季风两个相互独立又相互作用的东亚夏季风子系 统0 ) 。 我国 地处 东 亚 季风区， 在5 - 9 月 的 汛期间 ， 我国 大范围 的降 水 分 布、 降 水带 移 动以 及 早涝灾害很大程度上取决于季风的活动。 影响中国夏季降水的水汽输送气流主要有三支: 来 自 孟加拉湾、 南 海越赤道气流和来自 西太平洋的 水汽输送。 从 其源地来看， 这三支水汽输送 气流分别属于南亚季风、 东亚热带季风、 东亚副 热带季风系统。 因此， 关于我国区域暴雨的 水汽输送及其来源研究又属于季风研究的范畴，具有重要的学术意义。 季风活动的异常， 常常带来大范围的 暴雨、 早涝等重大天气灾害， 给国民 经济带来巨 大 的损失。1 9 9 3 年 6 - 8月我国的长江及其支流、 嫩江、松茬汀同时4 ; 1a . 了p e i i mi l l i * t!r . t o 第一章绪 论 ， . ， 研究意义 水汽收支 和水份平衡以 及相连的 水资 源问 题一 直是全球气候系统中 动力、 热力 过程中的 一 个 重 要 过 程， 也 密 切 关 系 着 人 类 的 生 活 和生 产 活 动。 1 9 8 3 年p e ix o t o 和o o r tl 1把能 表 征 气 候状态的水圈 清晰地划分为大气水圈 和陆 地水圈两个分支， 并且强调指出， 对大气中 各种水 汽运动 场即水 循环的 大气分支的 研究有助于提高对全球水 循环的 认识， 是了 解大气环流动力 学 和地 气系统能 量的 一个重要方面。 对水汽运动 场的 透彻了 解更是研究地气系统水循环或水 份平衡的重要基础. 当 今世界气候研究计划中 ( w c r p ) 重要内 容 之一就是关于水文循环的 研究， 在 w c r p 下 专门 设 立了g lo b le e n e r g y a n d w a t e r v a p o u r e x p e ri m e n t ( g e w e x ) 研究 计 划对 此 加以 研究。 1 9 9 8 年在我国 进行的淮河流域能量和水分循环实 验( h u b e x ) 既属我国四 大科学试 验之一， 又是g e w e x 在亚洲季风区子计划g a m e s 的重要部分。 这些国内外实验的目的 在于增强对大气 一 陆地一 海洋一 生物圈这个藕合气候系统中 水文循环过程及其气候变化作用的了 解，以 便改 进 对气候系统中水文循环过程的描述。 在有关水汽收支的研究中， 造成降水的水汽输送源地通 常是气象学家们研究的重点问 题之一。 由此看来， 关于我国夏季强降水的水汽输送及其来源 的 研究是水文循环研究中的重要组成部分，是非常重要的研究课题。 季风是一个古老的 气候学概念， 通常指近地面层冬、 夏盛行风向 接近相反且气候特征迥 异的现象。作为世界上最大的大陆，亚洲是典型的季风区，具有世界上最明显的季风气候。 亚洲季 风系 统可 分为南 亚季 风和 东亚 季 风两 个子 系统 2 1 ; 而东 亚夏季 风又可 分为 南 海一 西 太 平洋夏季风和中国大陆东部一 日 本副热带夏季风两个相互独立又相互作用的东亚夏季风子系 统0 ) 。 我国 地处 东 亚 季风区， 在5 - 9 月 的 汛期间 ， 我国 大范围 的降 水 分 布、 降 水带 移 动以 及 早涝灾害很大程度上取决于季风的活动。 影响中国夏季降水的水汽输送气流主要有三支: 来 自 孟加拉湾、 南 海越赤道气流和来自 西太平洋的 水汽输送。 从 其源地来看， 这三支水汽输送 气流分别属于南亚季风、 东亚热带季风、 东亚副 热带季风系统。 因此， 关于我国区域暴雨的 水汽输送及其来源研究又属于季风研究的范畴，具有重要的学术意义。 季风活动的异常， 常常带来大范围的 暴雨、 早涝等重大天气灾害， 给国民 经济带来巨 大 的损失。1 9 9 3 年 6 - 8月我国的长江及其支流、 嫩江、松茬汀同时4 ; 1a . 了p e i i mi l l i * t!r . t o 失非常 严重。 季风环流作为水汽输送的 重要载体， 通过影响和制约 大尺度水汽输送场的 分布 和水汽收支状况， 进而对季风区的降水产生影响。 因而， 从季风环流的角度出发研究我国长 江上游、 华北、 东北暴雨 ( 强降水) 的水汽输送来源为制作和改进旱涝预报提供了一条很重 要的途径，同时对于研究气候异常防灾减灾也有重大的意义。 综上所述， 对长江流域、 华北、 东北的夏季暴雨的 水汽输送来源及其可能的 大尺度机制 的研究， 有助于更深入地理解中国夏季降水机理及亚洲各季风系统的活动对中国夏季降水的 影响， 对进一步改善暴雨预报具有指导意义; 又有助于增强对亚洲季风区水文循环过程和气 候变化的了解: 同时对于我国的防灾减灾存在深远的经济意义和社会意义。 所以， 该研究是 非常必要的， 也是非常重要的。 本论文的主要目 的就在于针对夏季我国长江流域及北方的暴 雨探讨其水汽输送来源及其大尺度机制。 1 .2 东亚地区 水汽输送的研究进展 1 . 2 . 1 关于亚洲季风区水汽收支的研究概况 亚洲季风区水汽收支及水汽输送与我国天气气候变化有着密切的关系。 目前己有不少关 于 亚洲 季 风区 水 汽收 支方面的 研究。 早在2 0 世 纪5 0 年 代， 徐淑 英14 1高国 栋和 陆 渝蓉 5 1先 后作了中国大陆水份平衡各分量的计算和研究， 结果表明季风从海洋携带的水汽对于季风区 域中的水份平衡起着重要作用。 东亚季风和南亚季风作为亚洲季风系统中的两个相互独立的 子系 统， 具 有不同的 环 流 特征 其水 汽输送 特 征亦 有明 显的差 异。 黄 荣 辉 等14 1利用e c m w f 欧洲中 心1 9 8 0 - 工 9 8 9 年逐日 资料分析了 夏季东 亚季风区水汽输送特征并与南亚季风区 水汽输 送进行比 较， 指出东亚季风区的水汽输送以经向输送为主， 其水汽的 辐合主要是由 季风气流 所引 起的 水 汽平流 所 造成的 。 田 红 等 f n 利用1 9 5 8 - 1 9 9 8 年n c a r / n c e p 再 分析 逐日 资 料 研究 了冬、 夏季平均及年平均的纬 ( 经) 向 水汽通量的 经 ( 纬) 向 水汽输 送特征， 结果表明: 全 球纬向 水汽输送在南北半球中 高纬度由 西向东， 在低纬由 东向西， 分别与中 纬度西 风带 和热 带东 风 带一 致; 经向 输 送在夏 季由 南 半 球向 北 半球 输 送， 冬季则相反 。 吴国 雄fl y研究了、 9 7 9 年9 月一 1 9 8 4 年8 月间不同尺度的 大气运动对水汽输送和收支的贡献，发现热带行星波把水 汽从热带 输向 副热 带。 伊兰等 19 1 进一 步分 析了 定常 波 和瞬 变波在亚洲 季风区 大 气水 分循 环 中的作用， 并指出: 夏季定常涡动输送的经向 分量是水汽从热带输送到副热带的 主要机制， 而瞬 变 涡 动 输送的 经向 分 量则 是 把水 汽从副 热 带输 送到 中高 纬的主 要 机制。 乔云 亭 等阿 和 失非常 严重。 季风环流作为水汽输送的 重要载体， 通过影响和制约 大尺度水汽输送场的 分布 和水汽收支状况， 进而对季风区的降水产生影响。 因而， 从季风环流的角度出发研究我国长 江上游、 华北、 东北暴雨 ( 强降水) 的水汽输送来源为制作和改进旱涝预报提供了一条很重 要的途径，同时对于研究气候异常防灾减灾也有重大的意义。 综上所述， 对长江流域、 华北、 东北的夏季暴雨的 水汽输送来源及其可能的 大尺度机制 的研究， 有助于更深入地理解中国夏季降水机理及亚洲各季风系统的活动对中国夏季降水的 影响， 对进一步改善暴雨预报具有指导意义; 又有助于增强对亚洲季风区水文循环过程和气 候变化的了解: 同时对于我国的防灾减灾存在深远的经济意义和社会意义。 所以， 该研究是 非常必要的， 也是非常重要的。 本论文的主要目 的就在于针对夏季我国长江流域及北方的暴 雨探讨其水汽输送来源及其大尺度机制。 1 .2 东亚地区 水汽输送的研究进展 1 . 2 . 1 关于亚洲季风区水汽收支的研究概况 亚洲季风区水汽收支及水汽输送与我国天气气候变化有着密切的关系。 目前己有不少关 于 亚洲 季 风区 水 汽收 支方面的 研究。 早在2 0 世 纪5 0 年 代， 徐淑 英14 1高国 栋和 陆 渝蓉 5 1先 后作了中国大陆水份平衡各分量的计算和研究， 结果表明季风从海洋携带的水汽对于季风区 域中的水份平衡起着重要作用。 东亚季风和南亚季风作为亚洲季风系统中的两个相互独立的 子系 统， 具 有不同的 环 流 特征 其水 汽输送 特 征亦 有明 显的差 异。 黄 荣 辉 等14 1利用e c m w f 欧洲中 心1 9 8 0 - 工 9 8 9 年逐日 资料分析了 夏季东 亚季风区水汽输送特征并与南亚季风区 水汽输 送进行比 较， 指出东亚季风区的水汽输送以经向输送为主， 其水汽的 辐合主要是由 季风气流 所引 起的 水 汽平流 所 造成的 。 田 红 等 f n 利用1 9 5 8 - 1 9 9 8 年n c a r / n c e p 再 分析 逐日 资 料 研究 了冬、 夏季平均及年平均的纬 ( 经) 向 水汽通量的 经 ( 纬) 向 水汽输 送特征， 结果表明: 全 球纬向 水汽输送在南北半球中 高纬度由 西向东， 在低纬由 东向西， 分别与中 纬度西 风带 和热 带东 风 带一 致; 经向 输 送在夏 季由 南 半 球向 北 半球 输 送， 冬季则相反 。 吴国 雄fl y研究了、 9 7 9 年9 月一 1 9 8 4 年8 月间不同尺度的 大气运动对水汽输送和收支的贡献，发现热带行星波把水 汽从热带 输向 副热 带。 伊兰等 19 1 进一 步分 析了 定常 波 和瞬 变波在亚洲 季风区 大 气水 分循 环 中的作用， 并指出: 夏季定常涡动输送的经向 分量是水汽从热带输送到副热带的 主要机制， 而瞬 变 涡 动 输送的 经向 分 量则 是 把水 汽从副 热 带输 送到 中高 纬的主 要 机制。 乔云 亭 等阿 和 失非常 严重。 季风环流作为水汽输送的 重要载体， 通过影响和制约 大尺度水汽输送场的 分布 和水汽收支状况， 进而对季风区的降水产生影响。 因而， 从季风环流的角度出发研究我国长 江上游、 华北、 东北暴雨 ( 强降水) 的水汽输送来源为制作和改进旱涝预报提供了一条很重 要的途径，同时对于研究气候异常防灾减灾也有重大的意义。 综上所述， 对长江流域、 华北、 东北的夏季暴雨的 水汽输送来源及其可能的 大尺度机制 的研究， 有助于更深入地理解中国夏季降水机理及亚洲各季风系统的活动对中国夏季降水的 影响， 对进一步改善暴雨预报具有指导意义; 又有助于增强对亚洲季风区水文循环过程和气 候变化的了解: 同时对于我国的防灾减灾存在深远的经济意义和社会意义。 所以， 该研究是 非常必要的， 也是非常重要的。 本论文的主要目 的就在于针对夏季我国长江流域及北方的暴 雨探讨其水汽输送来源及其大尺度机制。 1 .2 东亚地区 水汽输送的研究进展 1 . 2 . 1 关于亚洲季风区水汽收支的研究概况 亚洲季风区水汽收支及水汽输送与我国天气气候变化有着密切的关系。 目前己有不少关 于 亚洲 季 风区 水 汽收 支方面的 研究。 早在2 0 世 纪5 0 年 代， 徐淑 英14 1高国 栋和 陆 渝蓉 5 1先 后作了中国大陆水份平衡各分量的计算和研究， 结果表明季风从海洋携带的水汽对于季风区 域中的水份平衡起着重要作用。 东亚季风和南亚季风作为亚洲季风系统中的两个相互独立的 子系 统， 具 有不同的 环 流 特征 其水 汽输送 特 征亦 有明 显的差 异。 黄 荣 辉 等14 1利用e c m w f 欧洲中 心1 9 8 0 - 工 9 8 9 年逐日 资料分析了 夏季东 亚季风区水汽输送特征并与南亚季风区 水汽输 送进行比 较， 指出东亚季风区的水汽输送以经向输送为主， 其水汽的 辐合主要是由 季风气流 所引 起的 水 汽平流 所 造成的 。 田 红 等 f n 利用1 9 5 8 - 1 9 9 8 年n c a r / n c e p 再 分析 逐日 资 料 研究 了冬、 夏季平均及年平均的纬 ( 经) 向 水汽通量的 经 ( 纬) 向 水汽输 送特征， 结果表明: 全 球纬向 水汽输送在南北半球中 高纬度由 西向东， 在低纬由 东向西， 分别与中 纬度西 风带 和热 带东 风 带一 致; 经向 输 送在夏 季由 南 半 球向 北 半球 输 送， 冬季则相反 。 吴国 雄fl y研究了、 9 7 9 年9 月一 1 9 8 4 年8 月间不同尺度的 大气运动对水汽输送和收支的贡献，发现热带行星波把水 汽从热带 输向 副热 带。 伊兰等 19 1 进一 步分 析了 定常 波 和瞬 变波在亚洲 季风区 大 气水 分循 环 中的作用， 并指出: 夏季定常涡动输送的经向 分量是水汽从热带输送到副热带的 主要机制， 而瞬 变 涡 动 输送的 经向 分 量则 是 把水 汽从副 热 带输 送到 中高 纬的主 要 机制。 乔云 亭 等阿 和 周 长艳 等1 1 关 于亚 澳 季 风区 水 汽收 支 及输 送的 研究 结 果表明 : 夏季南半 球澳大 利亚季 风区 和 南印度洋是水汽源，其水汽通过1 1 0 - 1 3 5 e 之间、8 0 0 e附近及4 0 - 5 0 0 e之间的三支越赤 道水汽输送通道输送到亚洲季风区， 亚洲季风区是水汽汇。 对于亚洲季风区的水汽收支， 周 军 等 12 则认为1 9 9 4 年8 月 西太 平洋1 2 0 - 1 3 3 0 e 和孟 加 拉湾 是水 汽气 候 源区， 而南 海 不是水 汽源而是水汽汇。 以上主要讨论了亚洲季风区经纬向水汽输送的气候特征和季节平均、年平均的定长波、 瞬变波水汽输送的气候特征，并进一步讨论了亚洲季风区/ 亚澳季风区水汽收支的源与汇， 但关于水汽的源区与汇区并没有一致的结论。 1 .2 .2 关于中国大陆降水的水汽输送的研究概况 自1 9 3 4 年 竺可 祯 11 3 研究中 国 大陆 夏季 风与 我国 早涝的 关系以 来。 许多 学 者从季 风 环流 的角度出发对我国大陆降水的水汽输送进行了大量的研究，并得出了许多有意义的结论。 关 于我国 华 南地区 降 水的 水 汽输 送， 陈 世训、 高 绍 风 和 杨 裕1 e - 1 5 1首 先研究了1 9 7 9 - 1 9 8 1 年5 - 6 月我国 华南的 水汽来源， 结果 表明 其水汽并非直接来自 印 度季风区， 而是主要来自 南 海大水汽含量区。 此后， 许多学者集中 对于 1 9 9 4 年的 华南暴雨作了 研究。陈中一、 杨信杰 16 分析了1 9 9 4 年6 , 7 月 华南 暴雨的 大 尺 度水 汽输 送， 指出印 度 季风和自 赤 道( 9 0 - 1 0 5 0 e ) 由西南向东北的越赤道气流是该年暴雨主要的两支水汽输送带。 7月份的过程中还存在一 支副 高 南 侧的 偏东 气 流的 水 汽输 送带。 吕 梅等171 分析了印 度季 风 和东亚 季 风对该 年华南 暴雨 的作用，指出该年夏季 1 0 0 0 e 附近的越赤道气流的异常强盛决定了 东亚热带季风的强度， 而东 亚 热带季 风的 异常 变 化 对华 南 暴雨 起 着重 要作用。 史 学丽 等18 的 研究 也 表明 : 南 海夏 季 风的加强期与华南强暴雨过程相对应， 强劲的季风气流向暴雨区输送水汽。 总的来说，以上 研究较一致地认为东亚热带季风将越赤道气流的水汽输送到华南地区是华南降 水的主要水 汽来源。 迄今讨论最多的 是东部地区( 长江中 下游及其以 南地区) 的 水汽输 送及其来源。 沈如桂 等1 1 9 、罗绍 华2 0 在 1 9 8 0 ， 首 先对此问 题进行了 研究，他们关于我国 东部地区 夏季水 汽输 送的 研究结果表明来自 孟加拉湾的水汽输送 ( b 1 3 w) 并不是该地区降水的最主要的水汽来 源。 与此相一 致的是，郭其蕴和王