科研进展 | 我国西南雨季开始日期及相关大气环流响

文摘   科学   2024-11-04 11:26   北京  

我国西南地区拥有复杂多样的地形地貌、气候水热条件及特殊的地质特征,气候类型总体属于亚热带季风气候,降水具有明显的干湿季节之分。西南地区雨季(5 - 10月)降水量约占全年总降水量的80% ,雨季开始日期呈现出明显的年际变化特征,每当雨季开始日期推迟时,西南地区在春末夏初往往降水不足。近几十年来,在全球变暖的背景下,西南地区经常发生严重干旱,而干旱风险最高的时期通常出现在雨季开始前的春季。因此,深入分析西南雨季开始日期的时空演变特征,并探究其可能的影响机制,有利于提高该地区旱涝灾害的监测和预测能力,为农作物栽种和相关政府决策提供有力的气象服务保障。

国家气候中心气候研究开放实验室李清泉研究员(通讯作者)与其硕士研究生吴春雨(第一作者)基于降水观测资料和大气再分析资料,研究了西南地区雨季开始日期的时空分布特征以及雨季开始日期前后的环流发展特征,并进一步揭示了西南雨季开始日期前的关键环流转折期。相关研究成果已发表在国际期刊Atmospheric Research上。

究表明,影响西南地区雨季开始日期的关键环流系统在雨季开始前10天左右进入快速转换期。随着西风急流中心南移,南亚高压加强北抬,西南地区对流层中上层出现异常辐散运动。与此同时,对流层中下部印缅槽逐渐加深,该低压槽前的西南风气流对西南地区的影响较为明显。此外,索马里越赤道气流对西南地区的雨季开始也提供了有利的水汽条件。上述关键环流系统的快速转换将为西南地区带来强烈的上升运动、水汽积累和冷暖空气交汇,西南地区雨季开始。进一步研究发现,5月5 日- 25日的大气环流条件对西南雨季的提前或推迟至关重要。在此期间,西南地区对流层中高层出现位势高度纬向偶极子模态,中低层则表现为位势高度经向偶极子模态。这种异常模态有利于西风急流南移,印缅槽加深,并最终导致西南雨季提前爆发。西南地区上空的偶极子异常环流模态能够解释西南雨季开始日期近40%的年际变率

图1(a)1961-2021年西南地区雨季开始日期(mm:dd)和(b)标准差(天)的平均值,(c)雨季开始日期(左纵轴)及其标准化值(右纵轴)的时间序列(去除长期趋势)

2  1961-202155-25日西南雨季开始日期偏早年与偏晚年合成的(a200hPah、(b500hPa、(c850hPa位势高度(填色,gpm)和风场(箭头,m/s)。a)紫(蓝)色等值线为偏早年(偏晚年)30 m/s,(b)紫色等值线为通过95%置信度检验的垂直速度(m/s)。白色打点表示超过95%置信度检验,箭头只显示通过95%置信度检验的风场,绿色实线表示中国西南地区

该研究由中国气象科学研究院硕士生吴春雨和国家气候中心气候研究开放实验室李清泉研究员等合作完成,得到国家重点研发计划(2022YFE0136000) 和国家自然科学基金(U2242207). 等项目的共同资助。

【引文信息】

Wu CY, Li QQ, Dong LL. et al. 2024. Rainy season onset date in Southwest China and the related atmospheric circulations. Atmospheric Research, 298: 107127. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2023.107127

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