夏季干旱模式影响下游长江流域及其与大气环流的关系之前和之后的1980年

文摘

三个夏天干旱模式长江流域的下游(MLRYRB)及其相关的大气环流进行了1980年之前和之后。整个水槽广泛的干旱模式在1961 - 1979年期间,异常高的山脊在日本封锁了北流从西伯利亚到中国南部。此外,西太平洋副热带高压(副高)低于正常,向东转移。南方北方干旱和洪水模式在1961 - 1979年期间,纬向环流是直接和一个异常反气旋环流是位于日本。少水分被送往中国南部与副高减弱。在1980 - 2013年期间,WPSH扩展西部和南部MLRYRB控制,和一个异常气旋环流是集中在日本。南方洪水和北部干旱模式在1961 - 1979年期间,经向环流是显而易见的,WPSH低于正常。异常西南水分运输似乎中国南方。然而,在1980 - 2013年中国北方大陆高压的影响。WPSH向东转移和异常向东北的水分运输在中国东部。

1。介绍

近年来,极端天气和气候事件增加的数量和强度在世界的许多地方1,2]。干旱已成为最复杂的与气候有关的灾害之一(3- - - - - -5],严重影响农业、水资源、经济、和社会。干旱的持续时间和发生显示越来越倾向与全球变暖(6,7],它已经被别人质疑(8,9]。尽管最近的趋势的不确定性,它被广泛接受,干旱发生可能是增加了一个没那么强烈的水文循环下气候变化(10,11]。水文循环强度定义为全球平均降水强度的增加意味着增加降水,因此径流增加。水文循环的反应变暖是更少的降雨,导致更强烈的干旱(12]。给定的概率增加干旱,提高检测和预测的干旱出现是至关重要的。多的努力也被检测大气环流和干旱发生在不同地区之间的关系(13,14]。研究者们调查了大气环流模式的角色,比如北大西洋涛动和东部大西洋/俄罗斯西部模式(15,16]。

干旱的变化在中国,特别是地区干旱,吸引了更多的注意力从气象学家(17- - - - - -19]。长江流域的下游(MLRYRB)有一个人口众多,是全国的经济中心的意义。都花费了大量的精力来确定降水的变化/干旱在MLRYRB [20.,21]。具体地说,众所周知,太平洋盆地海表面温度(SST)经历了一个巨大的气候变化在1970年代末(22,23]。龚和何24)表示,在长江流域夏季降水变化在1970年代末与扩大和加剧了西太平洋副热带高压(副高)。自1970年代末以来,WPSH向西扩展,导致过多的降雨的中下游长江流域和华北降雨量不足25]。夏季干旱模式相关的向西转移WPSH在1970年代末仍然悬而未决。一些统计分析调查了夏季干旱/降水及其对应的大气环流模式。王等人。266 - 7)表示,三大模式的降水在整个Jiang-Huai Jiang-Huai盆地的盆地模式,南北对称模式,东西对称模式为1958 - 1999,并使用综合分析调查相应的大气环流。然而,气候变化的影响在1970年代末对大气环流的影响没有考虑。最近的研究(27- - - - - -29日)表明,自1970年代末以来气候变化导致了重大的大气环流变化在全球各个地区,包括东亚。尽管上述研究已经调查了大气环流与气候变化相关的差异在1970年代末或干旱/ MLRYRB或整个中国东部降水模式,作者的知识没有最近的研究处理MLRYRB夏季干旱模式之间的联系,1970年代末,前后的大气环流。鉴于上述研究空白,有必要考虑气候变化的影响在1970年代末在大规模的大气环流试图调查夏季干旱MLRYRB及其相关的大气环流。

一般来说,气象干旱的特点是月的年降水量不足,表明控制干旱降水是主要因素。WPSH和南亚(SAH)高,这两名东亚夏季季风系统循环,有助于中国夏季降水分布(30.,31日]。副高的季节变化密切相关的发病和退出东亚夏季季风,突然向北运动WPSH是伴随着突然变化的循环模式在东亚(32]。自从WPSH向西延伸,低水平的异常反气旋占据了东亚和它的海岸;因此,高于正常季风西南,起源于中国南海(SCS)和西太平洋,在中国东部的土地。与一个大距离WPSH东北撤退,强从孟加拉湾西南水分SCS-Philippine海上运输,导致弱向中国东部湿润季风流(33]。此外,夏季降水MLRYRB也密切相关,鄂霍次克海高脊在夏天34]。道和徐35)指出,由于westward-extended WPSH占据了欧洲大陆或由于出现孤立的大陆副热带高压中心,长江和淮河流域容易遭受持续干旱。的水分运输MLRYRB与东亚夏季风的前进和后退36]。Zhang et al。37]表明,东亚夏季风强度的减少和增加位势高度(加仑小时)在北中国,南海和西太平洋区域是消极与向北传播的水蒸气,MLRYRB支持更多的降水。大气环流和降水之间的关系/干旱MLRYRB吸引了大量讨论,但它仍然是一个有争议的问题。上述研究表明,干旱/沉淀MLRYRB呈现明显的变化和大气环流密切相关;然而,由于干旱的时间尺度是不同的降水,本文主要探讨夏季干旱MLRYRB及其相关的大气环流模式。

本文考虑气候变化的影响在1970年代末在大规模的大气环流和关注的三个夏天干旱模式MLRYRB标准化降水指数(SPI)的特征及其与大规模的大气环流。尽管气候变化changepoint是一个有争议的问题,似乎普遍认为,气候变化的changepoint发生在1976/1977或1978/1979 (38- - - - - -40]。因此,我们单独的整个时期1961 - 2013到1961 - 1979和1980 - 2013年,我们主要调查之间的联系三个夏季干旱MLRYRB和大气环流模式选择的时间段。本文的主要目标是()来描述在MLRYRB气象干旱变化的主要模式;()确定之间的关系在MLRYRB干旱变化的主要模式和大规模的1961 - 1979和1980 - 2013年大气环流,分别;和()调查相似/不同的大气环流所选典型干旱年对应夏季干旱MLRYRB的模式。之间的相关分析提供了一个更详细的链接夏季干旱的MLRYRB和大规模的大气环流模式。

本文的其余部分组织如下。部分2描述了数据集,在这项研究中使用的方法。部分3描述了夏季干旱MLRYRB可变性。节3,我们也确定之间的关系在MLRYRB夏季干旱变化的主要模式和大气环流在1961 - 1979和1980 - 2013年,分别。我们研究的相似/不同大气环流所选典型干旱年夏季干旱模式对应的MLRYRB部分4。提出了本研究的结论和讨论部分5。

2。数据和方法

提供月度加仑小时数据在1961 - 2013年由美国国家环境预测中心和国家大气研究中心(NCEP / NCAR),水平分辨率(41]。月度降水数据在1961 - 2013年在353个车站MLRYRB是由中国气象局国家气象信息中心的标准化降水指数(SPI)干旱监测和量化计算。我们的研究领域是MLRYRB,包括湖北、湖南、安徽、江苏、江西、上海和浙江两省,以及(图1)。主要研究期间是1961 - 2013。夏天的意思指的是平均6月,7月和8月,及其异常的气候学计算相对于1971 - 2000。

SPI是气象干旱指数由麦基et al。42在多个时间尺度)定量降水赤字。长期降水数据是配备了一个伽马分布,和不同时间尺度的降水记录的累积概率计算。SPI的价值可以通过翻译的累积概率为零的标准正态随机变量的均值和方差。由于SPI是计算在不同时间尺度(从1到个月),它可用于量化不同类型的干旱事件。SPI只取决于降水和消除地形的影响;因此,它也可以用于不同地区(43- - - - - -45]。可以用来描述SPI地区气象、农业、水文干旱条件,适用于干燥和雨季(46]。帕尔默干旱强度指数(PDSI)是一个水文干旱指数,基于降水和潜在蒸发结合一个简单的土壤水分(常规47]。PDSI的主要缺点是,它有固定的时间尺度但是很难应用在不同的地区。标准化Precipitation-Evapotranspiration指数(SPEI)考虑降水和蒸散,可以计算从1到48个月时间尺度(48]。SPEI作为SPI制定遵循同样的统计方法;但它是气候水平衡的基础上,定义为降水-潜在蒸散(49]。通过计算累积气候水平衡赤字,SPEI也可能提供有关土壤水分和水文干旱的信息。然而,我们关注气象干旱和不考虑大气环流对潜在蒸散的影响。因此,SPEI不是本文中使用。特别是,SPI只关注降水和可以应用在不同的地区。另外,SPI可以适当监测和量化干旱在一个更简单的方法。积极的SPI值表明湿条件,而负面SPI值表明干旱。在本文中,一个三个月的时间尺度SPI的8月(SPI3;以后)是用于夏季干旱和数量意味着我们考虑这个问题的计算,在默认情况下,以及6月和7月的降水。

经验正交函数(EOF)分解技术与成员被正交方差。EOF模式形成最有效的基本设置给定数据集的方差分解,和EOF分解是一种有效的方法来研究时间序列的时空变异性。然而,与干旱相关的空间结构模式不同事件的事件,所以个人EOF模式无法解释所有的方差在一定的现象。因为观察现象并没有严格正交的,许多作者旋转EOF模式试图提取更多的信号与个人相关的现象。然而,旋转并不产生新的信号(50]。旋转经验正交函数技术被应用到原始SPI3从1961年到2013年在353个车站MLYRYB,并取得了类似的结果。我们稍微改变了EOF分析(如规定的领域。,109 - 122°E, 25 - 35°N]也获得类似的结果。因此,目前的结果是不敏感的域或分解方法的选择。

移动以及(MTT)是用来检测突然changepoints MLRYRB夏季干旱的年代际变化模式。例如,如果突然changepoint肝癌和时间序列检测的是1991,这意味着它的变化发生在1990/1991。突然changepoint时间序列,MTT九年制移动窗口,发现是今年最具统计学意义,在99%置信水平具有重要意义。此外,加仑小时数据删除的线性趋势使用线性最小二乘回归。Mann-Kendall(可)趋势检验是用来量化统计意义的趋势51,52,相关系数的统计显著性是评估使用双尾学生的90%置信水平以及。

3所示。夏季干旱模式及其与大气环流的关系的时期1961 - 1979和1980 - 2013

3.1。三个夏天干旱模式

EOF的技术应用于原始SPI3从1961年到2013年在353个车站MLRYRB。前两个主要EOF模式占总方差的24%和17%,分别通过北的显著性检验53]。第三EOF模式,它仅占总体8.5%,不通过朝鲜的显著性检验。尽管第四EOF模式通过了显著性检验,它只占总方差的7.2%。事实上,前两个EOF模式可以捕捉在MLRYRB夏季干旱的特点;因此,本文不考虑其他EOF模式。第一个EOF模式的特点是在整个地区(图同步变化2(一个))。我们称这种模式为整个流域干旱阶段模式(WBWD)或整个流域洪水阶段模式。第二个EOF模式显示了不同相的模式之间的北部和南部地区大约30°N(图2 (b))。在这里,我们将这种模式称为南部干旱和洪水模式(SDNF)北部或南部洪水和干旱的北部(SFND)。两个EOF模式都与先前的研究一致调查王et al。26]。基于上述两个EOF SPI3模式,夏季干旱MLRYRB可以表现为三个分布模式:WBWD模式指整个MLRYRB的干旱状况;SDNF模式指的干旱发生在南部的MLRYRB伴随着湿MLRYRB北部的条件;和SFND模式这表明湿条件的南部与干旱的北部MLRYRB MLRYRB。

电脑(以下称为PC1和PC2)是由相应的标准差(归一化数据3(一个)和3 (b))。PC1表明下降趋势使用最小二乘线性回归统计方法。PC1意义重大的趋势在95%置信水平根据可测试的趋势。结果表明,更多的区域性干旱事件发生在1961 - 1979年期间,和更多的区域性洪水期间出现1980 - 2013(图3(一个))。SPI3的PC2显示明显的年代际变化。年代际变化的changepoints PC2系数时间序列检测到麻省理工是1991和2002(图3 (c))。SDNF模式可能发生的时期1961 - 1991和2003 - 2013年,而SFND模式多为1992 - 2002年期间可能发生。特别是,PC1 SPI3没有重大changepoints(图3 (c))。

在这项研究中,我们考虑到气候变化的影响在1970年代末对大气环流及其与三个夏季干旱模式。特别是太平洋年代际振荡(PDO)阶段也改变从酷温暖在1970年代末。钱等。54]研究十年中国东部夏季干旱及其链接PDO和大西洋数十年震荡(AMO)。确定夏季干旱的关系模式在MLRYRB夏天PDO和AMO,我们调查的相关系数pc PDO的夏天时间序列和AMO时期1961 - 2013,1961 - 1979,1980 - 2013(表1)。系数负相关的PC1时间序列PDO的夏天时间序列(,显著水平为90%)和AMO的夏天时间序列(,显著水平为95%)1961 - 2013。然而,PC1并不显著相关的时间序列与夏天PDO和AMO 1961 - 1979和1980 - 2013。PC2并不显著相关的时间序列与夏季PDO和AMO 1961 - 2013, 1961 - 1979, 1980 - 2013。这些结果表明,夏季AMO, PDO与MLRYRB长期干湿变化相关联。

WBWD年,如果其PC1大于1.0以及绝对PC2,它被列为第一EOF正相模式。SDNF年,如果其PC2大于1.0以及绝对PC1,它被列为第二EOF正相模式。SFND年,如果其PC2小于−1.0和绝对PC2大于绝对PC1,它被列为第二EOF的负相模式。WBWD年是1961,1966,1967,1968,1972,1978,1985。SDNF年是1963,1965,1971,1991,2003,2005。SFND年是1973,1976,1994,1997,2001,2003。PC1和PC2值作为每年的散点图,如图所示3 (d),WBWD年红色,彩色SDNF年蓝色,SFND年绿色。进一步确定是否有明显的变化之间的关系夏季干旱模式MLRYRB和大气环流的时期1961 - 1979和1980 - 2013年,我们选择了四个最强WBWD,四个最强SDNF,四年最强SFND(表2)。具体来说,我们选择了两个最强SDNF (SFND)年1961 - 1979和1980 - 2013年期间,分别。六年七WBWD以来发生在1980年之前,我们选择了四个最强WBWD年只在1961 - 1979年期间。

图4比较的空间分布选择典型干旱年SPI3对应三个夏季干旱MLRYRB的模式。整个MLRYRB区域性干旱发生在1966年,1967年,1972年和1978年。1963年、1965年、1991年和2003年,干旱发生在南部的部分MLRYRB伴随着洪水MLRYRB北部的部分。然而,1973年,1976年,1994年和2002年,南部的洪水普遍MLRYRB部分MLRYRB北部的干旱。特别是SPI3分布选择典型干旱年可以反映三个夏季干旱的特征模式MLRYRB,表明上述标准是合理的,虽然强度和空间扩展的干旱地区差异在四个典型干旱年对应的三个夏天干旱模式。

3.2。夏季干旱的关系模式和夏季大气环流在两个时期

夏季降水沿MLRYRB美玉的产品方面,准稳,是一个相互作用的特征温暖,潮湿的风从热带和干燥,寒冷的气流来自北方(55]。副高西北部边缘传输大量的水蒸气进入东亚(56),以500 hPa的水平。此外,200 hPa加仑小时字段可以捕获矮秆、纬度的经向环流的特点。作为一个著名的亚洲夏季季风系统的组件,长官可以大大影响天气和气候在亚太地区(57]。上层大气,东(西)的延伸SAH密切结合的异常反气旋(气旋)循环集中在亚热带亚洲(58]。200 hPa的长官在级别定义。在本节中,夏季干旱的关系模式和夏季大气环流分析了1961 - 1979和1980 - 2013年的相关地图前两个人电脑之间SPI3和500 hPa和200 hPa加仑小时字段。

图5显示了前两个电脑地图之间的相关性系数时间序列和500年夏季hPa加仑小时1961 - 1979和1980 - 2013年期间,分别。PC1时间序列之间的关联映射系数和1961 - 1979年期间500年夏季hPa加仑小时显示明显的负相关性在鄂霍次克海和亚热带太平洋西部黄海以及正相关性,但正相关系数较小的地区比其他两个区域(图5(一个))。这些表明WBWD模式受到负面异常在鄂霍次克海和积极的异常在黄海和弱于正常WPSH期间1961 - 1979。PC2时间序列之间的关联映射系数和夏季500 hPa加仑小时1961 - 1979提供了一个相关领域的波动模式在西海岸的不列颠群岛(显著负相关性)和黑海(显著正相关性)和西方中亚(显著负相关性),以及显著的正相关性在俄罗斯北部海岸(图5 (b))。SDNF (SFND)模式在1961 - 1979年期间MLRYRB与正(负)异常密切相关的波列在俄罗斯北部海岸和500 hPa加仑小时异常,与负(正)异常在西海岸的不列颠群岛和西方中亚(70°E, 60°N)和在黑海正(负)异常。在1980 - 2013年期间,相关系数PC2时间序列之间的映射和500年夏季hPa加仑小时还显示一个波结构,与正相关性在冰岛海岸和乌拉尔地区的北部和东部在北欧的负相关性。也显示了波在东亚模式从南到北,与正相关性在中国南部和东北部俄罗斯和负相关性在中国北方,这意味着一个异常反气旋(气旋)在中国南方伴随着一个异常气旋(反气旋)在中国北方与SDNF在1980 - 2013 (SFND)模式。

1961 - 1979年,PC1系数时间序列与夏季加仑小时呈正相关领域在200 hPa在中国北方,在90%置信水平(图6(一))。PC2和夏天之间的关联图200 hPa加仑小时类似于相关的地图500 hPa加仑小时但在俄罗斯北部海岸的相关系数较小的时期1961 - 1979(图6 (b))。1980 - 2013年,相关PC2之间的映射和200年夏季hPa加仑小时显示波模式,显著的正相关性,冰岛和乌拉尔地区的北部和北欧上空的负相关性。它还提出了一种波模式在亚洲东部,与显著的正相关性在中国南部和东北部俄罗斯和在中国北部(图负相关性6 (c))。相关地图之间的个人电脑和200年夏季hPa加仑小时1961 - 1979和1980 - 2013年期间,类似于相应的相关的地图500 hPa加仑小时。

4所示。三个夏季干旱的大气环流特征的模式

为了更好地理解之间的联系夏季干旱MLRYRB和大气环流模式,相对应的相似之处的大气环流的三个夏天干旱模式MLRYRB(见表2)在1961 - 1979和1980 - 2013所示和讨论。也相对应的大气环流差异之间的三个夏天干旱模式时期1961 - 1979和1980 - 2013。

4.1。整个流域干旱(WBWD)模式阶段

500年夏季hPa加仑小时异常显示波模式从低到高纬度地区在亚洲东部,与负异常亚热带太平洋西部和鄂霍次克海和积极的异常从日本东部转向西北太平洋,在四个典型WBWD年(图7)。500年的波列hPa加仑小时异常与MLRYRB的WBWD模式密切相关,符合PC1之间的相关性和夏季的波动模式500 hPa加仑小时1961 - 1979(图5(一个))。在典型WBWD四年,WPSH低于正常,位于进一步向东,削弱了南风水汽运输从中国南部的西北旁边。然而,有一个负异常中心在俄罗斯北部1966年(图7(一)1967年)和一个中心积极的异常(图7 (b))。还请注意,有明显的正的异常在欧洲1972年(图7 (c))和负异常集中在欧亚大陆西部1978年(图7 (d))。这些结构性差异典型WBWD四年可能引起不同的干旱强度在同一MLRYRB次区域。

图8礼物的垂直整合的水蒸气运输异常的典型干旱年WBWD模式。1966年(图8(一个)),异常东风水蒸气运输从西太平洋热带地区扩大到阿拉伯海,导致低于正常西南水分运输从印度洋到中国东部。异常西南水汽运输占据着中国中部和东北部。这些事件引起了南风水汽运输MLRYRB赤字。1967年(图8 (b)),向南运输在中国东部是削弱了丰富的水分从印度洋运输向东向北西太平洋而不是中国东部,伴随着异常西风在热带太平洋西部运输。1972年(图8 (c)),异常向东北的水蒸气运输占据中国东南部和低于正常运输引起的,因为一个异常气旋的水分循环中国东部的沿岸和异常西风水分运输从孟加拉湾到热带太平洋。1978年(图8 (d)),一个异常气旋水分循环扩展从西部亚热带太平洋SCS,异常反气旋的水分循环大约35°N,导致水蒸气MLRYRB赤字。

调查对流层上部辐合大气环流的影响,尤其是长官,长官和夏天WBWD模式,加仑小时异常在200 hPa典型WBWD四年进行了分析。图9演示了一个正200 hPa加仑小时异常中心在中国北方典型WBWD四年,这表明SAH略向北转移。PC1之间的显著正相关性,200年夏天hPa加仑小时在中国北部(图6(一))对应于200年夏季的积极异常hPa加仑小时在四个典型WBWD年(图9)。尤其是东部的SAH比正常和异常较弱的隐藏式西1966年(图9(一个)),但它是比正常和扩展向东1967年(图9 (b))。1972年SAH显著低于正常(图9 (c)),而在1978年,SAH强于正常跨越西(图9 (d))。注意,200年夏天hPa加仑小时字段相对应的四种典型的WBWD年类似500 hPa加仑小时。

水蒸气运输与大气环流变化密切相关,和东亚夏季风大大大气低层副高控制的(30.]。WBWD模式在1961 - 1979年期间,WPSH较弱,向东转移。这个异常环流模式削弱了水蒸气运输从SCS沿着副高西北部的侧面。在高层大气中,长官向北移。中国南方-加仑小时异常/显示更强的收敛。这有利于低层大气的强散度,负责MLRYRB干旱。它还应该强调,南风水汽散度导致整个流域的干旱。典型的WBWD四年,500 hPa大气环流模式(200 hPa)水平显著相似的地区的相关系数PC1和夏季加仑小时字段在1961 - 1979年期间非常重要。

4.2。南方北方干旱和洪水(SDNF)模式

数据10 ()和10 (b)显示积极的异常夏天加仑小时500 hPa水平在北极和大面积的负异常集中在不列颠群岛和中国西北/俄罗斯东部(90°E, 45°N)向东扩展在俄罗斯西部和东部亚洲,1963年和1965年,这意味着极地漩涡是弱于正常和西风环流是直的。因此,弱于正常的极地涡流和直纬向环流削弱了南下,北方的冷流在1963年和1965年。同时,WPSH显著低于正常,位于进一步向东。在1963年和1965年的大气环流模式相似的地区高PC2之间的相关性和夏天加仑小时在1961 - 1979年期间500 hPa(图5 (b))。数据10 (c)和10 (d)显示积极的异常在西太平洋和俄罗斯东北部和消极的在1991年和2003年西北太平洋异常。此外,有一个波列500 hPa加仑小时异常表现为正异常集中在格陵兰岛和俄罗斯北部(85°E, 60°N)和负异常集中在俄罗斯西部(40°E, 55°N)。然而,加仑小时异常的波列500 hPa在1991年与2003年相比显著减弱。500 hPa加仑小时异常的结构差异在1991年和2003年之间可能产生不同的强度和位置MLRYRB干旱。

异常反气旋环流是海岸线开发四个典型的东亚SDNF年(图11)。但是,它将在1963年和1965年在东北,对1991年和2003年。在1963年和1965年(数字(11日)和11 (b)),这个异常环流向东北水蒸气运输受益于西太平洋到日本,削弱南风水汽运输在中国南部。此外,南风水汽运输时削弱了孟加拉湾的水汽是流水对热带太平洋西部,与异常西风运输SCS和热带太平洋西部。这种循环模式提高了水分赤字在中国南部,包括MLRYRB的南部。在1991年和2003年(数字11 (c)和11 (d)),一个在西太平洋反气旋环流异常偏西中国东南部,有利于水分运输从亚热带太平洋北部向北中国。与此同时,一个异常气旋环流中心在日本冷水蒸气来自高纬度地区受益。

长官是在1963年和1965年异常弱于正常(数字12(一个)和12 (b))。波列模式200年夏天hPa加仑小时异常表现为负异常在不列颠群岛和中亚和正异常在欧洲东南部1963年比1965年更强。地区的环流异常高PC2之间的相关性和200年夏季hPa加仑小时在1961 - 1979(图6 (b))类似于1963年和1965年。SAH显著高于正常,还有积极的异常在中国南部和东北部俄罗斯对中国北方和负异常/日本东部沿海地区在1991年和2003年(数字12 (c)和12 (d))。200年夏季hPa加仑小时异常模式对1991年和2003年被广泛相似,特别是在地区之间的相关系数PC2和夏季200 hPa在1980 - 2013加仑小时是重要的。

SDNF模式,夏季大气环流模式选择的典型年500 hPa (200 hPa)水平相当的时期1961 - 1979和1980 - 2013年,分别。1963年和1965年,直西风环流和削弱了极地漩涡挡住了从高纬度冷流,削弱向南扩张的冷流从高纬度地区到中国南方。WPSH低于正常,抑制南风水分运输从中国南部的西太平洋。温暖的水蒸气从SCS运往中国北方,与中国北方寒冷的气流汇合,包括北部MLRYRB的一部分。在高层大气中,长官是弱于正常。积极的加仑小时异常在中国北方200 hPa高度受益异常分化,这是有利于低层大气的收敛。这种循环模式受益湿条件的北部MLRYRB南部的干旱。然而,在1991年和2003年,东部地区的长官向东扩展的西部WPSH向西扩展,导致MLRYRB的南部是有效的影响下这些增强的高压系统。向西北方WPSH的延伸,水分从西太平洋被送往北方MLRYRB的一部分。此外,一个异常气旋水分循环对日本有利的向南扩张来自高纬度寒冷的水蒸气。 The tropical water vapor converged with cold water vapor over northern part of the MLRYRB. Consequently, dry conditions were in the southern part of the MLRYRB with wet conditions in the northern part.

4.3。南方洪水和干旱的北部(SFND)模式

在1973年和1976年(数字(13日)和13 (b)),有一个明显的波列500 hPa加仑小时异常高纬度地区,有两个积极的中心位于欧洲西海岸和西方中亚和一个负中心坐落在俄罗斯西部。负异常在俄罗斯北部海岸的建议越来越极地涡流强度,影响积极向南传播的冷流。同时,WPSH位于东方,温暖的水分运输减少从西太平洋副高中国东部。请注意,500年夏天hPa异常字段类似于1973年,1976年,特别是在地区之间的相关性PC2和夏季500 hPa加仑小时(图非常重要5 (b))。数据13 (c)和13 (d)特点是两个负中心在格陵兰岛东部和乌拉尔山脉和一个积极的中心在欧洲。此外,提出了积极的异常500 hPa加仑小时在中国北方和负异常在1994年和2002年在中国南部。此外,大气环流场类似于1994年,2002年,特别是在地区之间的高相关系数PC2和夏季加仑小时500 hPa在1980 - 2013(图5 (c))。

图14礼物的垂直整合的水蒸气运输异常的典型干旱年SFND模式。在1973年和1976年(数字(14日)和14 (b)),异常西南SCS的水分运输中国南方喜欢水分MLRYRB南部的收敛。异常的热带水汽运输分为两个分支,一个在孟加拉湾和其他在SCS。1973年(图(14日)),一个异常反气旋环流是位于中国东北的海岸线,有异常向东北的水蒸气运输在中国东部。这水汽运输较弱和向东转移,1976年与1973年相比。1994年(图14 (c)),发现异常反气旋在中国东北,中国南方与异常向东北的水蒸气运输。与异常相关的西南水汽从SCS中国南方温暖的热带水分聚集与冷流在中国南部,包括MLRYRB的南部。2002年(图14 (d)),异常向东北的水蒸气运输占据中国东部和造成低于正常水分运输从中国南方SCS和孟加拉湾。这种循环模式趋同的南部MLRYRB中受益。

图15SAH调查及对200年夏季hPa加仑小时异常对应于上述四种典型的SFND年。SAH基本上是弱于正常在1973年和1976年。200年夏季的波列hPa加仑小时异常是由积极的异常特征在欧洲东部沿海和西部中亚和负异常在俄罗斯西部。具体来说,负异常占领北部海岸的俄罗斯在1973年和1976年的数字(15日)和15 (b))。在1994年和2002年(数字15 (c)和15 (d)),有一个波列的特征序列的中心积极和消极200 hPa加仑小时异常:一个中心正异常超过欧洲北部和两个中心的负异常在冰岛东部和北部乌拉尔,分别。此外,夏天加仑小时异常的波动模式200 hPa覆盖亚洲东部,它的特点是负异常在中国南部和东北部俄罗斯和正异常在中国北方,虽然这是较弱的2002年相比,1994年。200年夏季的环流模式hPa加仑小时四种典型的SFND年夏天的类似于相应的循环模式,500 hPa加仑小时,表明存在正压大气环流的垂直结构。

SFND模式,选择典型年的环流模式是同期可比。然而,关键的循环特性的典型年期间不同于1961 - 1979年期间1980 - 2013。1973年和1976年,在高纬度地区提出了一个正压波列垂直结构,积极支持向南传播的北端的冷流。WPSH异常较弱的气候学相比,这削弱了北方交通SCS的南风水汽和孟加拉湾沿着副高西北部的侧面。因此,南风水分聚集与寒冷的北流在中国南部,导致湿条件南部MLRYRB伴随着干旱的北部。1994年和2002年,波列的特点是两个负中心在格陵兰岛东部和乌拉尔和一个积极的中心在欧洲加强北方冷流的向南传播,和中国北方大陆高压控制,这都有利于干旱的北部MLRYRB。东经济衰退引起的WPSH低于正常水蒸气运输从中国东部的西北旁边。温暖的湿气聚集与冷流在中国南部,导致更多的降水在南部MLRYRB的一部分。

5。结论和讨论

5.1。结论

在这项研究中,提出的夏季干旱的时空变异性SPI3提取MLRYRB通过EOF分解,和夏季干旱MLRYRB主要特色的三种模式,包括(i)在整个MLRYRB干燥条件(称为WBWD模式),(2)南部的干旱与湿条件MLRYRB北部(称为SDNF模式),和(3)湿条件在南部的部分与干旱MLRYRB北部部分(称为SFND模式)。此外,相对应的大气环流场1961 - 1979年三个夏季干旱模式不同于1980 - 2013年,这表明气候变化在1970年代末导致不同大气内部机制的每年夏天干旱模式1980年之前和之后。同时,也获得了类似的调查结果的去趋势加仑小时数据(图省略)。

WBWD模式在1961 - 1979年期间,经向波型500 hPa加仑小时异常呈现在亚洲东部,与负异常在西部亚热带太平洋和鄂霍次克海和积极的异常从日本转移到西北太平洋。增强的高脊在日本封锁了来自北方的冷流从西伯利亚到中国南方。向北移的长官也削弱了从高纬度冷流。自从WPSH显然弱于正常和位于进一步向东,水分运输从西太平洋副热带高压在中国南部异常缺陷。这种大气环流并不有利于降水,导致整个MLRYRB干燥条件。

SDNF模式在1961 - 1979年期间,直向南西风环流和削弱了极地漩涡挡住了北方冷流的延伸。弱于正常WPSH抑制南风水分运输从中国南部的西太平洋。异常西南水分运输SCS的中国北方增强融合在中纬度地区,导致干旱的南部MLRYRB用湿条件在北部。然而,在1980 - 2013年期间,向东扩展的长官和向西扩展WPSH影响南方MLRYRB的一部分。此外,向北扩展WPSH增强向北传播的南风水分,和一个异常气旋环流在中国东北青睐的向南扩张北端的冷流。因此,干旱发生在南部的北部MLRYRB伴随着潮湿的条件。

SFND模式在1961 - 1979年期间,一个明显的波列在高纬度地区提出了正压垂直结构,有利于在中国南方北流占了上风。中国东北的沿着海岸线异常反气旋环流和异常西南SCS的水分运输中国南方MLRYRB南部的融合中受益。WPSH低于正常,削弱了北方南风水汽的运输。这大气环流引起的湿条件MLRYRB的南部与北部的干旱。1980 - 2013年期间,中国北方大陆高压控制,导致干旱的北部MLRYRB。高纬度地区的经向环流异常青睐的向南运动北端的冷流。WPSH隐藏式向东,异常向东北的水分运输在中国东部聚合用温水蒸汽在低纬度地区。这大气环流导致湿条件南部MLRYRB伴随着干旱的北部。

5.2。讨论

表面天气状况是直接由大规模大气环流(59]。求爱者et al。60)表明,大气环流的变化有很大的影响在北半球极端气候事件。在我们的研究中,我们调查了大气环流的变化所引起的气候变化在1970年代末和强调了大气环流特征对应于三个夏季干旱模式在1961 - 1979和1980 - 2013。WBWD模式在1961 - 1979年期间,WPSH向东,低于正常,减少了水蒸气运输从中国南部的西侧。WBWD模式与副高的位置和强度密切相关。WPSH调制是通过不同类型的厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)在北方夏季(61年),副高北跳的时间是与太平洋年代际振荡(PDO)在年代际时间尺度62年]。特别是,SDNF (SFND)模式,1961 - 1979年大气内部机制不同于1980 - 2013年。这是一个非常重要的结果,尤其是在最近的观点发现李et al。(63年],他表示,气候变化在1970年代末的低层大气环流导致重大变化是密切与中国夏季降水年代际时间尺度上。

夏季干旱MLRYRB受到多种因素的影响,如大气内部动态,对海温强迫和land-atmospheric交互(64年- - - - - -66年]。然而,人们普遍认为最重要的可预测性源来源于对海温强迫(67年]。事实上,对海温强迫直接与大气环流。胡和冯68年)之间的相互关系进行了研究大西洋数十年震荡(AMO)和ENSO,发现ENSO迫使可以修改大气环流变化由AMO midhigh纬度。同时,SST强迫可以通过调节水分运输影响东亚夏季降水与异常相关的循环(69年]。因此,海温强迫之间的关系和影响三个夏季干旱的大气环流模式的MLRYRB今后值得进一步探索。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金(批准号41305056和41305056),中国国家基础研究项目(批准号2012 cb955901),关键特殊中国气象公益性行业科研基金(批准号GYHY201506001)。

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