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全球大气季节内振荡对长江流域持续暴雨影响的研究进展

文章来源:江苏省气象科学研究所延伸期预报课题组      发表时间:2019-08-16      点击次数:246

        在引证论述大气季节内振荡(ISO)对暴雨(强降水)重要作用的基础上,概括性地回顾了影响长江流域持续暴雨的大气ISO 基本特征及其形成机制的主要成果。重点针对全球热带内外不同时间尺度的大气ISO的空间变化和年际变化与长江流域持续暴雨之间联系的研究工作进行总结评述,较为完整地总结了长江流域夏季降水季节内变化的气候特征和全球不同空间和时间尺度的ISO对东亚副热带地区持续暴雨影响的已有认识,并结合两个半球的ISO与长江流域持续暴雨关系的研究现状,对未来暴雨(强降水)与不同时尺度ISO相互作用及其在10~30d延伸期预报中的应用中有价值的科学问题和研究热点进行了探讨,以期强调南半球ISO变化在全球和东亚副热带气候系统中的重要地位,提高夏季长江流域持续暴雨10~30d延伸期预报和旱涝气候预测准确率。 


        随着观测资料不断的完善,有关长江流域持续暴雨成因机理的研究有了新的进展。全球热带内外大气ISO与东亚副热带季风系统的演变和长江流域持续暴雨(强降水)的发生有显著的关联,这些不同时间尺度(10~20,20~30,30~60d等)的ISO的传播特征具有多样性,通过主要振荡周期,传播方向,振荡强度等多种量化表征可以研究它们的年际变化机理。 


        大气多变量在空间上随时间的变化和相互作用构成了大气运动的复杂形式。通过对观测资料的合理处理和分解,客观分离资料中的不同时间尺度的天气变化和气候变化分量,可直接从观测资料中提取与长江流域持续暴雨过程密切相关的不同时间尺度的主要大气ISO型。在分别研究制约这些不同的ISO型演变的因子和时间变化规律的基础上,建立不同的统计学模型和动力学模型,研究其可预报性的差异,能有效延长与长江流域地区不同时间尺度(10~20,20~30,30~60d)的ISO有密切联系的各种持续暴雨过程10~30d延伸期预报的时效。 


        长江流域出现暴雨洪涝灾害的主要因素是东亚环流演变过程呈现显著的20~30d低频振荡,且这种与长江下游暴雨密切相关的20~30d振荡和大气环流的相互作用(如SCGT,TWP等)具有全球性。与MJO一样,目前20~30d振荡的物理机制尚不完全清楚,现在的数值天气预报模式对这种20~30d 时间尺度的各种振荡模态变化的预报技巧仍然十分有限, 可能是由于大气运动的复杂性(非线性相互作用), 大气变量的球谐函数展开中的许多无物理意义的波作为初始值进入计算机运算,可产生出新的虚假波的传播,导致几天到10天后数值天气预报模式结果逐步失去预报意义(当前ECMWF的中期数值模式T1279L91可用时效已达10d, 对10~15d振荡预报能力有较大提高,更长时间尺度振荡型的预报需进一步改进)。 


        因此,统计学模式仍是研究20~30d振荡可预报性的较好途径(直接从观测资料中提取20~30d时间尺度的与长江流域持续暴雨关系密切的各种主振荡型,研究其不同的传播特征和强度的年际变化规律) 。利用20~30d 时间尺度的全球SCGT,TWP等环流型的低频分量与持续性强降水过程的对应关系,采用各种统计方法,结合ECMWF中期和延伸期数值预报产品,建立具有物理意义的夏季长江下游暴雨延伸期客观预报模型,能使预报技巧有明显提高,同时也能进一步理解全球季风和东亚副热带季风的变化机制。 


(杨秋明,宋娟,李熠,谢志清,黄世成,钱玮.全球大气季节内振荡对长江流域持续暴雨影响的研究进展.地球科学进展,2012,27(8):876-884)