海南岛9—10月份暴雨日数与ENSO的关系研究

海南岛9—10月份暴雨日数与ENSO的关系研究
2.海南省南海气象防灾减灾重点实验室,北京市城市房地产转让管理办法 海南 海口 570203
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摘要:利用海南岛18个市县国家气象观测站(18个观测站)日降水资料,NCEP\NCAR逐月资料和美国NOAA中心ERSSTV4的逐月海温资料,研究了海南岛秋季暴雨日数与前期海温的关系,结果表明:春季、夏季、9-10月份中、东部太平洋海温与9—10月份暴雨日数负相关区域逐渐扩大,7、8月份和同期9—10月份相关性较为明显。当前期(7—8月)出现拉尼娜(厄尔尼诺)事件时,西太平洋副高偏北(偏南),南海副高偏弱(偏强),沃克环流偏强(偏弱),印缅槽偏强(偏弱),热带印度洋、孟加拉湾进入南海偏西风偏强(偏弱),南海对流活动活跃(不活跃),有利于(不利于)海南岛秋季暴雨形成。拉尼娜年时,当海南岛上空低值系统偏强(偏弱),赤道印度洋、孟加拉湾进入南海气流偏强明显(不明显),贝湖附近高压脊偏强(偏弱),有利于(不利于)冷空气向南扩散,则暴雨日数偏多(正常)。厄尔尼诺年时,(1)当海南岛上空高压系统控制,贝湖附近高压脊偏弱,则暴雨日数偏少,(2)当西南地区到中南半岛北部为短波槽影响,海南岛处于槽前,东亚大槽偏强,有短波槽配合,则暴雨日数正常,(3)当沃克环流偏弱不明显,巴士海峡、南海北部对流活动活跃,受低值系统和偏东气流影响,暴雨日数偏多。
关键词: 前期海温,暴雨日数,Niño3.4区海温,沃克环流
1资料与方法
本文选用的资料有海南岛18个市县国家气象观测站(18个观测站)1981—2017年日降水资料,NCEP\NCAR逐月资料,水平分辨率为2.5°×2.5°,海表温度资料(SST)选取美国NOAA中心ERSSTV4的逐月资料,水平分辨率为2.0°×2.0°,国家气候中心144项环流指数,本文采用的方法有相关分析、合成分析方法。
2结果分析
2.1  910月暴雨与海温变化的关系
从图1可以看到,春季西太平洋海温为正相关,中、东部太平洋海温为负相关,但是通过显著性检验的区域都很小,夏季中东太平洋海温的负相关显著区域明显扩大,到9—10月份该区域依然存在,而西太平洋的正相关显著区域相对来说比较小,赤道太平洋海温呈现出类似拉尼娜事件的分布,西太平洋为正相关,中东太平洋为负相关区域。随着时间的推进,赤道中东太平洋的显著正相关区域逐渐扩大,进一步计算了夏季6、7、8月份海温与
海南岛暴雨日数的相关性(图略),发现越靠近秋季、赤道中东太平洋海温的相关显著区域越大,7—8月份和同期9—10月份较明显,6月份显著相关性区域比较小,因此,本文选取区域较大,延续性较好的前期7—8月份中东太平洋海温作为关键区,选取范围为ENSO监测区域Niño3.4区海温(190E°—240E°,10S°—5N°),根据以此为切入点来研究探讨海温异常是如何通过影响大气环流变化来进而造成海南岛9—10月暴雨的产生的。
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图1、9—10月暴雨日数与海温相关系数分布(a:春季,b:夏季,c:9—10月,等值线为相关系数,阴影部分表示通过0.05显著性检验)
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2.2  ENSO事件对9-10月份暴雨影响的可能机制either的用法
拉尼娜年,赤道以北太平洋的风场为反气旋式环流异常,赤道太平洋为偏东风距平,向西延伸到南海附近,说明拉尼娜年赤道太平洋偏东风偏强,而在阿拉伯海,孟加拉湾为气旋性环流异常,对应赤道印度洋为偏西风距平,向东延伸到南海附近,说明偏西风偏强,与太平洋偏东风汇合,南海对流活动活跃,为海南岛暴雨产生提供有利条件,厄尔尼诺年,赤道太平洋为偏西风距平,说明赤道偏东风偏弱,印度半岛到中南半岛存在反气旋式环流异常,赤道印度洋为偏东风距平,说明偏西风偏弱。造成对流活动较拉尼娜年减弱,对海南岛暴雨产生抑制作用。从射出长波辐射(OLR)距平场也可以看到,拉尼娜年,热带太平洋为正距平控制,而澳大利亚以北到南海均为负距平,说明对流活动比较活跃,厄尔尼诺年,热带太平洋为负距平控制,而澳大利亚以北到南海均为正距平,说明对流活动受到抑制。从500hPa高度距平场可以看到,拉尼娜年,副高偏北,低纬度地区为负距平控制,这种北高南低的高度距平场分布形式有利于偏东气流携带水汽向海南上空输送,而低空偏东风急流正是后汛期特大暴雨的天气学特征中最显著的强信号。厄尔尼诺年则相反,副高偏南,低纬度地区包括海南岛为正距平控制,一方面说明低纬度地区低值系统不活跃,另一方面这种北低南高的高度距平场分布形式不利于低空偏东急流的形成,从200hPa流场距平可以看到,拉尼娜年(厄尔尼诺年),在我国大部分地区为反气旋(气旋)式环流控制,
海南岛位于反气旋环流底部,受偏东(偏西)风距平影响,而在赤道以北太平洋从高纬度到低纬度分别存在反气旋(气旋)环流中心和气旋(反气旋)环流中心,赤道上空为偏西(偏东)风距平。进一步计算了Niño3.4区海温与不同环流指数的关系,7-8月Niño3.4区海温与9-10月西太平洋副高脊线指数、南海副高面积指数、强度指数,印缅槽强度指数的相关系数分别为-0.48、0.49、0.46、0.66,均超过0.01显著性,而与西太平洋副高强度指数、西脊点指数的相关性不高,说明当Niño3.4区海温负(正)异常时,副高偏北(偏南),南海副高偏弱(偏强),有利于(不利于)低纬偏东气流向南海输送,印缅槽偏强(偏弱),有利于(不利于)低纬偏西风气流向南海输送。
由图2可见,拉尼娜年,赤道中东太平洋上空对应下沉气流,海南岛上空为上升气流,500hPa以下对流层中下层为偏东风距平,400hPa以上高空为偏西风距平构成顺时针纬向环流圈,即沃克环流偏强,而厄尔尼诺年则相反。从图3中可以看到,拉尼娜年,热带印度洋到海南岛垂直剖面为逆时针环流,海南岛上空为辐合上升气流影响,高空偏东风距平,低空为偏西风距平,环流中心高度位于380hPa附近, 说明从印度洋、孟加拉湾进入南海气流偏强,厄尔尼诺年,从热带印度洋到海南岛垂直剖面为顺时针环流,海南岛上空为下沉辐散气流影响,高空偏西风距平,低空为偏东风距平,环流中心高度位于380hPa附近,说明从
印度洋、孟加拉湾进入南海气流偏弱。以上分析可知,拉尼娜年(厄尔尼诺年),西太平洋副高偏北(偏南),南海副高偏弱(偏强),沃克环流偏强(偏弱),热带太平洋到南海偏东风偏强(偏弱),印缅槽偏强(偏弱),热带印度洋到南海低空偏西风偏强(偏弱),南海附近低空风场辐合偏强(偏弱),对流活动活跃(不活跃),有利于(不利于)海南岛秋季暴雨形成。
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图2、 拉尼娜年(a)和厄尔尼诺年(b)沿着(110E°,20N°)到(150W°,0N°)垂直剖面环流距平(阴影部分表示上升运动)
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图3、拉尼娜年(a)和厄尔尼诺年(b)沿着(90E°, 0N°)到(110E°,20N°)垂直剖面环流距平(阴影部分表示上升运动)
结合相关数据可见,并非所有拉尼娜年海南岛秋季暴雨日数都偏多,也并非所有厄尔尼诺年海南岛秋季暴雨日数都偏少,这就表明在Niño3.4区海温强信号出现时,同时还有一些细微的信号值得我们去捕捉。为了深入认识ENSO事件与海南岛秋季暴雨的关系,我们进一步对比分析拉尼娜年中秋季暴雨日数偏多(1985、1988、2000、2010、2011年,视为情况A)和正常(1998、1999,2007年,视为情况B),对比分析厄尔尼诺年中秋季暴雨日
数偏少(1987、1991、2004、2006年,视为情况C)和正常(1982,1997、2002、2015年, 视为情况D),厄尔尼诺年中秋季暴雨日数偏多(2009年, 视为情况E)之间的差异性。

本文发布于:2024-09-21 22:35:24,感谢您对本站的认可!

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