广东前汛期持续性暴雨的变化特征及其环流形势

利用1961-2011年广东省86个测站地面观测逐日降水资料及1979-2011年NCEP-DOE第2套分析资料,提出了广东暴雨日的定义指标,分析了近51 a广东前汛期及其各月持续性暴雨的变化特征,进一步诊断了持续性暴雨过程的环流特征和水汽输送来源。结果表明,广东暴雨新指标避免了原指标定义存在的不合理情况和需要人工操作等问题,并且得到的广东暴雨日数及暴雨累积雨量的年际变化更能反映广东的旱涝情况。51 a平均前汛期持续性暴雨过程在4、5、6月分别占10%、29%和61%,20世纪60年代后期至80年代持续性暴雨多发生在5月,而60年代前中期、90年代至2011年持续性暴雨则主要在6月出现,这种年代际变化是由东亚地区中低纬度大气环流系统的变化所造成的。除了过去所认识的"三脊两槽"和"两脊一槽"两种类型天气形势外,广东前汛期持续性暴雨过程的500 hPa中高纬度环流还有一种"高纬阻塞-中纬平缓型"(称为Ⅲ型),Ⅲ型主要出现于6月,占6月持续性暴雨过程的22%,因此,这种环流类型的补充提出,将减少6月持续性暴雨过程的漏报现象。由于气候背景场各月有所不同,无论是三脊二槽型还是二脊一槽型,各区域槽(或脊)的相对强弱和形态也随月份有所不同,例如二脊一槽型,东北亚地区高压脊4、5、6月逐月加强向北扩展,贝加尔湖槽区逐月变宽,中低纬度阿拉伯海以东槽逐月向西移动,孟加拉湾槽、西太平洋副热带高压逐月加强。前汛期持续性暴雨过程的主要水汽来源随月份发生变化,4月热带西太平洋地区水汽来源贡献最大,5月孟加拉湾、西太平洋和中国南海的水汽都有贡献,而6月则主要来源于孟加拉湾的水汽输送。所有类型持续性暴雨过程,广东大部分地区都处于水汽通量辐合区,说明动力辐合作用和水汽来源是暴雨的必备条件,持续性暴雨是各类中高纬度环流型的稳定维持与来源于热带的水汽输送共同作用的结果。

广东前汛期暴雨水汽输送异常变化特征

利用1979—2011年广东省86个测站的地面观测逐日降水资料及NCEP-DOE第二套分析资料,分析广东前汛期及其各月暴雨的水汽输送来源及其异常特征,诊断持续性暴雨过程水汽输送异常随赤道MJO活动的变化。结果表明,从多年气候平均场来看,广东前汛期(4—6月)水汽输送来源主要有孟加拉湾经中南半岛向华南输送(即西南支输送)、源于热带西太平洋随副热带高压边缘气流经南海地区向北输送(即东南支输送)和源于青藏高原西南侧伴随南支西风气流的向东输送(即西支输送)。广东前汛期降水异常变化的水汽输送异常来源与气候平均来源有所不同,前汛期暴雨的水汽输送异常主要是东南支、西支输送的输送异常以及源于我国中低纬度地区随偏北异常气流向南的水汽输送(简称北支输送)异常这三方面,其中北支输送异常主要加强广东区域的水汽通量辐合。暴雨水汽输送异常存在月际变化,西支和北支输送异常是4月、5月、6月暴雨的共同点,另外,5月暴雨还包括西南支、东南支输送异常,6月暴雨则包括东南支输送异常。各月持续性暴雨(持续3 d或以上的暴雨)与非持续性暴雨的水汽输送异常有所不同,4、5、6月东南支水汽输送异常,持续性暴雨比非持续性暴雨明显偏强。6月广东持续性暴雨的西南支水汽输送异常随MJO活动产生一定的变化,在MJO第4、5、6、7位相(8、1、2、3位相),西南支水汽向华南输送偏强(弱)。赤道MJO活动影响西南支水汽输送强度的物理过程,主要是通过改变大气经向热力对比来影响孟加拉湾西南季风强弱变化,从而使该支气流流向华南的水汽输送发生变化。

广东省前汛期大到暴雨频数的时空变化特征

利用实测降水量资料研究了广东前汛期大到暴雨频数的时空分布特征,分析结果表明:广东前汛期大到暴雨频数与同期雨量的空间分布具有很好的一致性,基本可以表征前汛期的旱涝程度,通过REOF可将其分为4个区:粤东区、珠江三角洲区、粤西北区和雷州半岛区;前汛期大到暴雨频数的年际变化明显,主要有准2～3 a、6～10 a周期,1985年后各区周期均有缩短趋势,以4～5 a短周期为主;珠江三角洲及以南地区前汛期大到暴雨频数有增多趋势,其中珠江三角洲中心区域增多显著,6月份变化最明显。

广东省前汛期多雨或少雨年降水异常研究

广东省前汛期降水的年际变化较大,为对广东地区的旱涝变化有进一步的认识,利用广东省观测资料、NCEP全球再分析资料以及向外长波辐射通量资料,采用经验正交函数分解和合成分析方法研究了1970~2007年广东前汛期4~6月降水的年际变化异常以及时空特征,得出第一类雨型是广东前汛期一致多雨或少雨型。对造成第一类雨型的异常特征进行分析,得出:中高纬度地区大尺度环流场的变异引起环流异常分布,使得副高、西南季风水汽输送、冷空气活动等气候场产生变异,从而引起广东前汛期降水异常。经向风、相对湿度、垂直运动、向外长波辐射通量等分析得到多雨年与少雨年水汽条件、垂直运动条件、对流发展活动环流异常的分布特征。