（氣象學(xué)專業(yè)論文）大氣自由模與長(zhǎng)江中下游地區(qū)梅雨的關(guān)系分析.pdf

摘要 本文通過(guò)分析不同層次位勢(shì)高度場(chǎng)及前冬北太平洋海溫與長(zhǎng)江中下游地區(qū) 梅雨的關(guān)系，得到：豐梅年，同期高緯地區(qū)呈雙阻型，西太副高偏西偏強(qiáng)，南 亞高壓偏東偏強(qiáng)，前冬北太平洋海溫西冷東暖：枯梅年，同期高緯地區(qū)呈單阻 型，西太副高偏東偏弱，南亞高壓偏西偏弱，前冬北太平洋海溫西暖東冷。 利用n c e p n c a r 再分析資料，用擬牛頓法通過(guò)菱形1 5 波截?cái)嗟淖V方法對(duì)無(wú) 強(qiáng)迫無(wú)耗散的正壓渦度方程進(jìn)行數(shù)值求解，得到1 9 8 2 2 0 0 6 共2 5 年6 、7 月的 逐日定常自由模，認(rèn)為：自由模中副高的第一次北跳日期超前于實(shí)際入梅日 期：豐梅年，前者平均超前l(fā) o 6 d ；枯梅年，前者平均超前3 8 d ；一般年，前 者平均超前6 8 d 。自由模中副高的第二次北跳日期超前于實(shí)際出梅日期：豐 梅年，前者平均超前8 6 d ；枯梅年，前者平均超前4 2 d ；一般年平均提前6 0 d 。 這對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的梅雨預(yù)報(bào)有較好的參考作用。 利用標(biāo)準(zhǔn)模方法對(duì)實(shí)際自由模的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，得知自由模均是不穩(wěn)定 的，幾個(gè)最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模表現(xiàn)為強(qiáng)烈的局地性特征且是低頻變化的。這幾 個(gè)最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模中，周期最長(zhǎng)的占主導(dǎo)地位，使得這種不穩(wěn)定模的大尺 度環(huán)流型得以在實(shí)際流場(chǎng)中維持一段較長(zhǎng)的時(shí)間。 由此，認(rèn)為大氣自由模態(tài)對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的入梅、出梅分別具有提前 3 - 1 4 、2 - 1 3 天的指示意義，前三個(gè)最快增長(zhǎng)模中生長(zhǎng)周期最長(zhǎng)的不穩(wěn)定模態(tài)對(duì) 實(shí)際流場(chǎng)一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定維持的環(huán)流型具有重要的參考作用。 關(guān)鍵詞：西太平洋副高；平均脊線；梅雨；自由模態(tài)；不穩(wěn)定模 i i i a bs t r a c t i nt h i sp a p e r , f i r s t l y , t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nd i f f e r e n tl e v e l so fg e o p o t e n t i a lh e i g h tf i e l d s ，t h e p r e v i o u sw i n t e rs s t aa n dm e i y ui sa n a l y z e d r e s u l t ss h o wt h a t ，i np l e n t i f u lm e i y uy e a r s ，h i g h l a t i t u d ei sd o u b l eb l o c k i n gt y p e t h ew p s h ( w e s t e r np a c i f i cs u b t r o p i c a lh i g h ) e x t e n d st ow e s t a n da p p e a r ss t r o n g ，w h i l et h es a h ( s o u t ha s i a nh i g h ) e x t e n d st oe a s ta n da p p e a r ss t r o n g t h e p r e v i o u sw i n t e rs s t ai s c o l di nw e s t ，w a r mi ne a s t i nd r ym e i y uy e a r s ，h i g hl a t i t u d ei ss i n g l e b l o c k i n gt y p e t h ew p s h e x t e n d st oe a s ta n da p p e a r sw e a k , w h i l et h es a he x t e n d st ow e s ta n d a p p e a r sw e a k t h ep r e v i o u sw i n t e rs s t a i sw a r mi nw e s t ，c o l di ne a s t i nt h es e c o n dp l a c e ，b a s e do nn c e p n c a rr e a n a l y s i sd a t a , u s i n g15 - w a v er h o m b o i d a l t r u n c a t i o ns p e c t r a lm o d e lp r o c e d u r e ，a n db yn u m e r i c a l l ys o l v i n gt h eu n f o r c e da n di n v i s c i d n o n l i n e a rb a r o t r o p i cv o r t i c i t ye q u a t i o nt h r o u g ht h eq u a s i - n e w t o nm e t h o d ，t h ed a i l ys t e a d yf r e e m o d e so fj u n ea n dj u l yf r o m19 8 2t o2 0 0 6a r eo b t a i n e d i ti ss h o w nt h a tt h ef i r s tn o r t h w a r dj u m p o fw p s hi nt h ef r e em o d e si sg e n e r a l l ya h e a do ft h eb e g i n n i n gd a t eo fm e i y u ，a v e r a g e l y10 6 d a y sa h e a di np l e n t i f u lm e i y uy e a r s ，3 8d a y sa h e a di nd r ym e i y uy e a r s ，a n d6 8d a y sa h e a di n g e n e r a ly e a r s t h es e c o n dn o r t h w a r dj u m po fw p s h i nt h ef r e em o d e si sg e n e r a l l ya h e a do ft h e b e g i n n i n gd a t eo ft h ee n d i n gm e i y uy e a r s ，a v e r a g e l y8 6d a y sa h e a di np l e n t i f u lm e i y uy e a r s ，4 2 d a y sa h e a di nd r ym e i y uy e a r s ，6 0d a y sa h e a di ng e n e r a ly e a r s i ti sg o o df o rt h ef o r e c a s to n m e i y uo v e rt h em i d l o w e rr e a c h e so ft h ey a n g t z er i v e r f i n a l l y , n o r m a lm o d ei n s t a b i l i t ya n a l y s i si sp e r f o r m e dt oe x a m i n eo b s e r v e ds t a b i l i t yo ff r e e m o d e s t h er e s u l t ss u g g e s tt h a ta l lt h ef r e em o d e sa r eu n s t a b l e t h ef r o n t a lf a s t e s tg r o w i n gf r e e m o d e sa p p e a rs t r o n gl o c a lc h a r a c t e ra n dl o w - f r e q u e n c yv a r i a t i o n t h eg r o w i n gf r e em o d e sw h i c h h a sl o n g e s tu n s t a b l ep e r i o di st h el e a d i n gr o l e ，t h ec i r c u l a t i o np a t t e r no fw h i c hm a k e si tm a i n t a i n s o m et i m eo no b s e r v a t i o n t h e r e f o r e ，w ec o m et ot h ec o n c l u s i o nt h a tt h ef r e em o d e sa r er e s p e c t i v e l y3 1 4 ，2 - 1 3 d a y s a h e a do ft h eb e g i n n i n ga n dt h ee n d i n gd a t eo fm e i y u t h eg r o w i n gf r e em o d ew h i c hh a sl o n g e s t u n s t a b l ep e r i o di so fg r e a tr e f e r e n c et ot h eo b s e r v a t i o nc i r c u l a t i o np a t t e r n k e yw o r d s ：w p s h ；t h ea v e r a g er i d g el i n e ；m e i y u ；f r e em o d e ；u n s t a b l ef r e em o d e i v 學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： i 、堅(jiān)持以“求實(shí)、創(chuàng)新 的科學(xué)精神從事研究工作。 2 、本論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究 成果。 3 、本論文中除引文外，所有實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和有關(guān)材料均是真實(shí)的。 4 、本論文中除引文和致謝的內(nèi)容外，不包含其他人或其它機(jī)構(gòu) 已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。 5 、其他同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了聲明并表示 了謝意。 作者簽名：蘭縋絲墾 ，- ，r 日期：絲! 壁： 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 本人完全了解南京信息工程大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī) 定，學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國(guó)家主管部門或其指定機(jī)構(gòu)送交論 文的電子版和紙質(zhì)版：有權(quán)將學(xué)位論文用于非贏利目的的少量復(fù)制 并允許論文進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱：有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入有 關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索：有權(quán)將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版。保密 的學(xué)位論文在解密后適用本規(guī)定。 作者簽名： 墨i 笪絲! 一一 ，0 日 期：2 盟篁：一一 第一章引言 1 1 已取得的研究成果和進(jìn)展 對(duì)于梅雨的研究一直是氣象學(xué)者關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。西太平洋副熱帶高壓因?yàn)槠渌诘?特定地理位置，成為連接中高緯度和低緯地區(qū)環(huán)流系統(tǒng)的中間紐帶，它的活動(dòng)對(duì)江淮流域 梅雨的維持和發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。陶詩(shī)言等n 卜幢1 ( 1 9 6 2 ) 和黃仕松陽(yáng)1 ( 1 9 6 3 ) 的成果表明 了副高季節(jié)性北跳的特征與江淮流域梅雨的關(guān)系，成為副高研究和預(yù)報(bào)的理論基礎(chǔ)。之后， 畢慕瑩4 1 和喻世華等5 1 ?！? 1 又系統(tǒng)研究- f n 高東西振蕩的特征，認(rèn)為在降水異常特別是區(qū)域性 暴雨、特大暴雨大尺度環(huán)流背景分析時(shí)，副高短期變異起著關(guān)鍵性作用。西太平洋副高還 是東亞季風(fēng)系統(tǒng)的重要成員 7 1 ，它把梅雨鋒和南海季風(fēng)槽分割開(kāi)來(lái)，因而副高脊線的南北 位移和東西進(jìn)退不僅影響其南側(cè)的東南氣流及轉(zhuǎn)向西南氣流的強(qiáng)弱，而且影響源于索馬里 赤道氣流的熱帶夏季風(fēng)和南海季風(fēng)的并入，從而影響梅雨鋒降水【8 】。本文從入梅、出梅早 晚的角度出發(fā)，研究認(rèn)為，6 月我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)入梅偏早時(shí)，我國(guó)1 0 - 3 0 。n 地區(qū)主要有 三支氣流，分別是印度西南季風(fēng)經(jīng)中南半島轉(zhuǎn)向的氣流，蘇門答臘越赤道氣流和副高南側(cè) 轉(zhuǎn)向的偏南氣流。7 月我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)出梅偏遲時(shí)，我國(guó)1 0 一3 0 0 n 地區(qū)主要也有三支氣 流，分別是孟加拉灣槽前西南氣流，南海地區(qū)的東南氣流及副高南側(cè)轉(zhuǎn)向的偏南氣流。 黃曉東和羅會(huì)邦【9 】( 2 0 0 4 ) 探討了東亞夏季風(fēng)雨帶與西太平洋副高季節(jié)移動(dòng)的耦合關(guān) 系，發(fā)現(xiàn)：4 - - 9 月西太平洋副高與東亞夏季風(fēng)雨帶季節(jié)移動(dòng)的耦合關(guān)系十分密切，雨帶的 停滯、跳躍過(guò)程與副高的緩變、突變配合得很好。副高脊線入梅前的演變特征主要有兩大 類：一類是在入梅前，副高脊線已有北越2 0 0 n 的過(guò)程，即副高脊線的先期北跳過(guò)程， 此后副高脊線明顯南落，當(dāng)脊線再次北越2 0 0 n 時(shí)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)進(jìn)入梅期；另一類是從 5 月份起直到6 月1 候，副高脊線偏南，一般低于1 7 0 n ， 6 月2 候開(kāi)始突進(jìn)或穩(wěn)定北移， 當(dāng)?shù)谝淮伪痹? 0 0 n 時(shí)，就進(jìn)入梅雨期。黃榮輝等【1 1 1 ( 1 9 8 8 ) 曾提出，長(zhǎng)江中下游夏季出 現(xiàn)干旱，如1 9 8 4 、1 9 8 5 年，主要是由于副高位置異常偏北，并且強(qiáng)度偏強(qiáng)所至。然而。林 建等1 2 】( 1 9 9 9 ) 指出，e a p 低指數(shù)年( 對(duì)應(yīng)早年) ，副高位置偏東偏北，強(qiáng)度偏弱；而澇 年副高偏南偏西，強(qiáng)度偏強(qiáng)?？梢?jiàn)長(zhǎng)江中下游梅雨期降水與副高的強(qiáng)度和位置之間的關(guān)系 非常復(fù)雜，本文研究了1 9 8 2 2 0 0 6 年期間的副高與梅雨的關(guān)系，認(rèn)為長(zhǎng)江中下游地區(qū)豐梅 年偏南偏西，強(qiáng)度偏強(qiáng)，枯梅年，副高位置偏東偏北，強(qiáng)度偏弱。 任榮彩和吳國(guó)雄【1 3 】( 2 0 0 3 ) 的研究表明西太副高短期變異的動(dòng)力和熱力機(jī)制與南亞高 壓的異?；顒?dòng)和中高緯度環(huán)流系統(tǒng)的異常有著密切的聯(lián)系。張瓊和吳國(guó)雄【1 4 j ( 2 0 0 1 ) 研究 了對(duì)流層高層南亞高壓和中低層副熱帶高壓的關(guān)系，指出當(dāng)夏季南亞高壓為青藏高壓型時(shí)， 高壓偏南偏強(qiáng)，相應(yīng)的西太平洋副高也偏南偏強(qiáng)，造成長(zhǎng)江流域多雨；當(dāng)南亞高壓為伊朗 高壓型時(shí)，高壓偏北偏弱，相應(yīng)的西太平洋副高也偏北偏弱，造成長(zhǎng)江流域干旱少雨。而 且南亞高壓與西太平洋副高有相向而行和相背而去的趨勢(shì)。張慶云等 1 5 - 1 6 】( 1 9 9 8 1 9 9 9 ) 研究了副熱帶高壓異常時(shí)的中高緯環(huán)流的情況，當(dāng)脊線偏南，西脊點(diǎn)偏西時(shí)，中高緯鄂霍 次克海地區(qū)出現(xiàn)阻塞型，高緯冷空氣直達(dá)中緯度，梅雨鋒擾動(dòng)加強(qiáng)，造成江淮流域降水偏 多。但這一研究考慮的時(shí)間范圍是1 9 8 0 1 9 8 9 年，本文將資料的時(shí)間范圍擴(kuò)展到1 9 8 2 。2 0 0 6 年，進(jìn)一步證實(shí)了這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為豐梅年，東亞高緯地區(qū)成雙阻型，南亞高壓偏強(qiáng)偏東西； 枯梅年，東亞高緯地區(qū)成單阻型，南亞高壓偏弱偏西。 為了理解副高持續(xù)異常的物理機(jī)制，需要探討大氣內(nèi)在的動(dòng)力學(xué)原因。陶詩(shī)言等f(wàn) 1 7 】 ( 2 0 0 6 ) 認(rèn)為副熱帶高壓西伸北跳是由于歐亞大陸上空存在靜止r o s s b y 波列，波的能量沿著 高空副熱帶急流向東傳播到我國(guó)沿海海岸( 1 1 5 0 - 1 3 0 0 e ) 時(shí)，在該地區(qū)激發(fā)出一個(gè)長(zhǎng)波脊。這 個(gè)長(zhǎng)波脊的建立，使得副熱帶高壓和對(duì)流層上部的青藏高壓都朝長(zhǎng)波脊方向伸展，表現(xiàn)為相 向而行：當(dāng)在沿海海岸上空激發(fā)出一個(gè)長(zhǎng)波槽時(shí)，副熱帶高壓南撤東退而青藏高壓退回到高 原上空。當(dāng)夏季沿海海岸上空的長(zhǎng)波脊持續(xù)維持時(shí)，長(zhǎng)江中下游會(huì)出現(xiàn)持久的高溫酷暑天 氣。李麥村和羅哲賢u 剮( 1 9 8 3 ) 用一個(gè)考慮t a n 熱和耗散的非線性模式去研究大氣運(yùn)動(dòng)的 非線性行為，其計(jì)算的結(jié)果與6 月，1 0 月南支急流突然跳躍的圖像相似，表明環(huán)流突變機(jī)制 是一個(gè)有多種熱力強(qiáng)迫和耗散的非線性機(jī)制。c h a m e y 1 9 】( 1 9 7 9 ) 和繆錦海等1 2 0 ( 1 9 8 5 ) 揭示了在不同的經(jīng)向和緯向熱力差異下，副熱帶高壓可以出現(xiàn)不同類型的北跳。范紅【2 1 】【2 2 l ( 1 9 9 6 ) 首先用r o s s b y 孤立波理論來(lái)解釋副熱帶高壓的形成，研究了存在臨界層和不存在 臨界層情況下非均勻緯向流中的r o s s b y 孤立波。h o s k i n s ( 1 9 9 3 ) ，r o d w e l l ( 1 9 9 6 ) ，吳國(guó)雄等 【2 3 】。( 1 9 9 9 2 0 0 0 ) 導(dǎo)得全型渦度方程，為認(rèn)識(shí)副高的形成和變異提供了有效的工具，通 過(guò)模擬研究發(fā)現(xiàn)：中低對(duì)流層西太平洋副熱帶高壓主要是由于東亞季風(fēng)降水的凝結(jié)潛熱的 2 作用形成的，而高層的南亞高壓既與季風(fēng)降水有關(guān)，也與青藏高原的感熱加熱有關(guān)。u e k i k u s u o 等( 1 9 7 8 ) ，d y e rtg j ( 1 9 7 9 ) ，吳國(guó)雄等2 8 】【3 0 1 ( 2 0 0 4 ) 比較了h a d l e y 環(huán)流和副熱 帶高壓動(dòng)力學(xué)的差異。陸維松等( 1 9 9 5 ) 首先用非線性臨界層理論研究副高，先采用北 邊界定常強(qiáng)迫和無(wú)輻散準(zhǔn)地轉(zhuǎn)正壓渦度方程模式模擬了非線性臨界層，得到了k e l v i n 貓眼 的主要特征及其與副熱帶高壓的關(guān)系。 很多學(xué)者試圖用孤立波、偶極子、多平衡態(tài)等非線性理論或者線性的行星波理論來(lái)解 釋副高持續(xù)異常的物理機(jī)制。1 9 6 0 年，l o r e n z 3 2 1 采用盡可能簡(jiǎn)化的低階譜模式去研究大氣 內(nèi)在的動(dòng)力過(guò)程。7 0 年代末，c h a m e y 和d e v o r e 3 3 1 ( 1 9 7 9 ) 在準(zhǔn)地轉(zhuǎn)平面近似的正壓模型 中發(fā)現(xiàn)大氣存在多值平衡態(tài)的特征，并把雙穩(wěn)態(tài)與大氣的高低西風(fēng)指數(shù)聯(lián)系起來(lái)，提出了 大氣環(huán)流的多平衡態(tài)理論。l e g r a s 和g h i l t 3 4 1 ( 1 9 8 5 ) 的研究表明，對(duì)于較合理的弱耗散情 況，多解的可能性比較小，也是比較難以穩(wěn)定的。陸維松【3 5 】認(rèn)為，可通過(guò)初值是否在給定 的漸進(jìn)狀態(tài)吸引子內(nèi)，來(lái)確定所選擇的穩(wěn)定定常態(tài)。與研究強(qiáng)迫耗散系統(tǒng)的定常解不同的 是，p i e r r e h u m b e r t 和m a l g u z z i 3 6 1 ( 1 9 8 4 ) 研究了無(wú)粘無(wú)強(qiáng)迫系統(tǒng)的定常解即自由模， 認(rèn)為自由模的存在可以導(dǎo)致大振幅有閉合流線的經(jīng)向流和緯向流兩類平衡態(tài)。g r a n t b r a n s t a t o r 3 7 1 ( 1 9 8 9 ) 利用正壓渦度方程譜模式發(fā)現(xiàn)，對(duì)于任何初始條件，非線性正壓大氣 在弱強(qiáng)迫耗散作用下，大氣由一種自由模態(tài)轉(zhuǎn)向另一種自由模態(tài)。陸維松( 1 9 9 5 ) 使用 變分方法，首次求得近定常有限振幅準(zhǔn)確解，即新的斜壓自由解，提出“不相容原理”， 即正壓定常行星波和斜壓定常行星波數(shù)不能相等。陶麗等【3 9 1 ( 2 0 0 5 ) 通過(guò)1 9 9 8 年實(shí)際流場(chǎng) 和自由模相比較發(fā)現(xiàn)，自由模中副高的西進(jìn)、北上、南退、東撤早于實(shí)際流場(chǎng)中副高的西 進(jìn)、北上、南退、東撤。但這一研究?jī)H討論了一年，有較大的局限性，為克服這一局限性， 本文利用1 9 8 2 2 0 0 6 年共2 5 年的實(shí)際觀測(cè)資料，進(jìn)一步進(jìn)行研究，由實(shí)際大氣自由模副高 揭示實(shí)際大氣副高變化的新的物理機(jī)制。 長(zhǎng)期以來(lái)，許多學(xué)者試圖從運(yùn)動(dòng)方程中尋找動(dòng)力穩(wěn)定性的解，如l e i t h ( 1 9 8 3 ) 1 4 0 】等所 作的工作。可是，對(duì)于隨機(jī)擾動(dòng)，其有限振幅的解通常是不穩(wěn)定的。h o s k i n s ( 1 9 7 3 ) 4 1 】 通過(guò)球面模式研究了r h 波的穩(wěn)定性，指出緯向波數(shù)小于等于5 的波是穩(wěn)定的，而大于5 的波 對(duì)于任何振幅均是不穩(wěn)定的。b a i n e s ( 1 9 7 6 ) 4 2 】通過(guò)求解特征向量指出：當(dāng)總波數(shù)n 3 時(shí)， 3 則由勒讓德函數(shù)p ：所表示的r - h 波對(duì)于任何振幅均是穩(wěn)定的，反之則不穩(wěn)定。v e r k l e y ( 1 9 8 7 ) 1 4 3 1 在構(gòu)造西風(fēng)氣流中的偶極子時(shí)，偶極子也是線性不穩(wěn)定。還有許多動(dòng)力學(xué)家， 如s i m m o n s 等( 1 9 8 3 ) 4 4 1 在探討遙相關(guān)的物理機(jī)制時(shí)提出：大氣環(huán)流的遙相關(guān)并不一定都是 由于外源強(qiáng)迫所產(chǎn)生的準(zhǔn)定常行星波在球面大氣中傳播所造成的，緯向非均勻基本氣流上 的正壓不穩(wěn)定所產(chǎn)生的最大增長(zhǎng)率波動(dòng)也可形成大氣環(huán)流的遙相關(guān)型。a n d e r s o n ( 1 9 9 1 ) 4 5 1 研究認(rèn)為，那些對(duì)截?cái)嗖〝?shù)和耗散不敏感的不穩(wěn)定模和大氣遙相關(guān)有關(guān)。p e i l iw u 4 6 】 ( 1 9 9 3 ) 研究了大氣中的非線性共振、行星波不穩(wěn)定及低頻振蕩，并分析了理想的解析自 由模態(tài)的穩(wěn)定性，他給出了六個(gè)最先快速增長(zhǎng)的模態(tài)，指出：這些增長(zhǎng)模在空間上都是大 尺度的；這些增長(zhǎng)模在時(shí)間上從它們的周期可以看出是低頻變化的或者是定常的；絕大多 數(shù)增長(zhǎng)模在中高緯均表現(xiàn)為1 - 3 波。和自由模的解析解不同的是，實(shí)際大氣自由模的不穩(wěn)定 模表現(xiàn)為較強(qiáng)的局地性特征。陶麗等3 9 1 診斷出來(lái)的不穩(wěn)定模在西太平洋出現(xiàn)波列，和遙相 關(guān)圖有極相似的地方，而這種遙相關(guān)并不是由外源強(qiáng)迫所產(chǎn)生的準(zhǔn)定常行星波的傳播造成， 而是正壓不穩(wěn)定所產(chǎn)生的最快增長(zhǎng)波動(dòng)。本文的研究認(rèn)為在前幾個(gè)最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模中， 周期最長(zhǎng)的占主導(dǎo)地位。 1 2 本文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn) 本文取了從1 9 8 2 - 2 0 0 6 年共2 5 年n c e p n c a r 再分析資料及全國(guó)1 6 0 站降水資料，用擬 牛頓法通過(guò)菱形1 5 波截?cái)嗟淖V方法對(duì)無(wú)強(qiáng)迫無(wú)耗散的正壓渦度方程進(jìn)行數(shù)值求解，得到這 2 5 年6 、7 月的逐日定常自由模，進(jìn)一步對(duì)副高和自由模態(tài)進(jìn)行研究，并對(duì)個(gè)別年份作了 具體分析。結(jié)果表明：自由模中副高的第一次北跳日期超前于實(shí)際入梅日期3 1 4 天；自由 模中副高的第二次北跳日期超前于實(shí)際出梅日期2 1 3 天。這對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的梅雨預(yù)報(bào) 有較好的參考作用。 利用標(biāo)準(zhǔn)模方法對(duì)實(shí)際自由模的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，得知在前幾個(gè)最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模 中，周期最長(zhǎng)的占主導(dǎo)地位，使得這種不穩(wěn)定模的環(huán)流型( 如阻高、副高、低壓槽的配置) 得以在實(shí)際流場(chǎng)中維持一段較長(zhǎng)的時(shí)間。 由此，認(rèn)為大氣自由模態(tài)對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的入梅、出梅具有提前2 1 4 天的指示意 義，前三個(gè)最快增長(zhǎng)模中生長(zhǎng)周期最長(zhǎng)的不穩(wěn)定模態(tài)對(duì)實(shí)際流場(chǎng)一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定維持的環(huán) 4 流型具有重要的參考作用。 1 3 資料說(shuō)明 本文所用的資料主要有n c e p n c a r 再分析數(shù)據(jù)集和國(guó)家氣候中心提供的降水資料， 具體如下： 國(guó)家氣候中心提供的全國(guó)1 6 0 站2 5 年( 1 9 8 2 2 0 0 6 ) 的逐月降水資料。 n c e p n c a r 制作的2 5 年( 1 9 8 1 2 0 0 5 ) 逐月s s t 資料，水平分辨率為2 0 木2 0 。 n c e p n c a r 制作的2 5 年( 1 9 8 2 2 0 0 6 ) 1 7 層逐日再分析資料，包括高度場(chǎng)，水平風(fēng) 場(chǎng)，水平分辨率為2 5 0 奉2 5 0 。 江蘇省氣象臺(tái)提供的1 9 8 2 - 2 0 0 6 共2 5 年的入梅、出梅日期。 第二章長(zhǎng)江中下游地區(qū)同期( 6 、7 月份) 梅雨 旱、澇的大氣環(huán)流背景 2 1 梅雨概述 2 1 1 梅雨的定義及近3 0 年的特點(diǎn) 氣象學(xué)的梅雨是季風(fēng)氣候和季節(jié)轉(zhuǎn)換過(guò)渡的產(chǎn)物，它是以大氣環(huán)流的季節(jié)性調(diào)整為背 景，通常是印度季風(fēng)爆發(fā)，副熱帶高壓帶北跳，夏季風(fēng)把暖濕氣流推進(jìn)到長(zhǎng)江中下游與北 方冷空氣在江淮地區(qū)對(duì)峙，而形成梅雨鋒所產(chǎn)生的天氣。它以高濕、悶熱、陰雨連綿而著 稱，是我國(guó)長(zhǎng)江中下游一帶以及韓國(guó)、日本南部所特有的一種天氣現(xiàn)象。古詩(shī)“黃梅時(shí)節(jié)家 家雨，青草池塘處處蛙”生動(dòng)地描繪了當(dāng)?shù)孛酚昙竟?jié)的自然景象。我國(guó)梅雨區(qū)的范圍，北起 淮河，南至閩、贛、湘三省中部，大致在1 1 0 0 e 以東的2 7 3 4 。n 之間。梅雨期長(zhǎng)度以梅雨 區(qū)中部最長(zhǎng)，由于冬夏季節(jié)環(huán)流調(diào)整中的各種復(fù)雜因素，每年的梅雨期無(wú)論在入梅的遲早， 梅雨的長(zhǎng)短，梅雨量的豐、欠等方面，都存在著顯著的年際差異。歷史上解放以來(lái)出現(xiàn)澇 梅的年份，如1 9 9 1 年江蘇省江淮地區(qū)梅雨量普遍達(dá)5 0 0 - 1 0 0 0 毫米，最大值在興化達(dá)1 2 2 0 毫米，南京也達(dá)8 8 0 毫米，造成了江蘇的特大洪澇年。但梅雨量少的年份如1 9 7 8 年，梅雨 量只有5 4 0 毫米，蘇州只有6 毫米，是典型的枯梅年，全省出現(xiàn)百年未遇的特大干旱。 5 統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，江淮地區(qū)在入梅后天氣持續(xù)陰雨連綿的年份并不多，相反大多數(shù)年份的梅 雨期間天氣都以過(guò)程性更迭為主，其中不少年份在梅雨期中，受沿海熱帶氣旋，或西風(fēng)槽 影響，而致使江淮梅雨中斷。但當(dāng)熱帶氣旋東移消失，西風(fēng)帶低壓槽東移北縮，西太平洋 副熱帶高壓脊西伸，其東經(jīng)1 2 0 度的脊線位置仍維持在北緯2 0 2 6 度附近時(shí)，江淮地區(qū)又 將出現(xiàn)一段梅雨天氣。這就是所謂的“二段梅雨”。 引起梅雨中斷與導(dǎo)致梅雨結(jié)束的因素大體上是差不多的，一是與沿海有熱帶氣旋活動(dòng) 相關(guān)，或是熱帶氣旋引導(dǎo)西太平洋副熱帶高壓西伸北抬：或是熱帶氣旋北上使副高東撤，而 導(dǎo)致梅雨中斷。二是與較強(qiáng)西風(fēng)槽南下相關(guān)，而導(dǎo)致副高東撤南壓，使梅雨中斷。三是在 上述兩種因素共同作用下而導(dǎo)致的梅雨中斷。對(duì)兩段梅雨的研究表明，前段梅一般以出現(xiàn) 過(guò)程性降水和局地暴雨為主，發(fā)生連續(xù)暴雨的頻數(shù)不大。而一旦出現(xiàn)二段梅雨，則絕大多 數(shù)雨量陡增，雨勢(shì)更為強(qiáng)盛，區(qū)域性暴雨和連續(xù)暴雨的出現(xiàn)明顯增多，其連續(xù)暴雨的雨量 合計(jì)，往往可占梅雨期總雨量的6 0 8 0 。 本章取長(zhǎng)江中下游地區(qū)四站( 武漢、合肥、南京、上海) ，計(jì)算1 9 8 2 - 2 0 0 6 年逐年同 期( 6 、7 月份) 的平均降水量。計(jì)算得出2 5 年的同期平均降水量為1 7 8 8 2 m m ，本文采用 降水量多于平均值4 0 m m ( 即2 1 8 m m ) 為豐梅，降水量小于平均值4 0 m m ( 即1 3 8 m m ) 為枯梅。 由圖可見(jiàn)，2 5 年梅期旱澇的分布為：屬澇( 即豐梅年) 有1 9 8 2 、1 9 8 3 、1 9 9 1 、1 9 9 6 、 1 9 9 8 、1 9 9 9 、2 0 0 3 年( 共7 年) ，屬旱( 即枯梅年) 有1 9 8 5 、1 9 8 8 、1 9 9 0 、1 9 9 2 、1 9 9 4 、 1 9 9 7 、2 0 0 0 、2 0 0 1 、2 0 0 5 年( 共9 年) 。 2 1 2 長(zhǎng)江中下游地區(qū)梅雨期的劃分標(biāo)準(zhǔn) 有的學(xué)者主張從氣候角度劃定梅雨期，即考慮副高北跳后陰雨日達(dá)到幾天的界限，日 照和候平均氣溫基本穩(wěn)定在某值。但如此一來(lái)，往往對(duì)入梅日只能事后劃定，顯然對(duì)天氣 預(yù)報(bào)服務(wù)缺乏實(shí)際意義。周曾奎指出，劃定梅雨期應(yīng)以大氣環(huán)流季節(jié)性的調(diào)整、轉(zhuǎn)折為主 要依據(jù)。在分析環(huán)流調(diào)整時(shí)，以暖濕氣流的穩(wěn)定北上，即西太平洋副熱帶高壓在東經(jīng)1 2 0 6 度處脊線的北移位置為主，以西風(fēng)帶環(huán)流的調(diào)整為輔。根據(jù)以上原則，先確定入、出梅的 環(huán)流調(diào)整日，然后再結(jié)合大范圍降水現(xiàn)象的起始和終止日期，具有重要的意義。梅雨期的 環(huán)流特征主要表現(xiàn)在：副高的北跳，西風(fēng)急流的北撤和減弱，中高緯西風(fēng)帶波長(zhǎng)的縮短， 波數(shù)的增加以及東亞沿海大槽的北縮、西退等方面。 本文主要研究梅雨期實(shí)際場(chǎng)及自由模態(tài)場(chǎng)中西太平洋副熱帶高壓的演變特征，采用 1 1 0 。e 、1 2 0 0 e 、1 3 0 0 e 的平均脊線位置來(lái)描述副高的南北位置，讀取脊線的規(guī)則如下： 實(shí)際高度場(chǎng)：若1 1 5 。一1 3 0 。e 之間為低槽，則不讀脊線。 自由流函數(shù)場(chǎng)：若1 1 5 0 1 3 0 。e 之間為低值系統(tǒng)，則不讀脊線。 副高第一次北跳時(shí)，i i 0 。e 、1 2 0 。e 、1 3 0 0 e 經(jīng)度上副高脊線平均位置2 0 0 n 。 副高第二次北跳時(shí)，1 1 0 。e 、1 2 0 。e 、1 3 0 。e 經(jīng)度上副高脊線平均位置2 5 0 n 。 有些年份，實(shí)際副高在入梅前已有北移至2 0 0 n 的過(guò)程，本文中所指的副高第一次北跳 均指副高入梅時(shí)的北跳。 2 2 本章研究方法 2 2 1 合成分析 。 合成分析是指以不同的氣候態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)將某變量場(chǎng)x 分成兩組樣本x 。、) 【2 ，并對(duì)x 。、) 【2 分別進(jìn)行合成，從而分析在兩種不同的氣候態(tài)下，場(chǎng)( 變量) x 有無(wú)明顯不同，或說(shuō)兩種 氣候態(tài)是否對(duì)場(chǎng)( 變量) x 有顯著的影響。 合成分析可用t 檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。設(shè)n 1 、n 2 分別是x - 、x ：的樣本容量，、x 2 是 相應(yīng)的平均值，s 1 2 、s 2 2 是相應(yīng)的方差，則檢驗(yàn)兩個(gè)樣本總體平均值有無(wú)顯著差異的統(tǒng)計(jì)量： t2 五一屯 ( 確一1 ) s 1 2 + ( 行2 1 ) s 2 2 r 6 + 刀2 2 ( 2 1 ) 該式遵從自由度y = r 6 + 刀2 2 的t 分布。t 檢驗(yàn)可用于檢驗(yàn)兩個(gè)樣本總體平均值有無(wú)顯著 性差異。當(dāng)給定某信度a ，查t 分布表，若iti 乞，認(rèn)為兩個(gè)樣本總體平均值有顯著性差 異，也就是在兩種不同的氣候態(tài)下，x 變量有顯著的差異。 7 2 2 2 氣候穩(wěn)定性檢驗(yàn) 構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量：j l t ：x - i t o 石 仃 ( 2 2 ) 其中x 為樣本均值；盹和d 為原總體均值和標(biāo)準(zhǔn)差；1 1 為樣本量。如果假設(shè)總體均值 無(wú)改變，即p = ，則x 遵從正態(tài)分布n ( j u o ， 一o - 2 ) ，遵從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布n ( 0 ，1 ) 。由 n 正態(tài)分布查得心l ，心2 ，使得 p ( p p a l ) + p ( j l l p 。2 ) = a 1 + a 2 = a ( 2 3 ) 由于正態(tài)分布的對(duì)稱性，令a l = 口2 = 等，于是有： p ( “j l l a 2 ) = a ( 2 4 ) 在給定的顯著性水平a2 0 0 5 ，查得p 。的值，若ij l li 心= 1 9 6 時(shí)否定假設(shè)，若ij l ii 0 ，那么對(duì)于任意一個(gè)擾動(dòng)，正壓渦度方程的解都是不穩(wěn)定的；只有當(dāng)所有 的v _ = l 0 時(shí)，正壓渦度方程的定常解才是穩(wěn)定的：而當(dāng)v ? = o 時(shí)，解為中性穩(wěn)定。為了得 到1 ，? ，可用譜方法來(lái)數(shù)值求解( 5 5 ) 式( v e r k l y ，1 9 8 7 ) 。假設(shè)( 5 5 ) 式中的純量場(chǎng)是 復(fù)希爾伯特空間h 的元素，這個(gè)空間由所有單位球面上的二次判別函數(shù)組成，并有如下的 內(nèi)積形式：似。，l f ，：) = 石1 p ? y ：出 ( 5 6 ) 這里，d s = c o s 螄聊為球面積元，木表示復(fù)共軛，h 空間建立在標(biāo)準(zhǔn)正交的基礎(chǔ)上，由球 船砜緘p 裟主囂黧”a p 進(jìn)行有限維球諧函數(shù)展開(kāi)，即： fn + i 考= 毒。l 。 ”= - n 矧 lp = p 。匕。 7 槲6 舭= 讎2 微和 ( 5 8 ) 這里，髻。= ( 匕。，l f ，) ，p 。= 一”( ，z + 1 ) 髻，。，記射影算子p 為： nn + l m l p v = y 。匕。 ( 5 9 ) ，；一n ；l m 則( 5 5 ) 式改寫為甲+ ( p l f ，o ，p ) + 彤( 考，朋o ) = 0 ( 5 1 0 ) n+ l i 對(duì)上式在球諧函數(shù)上投影，得：v p 。+ a 。h p 。h = 0 ( 5 1 1 ) m = 一n ”= l m 1 矩陣a m w2 ( ，( p v o , 匕w ) ) 一二萬(wàn)南麗( l 一，j ( p q o , 匕w ) ) ( 5 1 2 ) 其中，m r 表示矩陣第幾行，m 表示矩陣第幾列。方程( 5 1 1 ) 為有限維的特征方程。 對(duì)矩陣么。刪。進(jìn)行常規(guī)的數(shù)值求解即可得特征值和特征向量。本文取平行四邊形截?cái)啵?n = 1 5 ，則矩陣共有元素4 9 6 4 9 6 個(gè)。 5 2 解析自由模的不穩(wěn)定性 圖5 1 和圖5 2 分別給出了1 9 9 1 年6 月8 日和2 0 0 1 年6 月1 7 日實(shí)際大氣自由模的特 征值分布圖，由圖可以看出，實(shí)際大氣不穩(wěn)定模的個(gè)數(shù)很多，即有很多模態(tài)的特征值的實(shí) 部大于零，也就是圖中位于y = 0 上方的點(diǎn)很多，但不穩(wěn)定模基本上還是沿著y = 0 ，x = 0 兩個(gè) 坐標(biāo)軸分樅這說(shuō)明大部分不穩(wěn)定的模態(tài)變化較慢，其變率屬于低頻變率，由丁= 臥 f = h 式可以算岫9 年6 月8 日、z o 。年6 肋日和啪5 年6 月z o 日三個(gè)日期下 最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模的周期和衰減的e - 折時(shí)間尺度，列出表5 - 1 ，表中9 9 9 代表時(shí)間超過(guò) 1 0 0 0 天。從表中可以看出，這些實(shí)際大氣自由模中最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定自由模的e - 折時(shí)間尺 度在6 天以上，而其周期至少為1 6 天，最多達(dá)1 0 0 0 天以上，說(shuō)明這些快速增長(zhǎng)的不穩(wěn)定 自由模態(tài)可以維持較長(zhǎng)的時(shí)間。 圖5 11 9 9 1 年6 月8 日實(shí)際大氣自由模的特征值分布圖 圖5 22 0 0 1 年6 月1 7 日實(shí)際大氣自由模的特征值分布圖 表5 1 三個(gè)日期下的實(shí)際大氣自由模態(tài)中三個(gè)最快增長(zhǎng)的 不穩(wěn)定模的周期和e 一折時(shí)間尺度 圖5 - 3 至圖5 - 5 是1 9 9 1 年6 月8 日( 1 9 9 1 年入梅日) 最先快速增長(zhǎng)的三個(gè)模態(tài)，可 以看出，前三個(gè)最快增長(zhǎng)模的空間結(jié)構(gòu)中，西北太平洋、中太平洋、東太平洋在3 0 0 n 地 區(qū)均有反氣旋性環(huán)流。第二、第三快不穩(wěn)定模在貝加爾湖以東至鄂霍次克海以西為低值系 統(tǒng)，而最快增長(zhǎng)模中對(duì)應(yīng)的低值系統(tǒng)已東移到鄂霍次克海地區(qū)，這些環(huán)流系統(tǒng)的產(chǎn)生像一 個(gè)個(gè)波列從鄂霍次克海傳來(lái)，和遙相關(guān)圖有極相似的地方，而這種遙相關(guān)并不是由于外源 強(qiáng)迫所產(chǎn)生的準(zhǔn)定常行星波的傳播所造成的，而是正壓不穩(wěn)定所產(chǎn)生的最快增長(zhǎng)波動(dòng)。 對(duì)比第三快增長(zhǎng)模( 圖5 5 ) 和1 9 9 1 年6 月8 日一2 0 日的實(shí)際流場(chǎng)( 圖略) ，發(fā)現(xiàn)6 月1 0 日的實(shí)際流場(chǎng)出現(xiàn)類似的環(huán)流型( 圖5 6 ) ，此后維持到6 月2 0 日，可見(jiàn)第三快增 2 9 長(zhǎng)模對(duì)之后的實(shí)際流場(chǎng)演變占主導(dǎo)地位。 對(duì)比分析第三快增長(zhǎng)模( 圖5 - 5 ) 和1 9 9 1 年6 月中旬的5 0 0 h p a 位勢(shì)高度合成場(chǎng)( 圖 5 - 7 ) ?？梢钥闯觯谌煸鲩L(zhǎng)模中，貝加爾湖以東至鄂霍次克海，白令海至阿拉斯加灣一 帶均是低值系統(tǒng)，西太平洋地區(qū)、中太平洋( 1 8 0 0 e ) 地區(qū)、和低緯太平洋東部( 1 2 0 唧) 地 區(qū)均有高值系統(tǒng)。圖5 - 7 中，貝加爾湖以東至鄂霍次克海，白令海至阿拉斯加灣均為低壓 槽，在太平洋地區(qū)呈兩槽三脊型?？梢?jiàn)第三快增長(zhǎng)模對(duì)大氣環(huán)流型的維持占主導(dǎo)地位。這 是因?yàn)榈谌煸鲩L(zhǎng)模的周期最大，超過(guò)了1 0 0 0 天。 圖5 - 31 9 9 1 年6 月8 日實(shí)際大氣自由模中最快增長(zhǎng)的模態(tài)空間結(jié)構(gòu) 圖5 - 41 9 9 1 年6 月8 日實(shí)際大氣自由模中第二快增長(zhǎng)的模態(tài)空間結(jié)構(gòu) 圖5 51 9 9 1 年6 月8 日實(shí)際大氣自由模中第三快增長(zhǎng)的模態(tài)空間結(jié)構(gòu) 圖5 - 61 9 9 1 年6 月1 0 日的實(shí)際流場(chǎng) 圖5 - 71 9 9 1 年6 月1 01 j - 2 0 日的5 0 0 h p a 位勢(shì)高度場(chǎng)合成圖 圖5 - 8 至圖5 - 1 0 是2 0 0 1 年6 月1 7 日( 2 0 0 1 年入梅日) 最先快速增長(zhǎng)的三個(gè)模態(tài)， 可以看出，最快增長(zhǎng)模在鄂霍次克海及鄂霍次克海以東為反氣旋性氣流控制，西北太平洋 地區(qū)、中太平洋地區(qū)地區(qū)( 2 5 。n ，1 8 0 0 e 以東) 、東太平洋地區(qū)( 2 5 。n ，1 1 0 0 w ) 有三個(gè)反氣 旋性環(huán)流。對(duì)比最快增長(zhǎng)模( 圖5 - 8 ) 和2 0 0 1 年6 月1 7 日一3 0 日的實(shí)際流場(chǎng)( 圖略) ，發(fā) 現(xiàn)6 月1 9 目的實(shí)際流場(chǎng)出現(xiàn)類似的環(huán)流型( 圖5 1 1 ) ，此后維持到6 月2 2 日。圖5 1 2 是2 0 0 1 年6 月1 9- 2 2 日的5 0 0 h p a 位勢(shì)高度合成場(chǎng)，對(duì)比圖5 8 和圖5 1 2 ，可見(jiàn)最快增 長(zhǎng)模對(duì)之后的實(shí)際流場(chǎng)演變占主導(dǎo)地位。這主要是因?yàn)? 0 0 1 年6 月1 7 日最快增長(zhǎng)模的周 期最大，超過(guò)了3 0 0 天。 圖5 - 82 0 0 1 年6 月1 7 日實(shí)際大氣自由模中最快增長(zhǎng)的模態(tài)空間結(jié)構(gòu) 圖5 - 92 0 0 1 年6 月1 7 日實(shí)際大氣自由模中第二快增長(zhǎng)的模態(tài)空間結(jié)構(gòu) 圖5 - 1 02 0 0 1 年6 月1 7 日實(shí)際大氣自由模中第三快增長(zhǎng)的模態(tài)空間結(jié)構(gòu) 3 0 圖5 - 1 12 0 0 1 年6 月1 9 日的實(shí)際流場(chǎng) 圖5 - 1 22 0 0 1 年6 月1 9 日一2 2 日的5 0 0 h p a 位勢(shì)高度場(chǎng)合成圖 5 3 本章小結(jié) ( 1 ) 自由模均是不穩(wěn)定的，其不穩(wěn)定程度與自由模的振幅有關(guān)，振幅越大，自由模越不穩(wěn) 定。幾個(gè)最快增長(zhǎng)的自由模表現(xiàn)為強(qiáng)烈的局地性特征。 ( 2 ) 前三個(gè)最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模的e 一折時(shí)間尺度和周期都超過(guò)了6 天，最大的周期達(dá)到 3 0 0 甚至1 0 0 0 天以上，說(shuō)明不穩(wěn)定模是低頻變化的。 ( 3 ) 不穩(wěn)定模的周期越長(zhǎng)，越占主導(dǎo)地位，使得這種不穩(wěn)定模的環(huán)流型得以在實(shí)際流場(chǎng)中 維持一段較長(zhǎng)的時(shí)間。 第六章結(jié)論 ( 1 ) 通過(guò)分析2 0 0 h p a 、5 0 0 h p a 位勢(shì)高度場(chǎng)及前冬北太平洋海溫與長(zhǎng)江中下游地區(qū)梅雨 的關(guān)系，得到：豐梅年，一般前冬太平洋海溫出現(xiàn)中一東太平洋正距平，西太平洋 負(fù)距平，同期( 6 、7 月) 高緯地區(qū)呈雙阻型( 烏拉爾山阻高和鄂霍次克海阻高) ， 西太平洋副高位置偏西，強(qiáng)度偏強(qiáng)，南亞高壓偏強(qiáng)偏東；枯梅年，一般前冬北太平 洋海溫出現(xiàn)中西太平洋正距平，東太平洋負(fù)距平，同期高緯地區(qū)呈單阻型( 貝加爾 湖阻高) ，西太平洋副高位置偏東，強(qiáng)度偏弱，南亞高壓偏弱偏西。 ( 2 ) 分析6 月8 5 0 h p a 合成風(fēng)場(chǎng)，說(shuō)明6 月我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)入梅偏早時(shí)，有三支氣 流會(huì)影響我國(guó)，分別是印度西南季風(fēng)經(jīng)中南半島轉(zhuǎn)向的氣流，蘇門答臘越赤道氣流 和副高南側(cè)轉(zhuǎn)向的偏南氣流。分析7 月8 5 0 h p a 合成風(fēng)場(chǎng)，說(shuō)明7 月我國(guó)長(zhǎng)江中f 游地區(qū)出梅偏遲時(shí)，主要也有三支氣流會(huì)影響我國(guó)，分別是孟加拉灣槽前西南氣流， 南海地區(qū)的東南氣流及副高南側(cè)轉(zhuǎn)向的偏南氣流。 ( 3 ) 統(tǒng)計(jì)分析了1 9 8 2 2 0 0 6 年共2 5 年的入梅、出梅日期，實(shí)際自由模中副高的第一、 第二次北跳日期，得到：豐梅年入梅早，出梅遲，梅期長(zhǎng)；枯梅年入梅晚，出梅 早，梅期短。自由模中副高的第一次北跳日期超前于實(shí)際入梅日期：豐梅年，前 者超前5 1 4 d ，平均超前1 0 6 d ；枯梅年，前者超前3 5 d ，平均超前3 8 d ：一般年， 3 1 前者超前3 9 d ，平均提前6 8 d 。自由模中副高的第二次北跳日期超前于實(shí)際出 梅日期：豐梅年，前者超前5 - 1 3 d ，平均超前8 6 d ；枯梅年，前者超前2 - 7 d ，平 均超前4 2 d ；一般年，前者超前2 - 1 0 d ，平均提前6 o d 。 ( 4 )選取了一個(gè)豐梅年( 1 9 9 1 年) 、一個(gè)枯梅年( 2 0 0 1 年) 和一個(gè)一般年( 1 9 9 5 年) 作個(gè)例分析，發(fā)現(xiàn)自由模態(tài)副高第一次北跳日當(dāng)天的自由流場(chǎng)與實(shí)際入梅日當(dāng)天的 實(shí)際流場(chǎng)兩者間的相關(guān)系數(shù)是一個(gè)極值，可見(jiàn)兩者非常相似。比較兩個(gè)流場(chǎng)及( q ， l f ，) 點(diǎn)陣圖，發(fā)現(xiàn)自由模流場(chǎng)中的小波動(dòng)基本消失，自由模的( q ，l f ，) 點(diǎn)陣圖比實(shí)際 的( q ，t f ，) 點(diǎn)陣圖的發(fā)散程度降低很多，突出了大氣中大尺度運(yùn)動(dòng)的特征。 ( 5 ) 利用標(biāo)準(zhǔn)模方法對(duì)實(shí)際自由模的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，得知自由模均是不穩(wěn)定的，幾個(gè) 最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模表現(xiàn)為強(qiáng)烈的局地性特征。它們的e 一折時(shí)間尺度和生長(zhǎng)周期 都超過(guò)了6 天，有的生長(zhǎng)周期達(dá)到了3 0 0 多天，甚至超過(guò)了1 0 0 0 天，說(shuō)明它們是 低頻變化的。并且發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)最快增長(zhǎng)的不穩(wěn)定模中，周期最長(zhǎng)的占主導(dǎo)地位，使 得這種不穩(wěn)定模的環(huán)流型( 如阻高、副高、低壓槽的配置) 得以在5 0 0 h p a 實(shí)際流 場(chǎng)中維持一段較長(zhǎng)的時(shí)間。 由此，認(rèn)為大氣自由模態(tài)對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的入梅、出梅分別具有提前3 - 1 4 、2 - 1 3 天的指示意義，前三個(gè)最快增長(zhǎng)模中生長(zhǎng)周期最長(zhǎng)的不穩(wěn)定模態(tài)對(duì)實(shí)際流場(chǎng)一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn) 定維持的環(huán)流型具有重要的參考作用。 3 2 參考文獻(xiàn)： 陶詩(shī)言，徐淑英夏季江淮流域持久性早澇現(xiàn)象的環(huán)流特征【j 】氣象學(xué)報(bào)，1 9 6 2 ，3 0 ( 1 ) ： 1 1 0 【2 】陶詩(shī)言等中國(guó)夏季副熱帶天氣系統(tǒng)若干問(wèn)題的研究 m 】北京：科學(xué)出版社，1 9 6 3 ， 1 0 6 1 2 3 【3 】黃仕松副熱帶高壓東西向移動(dòng)及其預(yù)報(bào)的研究 j 】氣象學(xué)報(bào)，1 9 6 3 ，3 3 ( 3 ) ：3 2 0 3 3 2 【4 】畢慕瑩夏季西太平洋副熱帶高壓的振蕩【j 】氣象學(xué)報(bào)，19 8 9 ，4 7 ( 4 ) ：4 6 7 4 7 4 喻世華，楊維武季節(jié)內(nèi)西太平洋副熱帶高壓異常進(jìn)退的診斷研究陰熱帶氣象學(xué)報(bào)， 1 9 9 5 ，1 1 ( 3 ) ：2 1 4 2 2 2 喻世華，張韌，楊維武劇熱帶高壓進(jìn)退機(jī)理研究【m 】北京：解放軍出版社，1 9 9 9 ， 4 7 5 3 t a os h i y a n ，c h e nl o n g x u n ar e v i e wo fr e c e n tr e s e a r c ho nt h ee a s ta s i a ns u m m e r m o n s o o ni nc h i n a m 】m o n s o o nm e t e o r o l o g y ，o x f o r du n i v e r s i t yp r e s s