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《2022年2月廣東降水異常偏多特征及成因分析_李芷卉》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
第45卷第1期廣東氣象Vol.45No.12023年2月GuangdongMeteorologyFebruary2023李芷卉,胡婭敏,趙亮.2022年2月廣東降水異常偏多特征及成因分析[J].廣東氣象,2023,45(1):5-10.2022年2月廣東降水異常偏多特征及成因分析112李芷卉,胡婭敏,趙亮(1.廣東省氣候中心,廣東廣州510640;2.中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室,北京100029)摘要:為了分析廣東?。玻埃玻材辏苍陆邓惓5某梢?,基于1951—2022年廣東省86個國家氣象站逐日降水資料、1991—2022年NCEP/NCAR再分析資料和中國氣候系統(tǒng)監(jiān)測指數(shù)集數(shù)據(jù),采用相關(guān)分析、合成分析等方法研究了2022年2月廣東降水異常偏多的原因。結(jié)果表明:2月廣東降水異常偏多2.7倍,為20世紀90年代以來最多;18—22日出現(xiàn)罕見冬季暴雨過程,20日全省平均日雨量打破2月歷史極值。厄爾尼諾和拉尼娜事件對次年廣東2月降水的影響基本反相,厄爾尼諾(拉尼娜)次年,菲律賓上空為反氣旋性(氣旋性)環(huán)流異常,其西北側(cè)的西南風(fēng)(東北風(fēng))將海洋(陸地)濕(干)空氣輸送至廣東上空,使廣東大部降水偏多(少)。在拉尼娜次年時,若2月青藏高原高度場異常偏低,有利于高原南側(cè)的印緬槽偏強,則廣東?。苍陆邓啵蝗簦苍虑嗖馗咴叨葓雎云?,則廣東省2月降水以偏少為主。2022年2月廣東降水異常偏多,與典型拉尼娜次年的影響不同,但同期青藏高原高度場異常偏低,說明拉尼娜背景并不是導(dǎo)致該次廣東降水異常偏多的原因,青藏高原高度場異常偏低則是導(dǎo)致廣東2022年2月降水異常偏多的主要原因。關(guān)鍵詞:氣候?qū)W;厄爾尼諾;拉尼娜;降水;青藏高原;2月;廣東中圖分類號:P46文獻標志碼:Adoi:10.3969/j.issn.1007-6190.2023.01.002[1]廣東省位于熱帶、亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),10冬季降水偏多的可能性較大,而拉尼娜(La[9]月到次年3月的降水較少,早春和秋冬季節(jié)容易Ni?a)事件時對南方降水的指示信號不明顯。[2]發(fā)生氣象干旱,但近些年冬季暴雨發(fā)生頻率明也有研究指出,拉尼娜事件對中國南方冬季降水[3]顯增加。2022年2月以來,南方多地雨雪天的影響在20世紀80年代發(fā)生了明顯的年代際[10]氣頻繁,經(jīng)歷了幾次大范圍雨雪天氣。2022年2轉(zhuǎn)變。此外,ENSO事件也會協(xié)同其他的海溫月中旬江南南部、華南大部、貴州中部等地降水外強迫因子和大氣環(huán)流異常因子(例:熱帶印度[4]量較常年同期偏多1~4倍。2月1—24日廣洋偶極子、北極濤動等)對中國南方冬季降水產(chǎn)[11-12]東省出現(xiàn)持續(xù)低溫陰雨寡照天氣,粵北山區(qū)出現(xiàn)生影響。雨雪冰凍,其中18—22日廣東省出現(xiàn)了冬季暴2021年9月以來,赤道中東太平洋形成了雨、強降溫,粵北出現(xiàn)雨雪冰凍災(zāi)害,韶關(guān)全市因一次弱的拉尼娜事件,進入2022年2月,拉尼娜災(zāi)直接經(jīng)濟損失約2235.9萬元。事件持續(xù)維持。這次冬季雨雪冰凍災(zāi)害的出現(xiàn),[13]過去的研究發(fā)現(xiàn),冬季赤道中東太平洋的暖與拉尼娜的影響有一定的聯(lián)系。2008年也是(冷)海溫異常,會通過海-氣相互作用,在菲律影響非常嚴重的一次拉尼娜事件,由于極渦異常賓形成異常反氣旋性(氣旋性)環(huán)流,其西北側(cè)偏強,冷空氣不斷分裂南下,導(dǎo)致1月份中國南[14-17]的西南風(fēng)(東北風(fēng))有利于(不利于)海洋上的暖方地區(qū)出現(xiàn)罕見低溫雨雪天氣。2022年2濕氣流輸送至中國南方地區(qū),使南方冬季降水偏月的降水異常與典型拉尼娜事件的影響有所不[5-6]多(少)。但也有研究指出,不同類型的EN?同,是什么樣的大氣環(huán)流系統(tǒng)導(dǎo)致這次降水異常SO事件對中國南方冬季降水的影響有所不的出現(xiàn)將是本研究的重點。本研究將著重分析[7-8]同。厄爾尼諾(ElNi?o)事件時,長江以南在該次拉尼娜事件背景下,2022年2月的大氣收稿日期:2022-07-15基金項目:廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項目(2020B0301030004);中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(XDA20100304);2023年復(fù)盤總結(jié)專項(FPZJ2023-093)作者簡介:李芷卉(1991年生),女,碩士,工程師,主要從事短期氣候預(yù)測與研究。E-mail:ylbc0324@126.com
16廣東氣象第45卷[19]環(huán)流異常變化特征,以及赤道中東太平洋海溫與法,分析赤道中東太平洋海溫異常背景場對大氣環(huán)流異常對廣東?。苍陆邓墓餐{(diào)制作廣東?。苍陆邓挠绊?,并從西北太平洋副熱帶用,在此基礎(chǔ)上,分析廣東?。玻埃玻材辏苍陆邓惛邏?、青藏高原高度場異常等大氣環(huán)流形勢特常的成因。征,初步探究該次2月廣東降水異常偏多的成因,以期為今后同類氣候異常事件的監(jiān)測預(yù)測、1資料與方法分析預(yù)報提供更多的依據(jù)和思路。本研究所使用的資料包括:(1)1951—2022年廣東省86個國家級氣象站的逐日降水?dāng)?shù)據(jù),2結(jié)果與分析數(shù)據(jù)已進行了質(zhì)量控制和插補訂正;(2)美國國2.12月降水異常家環(huán)境預(yù)報中心和國家大氣研究中心(NCEP/2022年2月廣東省平均降水量211.0mm,NCAR)提供的1951年1月—2022年2月第一較歷史同期(57.3mm)偏多2.7倍,為歷史同期[18]代月平均再分析大氣環(huán)流數(shù)據(jù)集;(3)1951第3多,同時為1986年以來最多(圖1a)。受多年1月—2022年2月國家氣候中心提供的130次南支槽和強冷空氣的疊加影響,2月1—3日、項氣候系統(tǒng)監(jiān)測指數(shù)集,包含大氣環(huán)流指數(shù)887—8日和18—22日出現(xiàn)了3次強降水過程,其項、海溫指數(shù)26項、其他指數(shù)16項。氣候平均中1—3日、18—22日還出現(xiàn)了冬季暴雨,粵北山值?。保梗梗薄玻埃玻澳?。區(qū)出現(xiàn)冰凍(圖1b)。采用相關(guān)分析、合成分析等常規(guī)氣象統(tǒng)計方圖11951—2022年廣東?。苍氯∑骄邓嗥桨俜致市蛄校ǎ幔┖停玻埃玻材辏苍聫V東省全省平均逐日降水量變化(b)從空間分布來看,廣東省各地降水量較歷史水天氣,連續(xù)5d出現(xiàn)穩(wěn)定性降水,全省平均累同期偏多1.1倍(樂昌)~4.6倍(郁南),其中粵計降雨量124.8mm,其中19—21日還出現(xiàn)了持北北部偏多1.1~2倍,粵東、粵西大部和珠江三續(xù)時間長達72h的大范圍冬季暴雨過程,累計52角洲南部偏多3~4.6倍,其余地區(qū)偏多2~3倍個站次出現(xiàn)冬季暴雨(圖3a);20日,全省平均日(圖2),雷州站同期降水為有歷史紀錄以來最雨量47.6mm,破2月國家站日雨量最多歷史記多。2月出現(xiàn)持續(xù)低溫陰雨寡照天氣。錄,南澳站錄得最大日降雨量83.2mm(圖3b)。2.2海溫異常的可能影響ENSO是最強的年際變化氣候信號,其通過影響西北太平洋和南海地區(qū)的對流活動和副高演變,對廣東地區(qū)的氣候變化造成影響。2021年9月開始,赤道中東太平洋形成一次弱的東部型拉尼娜事件,并在2021/2022年冬季達到峰值,這次事件為2月氣候異常提供了重要的氣候[20]背景。根據(jù)厄爾尼諾/拉尼娜事件判別方法,選取了20世紀90年代以來ENSO次年進行合圖22022年2月廣東省降水距平百分率分布(%)成(圖4)。厄爾尼諾次年(1992、1995、1998、受強冷空氣以及活躍的南支槽影響,2月2003、2005、2007、2010、2015、2016、2019、2020)218—22日廣東省出現(xiàn)了大范圍降溫和持續(xù)性降月,東亞地區(qū)自南向北呈現(xiàn)“正-負-正”高度
2第1期李芷卉等:2022年2月廣東降水異常偏多特征及成因分析7圖32022年2月18—22日過程累計(a)和過程最大(b)降水量(單位:mm)場距平分布,反氣旋性環(huán)流異常位于菲律賓上多(圖4e)。合成結(jié)果還發(fā)現(xiàn),是否包含2022年空,廣東上空受負高度場距平和異常西南風(fēng)控對拉尼娜次年廣東降水距平百分率的合成結(jié)果制,菲律賓反氣旋西北側(cè)的西南風(fēng)將南海和孟加影響較大(圖4e、f),若不考慮2022年的情況,則拉灣的水汽輸送至廣東上空(圖4a),使廣東大廣東省除粵西降水偏多以外,全省大部降水偏部降水偏多(圖4d)。拉尼娜次年(1996、1999、少;若考慮2022年的合成分析結(jié)果,則廣東省大2000、2001、2008、2011、2012、2018、2021)2月情部降水偏多。對90年代以來拉尼娜次年廣東省況基本相反,東亞低緯度地區(qū)和東北亞受負高度2月降水進行回查,發(fā)現(xiàn)大部分年份降水以偏少場異常環(huán)流控制,華南上空高度場呈現(xiàn)“西高東為主(圖略),2022年2月的環(huán)流異常分布也與低”距平分布,廣東上空為偏北風(fēng)異常,菲律賓上近30年典型的拉尼娜次年環(huán)流異常分布不同,空氣旋性環(huán)流異常西北側(cè)的東北風(fēng)將北方的干說明拉尼娜背景并不是導(dǎo)致2022年2月廣東降冷空氣輸送至廣東(圖4b),不利于廣東降水偏水異常偏多的原因,更多受到其他因素的影響。(圖d、e、f中黑色圓點去表示合成結(jié)果通過95%置信度檢驗)圖420世紀90年代以來ElNi?o次年(a)、不包含2022年LaNi?a次年(b)、包含2022年LaNi?a次年(c)、2月的500hPa高度場和850hPa風(fēng)場距平場合成以及相對應(yīng)的廣東降水距平百分率(d、e、f)2.3青藏高原高度場異常的可能影響場指數(shù)(500hPa高度場上25°N—35°N,80°E—根據(jù)2月降水距平百分率的年際變化序列100°E區(qū)域內(nèi)的格點位勢高度與5000gpm之差(圖1a),選出20世紀90年代以來廣東省降水乘以格點面積的累積值)與廣東省同期降水的相異常偏多的年份(全省平均降水距平百分率超過關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn),兩者呈現(xiàn)非常顯著的負相關(guān)關(guān)系1倍的年份有1992、1997、1998、2022年),并將其(圖5b),并且高原高度場指數(shù)與印緬槽強度指500hPa高度場進行合成分析(圖5a),可以看出數(shù)的相關(guān)性達到0.64,通過99%的置信度檢驗,中國上空呈“南負北正”的反相分布,青藏高原表明當(dāng)青藏高原高度場偏低時,印緬槽較活躍,上空高度場異常偏低。計算2月青藏高原高度有利于孟加拉灣的水汽輸送至廣東省上空,使廣
38廣東氣象第45卷東?。苍陆邓唷#ê谏匦螀^(qū)為青藏高原高度場指數(shù)關(guān)鍵區(qū);黑色圓點表示相關(guān)系數(shù)超過置信度95%的檢驗)圖5廣東?。苍陆邓惓F嗄攴莸模担埃埃瑁校岣叨葓鼍嗥胶铣蓤D(a)和2月青藏高原高度場指數(shù)與廣東省同期降水的相關(guān)系數(shù)分布(b)從1991—2022年2月青藏高原高度場指數(shù)6b),而當(dāng)高度場略偏低時,廣東省大部降水偏少標準化序列(圖6a)可以看到,拉尼娜次年中有7(圖6c)。由此可知,當(dāng)赤道中東太平洋海溫偏年青藏高原的高度場指數(shù)偏低,僅有3年指數(shù)偏低時,若伴隨青藏高原高度場異常偏低的信號,高,但拉尼娜次年有利于降水偏少,這與青藏高則會導(dǎo)致廣東?。苍陆邓唷#玻埃玻材辏苍轮性叨葓銎偷闹甘拘盘栂喾?。為了分析其原高緯高度場異常偏高(圖4c),亞洲極渦指數(shù)明因,對青藏高原高度場指數(shù)異常偏低年(指數(shù)≤顯偏弱(圖略),表明極渦異常活動并不是導(dǎo)致-0.8σ的年份:1992、1994、1995、1997、2000、該次降水異常的主要影響因子,與2008年南方2008、2012、2022年)和略偏低年(-0.8σ<指數(shù)≤地區(qū)罕見低溫雨雪天氣的成因不同;但青藏高原0的年份:1996、2001、2003、2005、2007、2011、高度場明顯偏低,高度場指數(shù)為1991年以來第42014年)進行合成分析對比。當(dāng)青藏高原高度低,它的異常偏低是導(dǎo)致廣東2022年2月降水場異常偏低時,廣東?。苍陆邓黠@偏多(圖異常偏多的主要原因。(黑色圓點表示相關(guān)系數(shù)超過置信度95%的檢驗)圖61991—2022年2月青藏高原高度場指數(shù)標準化序列(a),青藏高原高度場指數(shù)異常偏低(b)和略偏低(c)年份的廣東?。苍陆邓铣煞植?/p>
4第1期李芷卉等:2022年2月廣東降水異常偏多特征及成因分析93結(jié)論387.[4]中國天氣網(wǎng).雨雨雨!南方陰雨魔咒榜出爐這些地本研究結(jié)合了20世紀90年代以來赤道中方降水量打破歷史紀錄[EB/OL].(2022-05-16)東太平洋海溫異常和廣東2月降水異常偏多年[2022-05-16].https://mp.weixin.qq.com/s?__份的環(huán)流特征,探討了2022年2月廣東省降水biz=MjM5MzE2Njk4MA==&mid=2650914223&idx異常偏多的可能成因,主要得到以下結(jié)論:=1&sn=3ba362b4c896b51b017b6ebde6f20531&chksm1)2022年2月廣東省降水異常偏多2.7=bd6e3e448a19b7520d9c9b4eb3b49670b3438d42a2cd倍,為歷史同期第3多,20世紀90年代以來最e11ba3eafe4c0ba7b1817c2ee8286808&mpshare=1&sce多,18—22日出現(xiàn)罕見冬季暴雨過程,其中20日ne=23&srcid=0516r4cgXf9vmgXcKyZmpr2f&sharer_的全省平均日雨量達到47.6mm,打破2月國家sharetime=1652669302429&sharer_shareid=9327站日雨量歷史極值。ecf073c6c87d3aea6042f5af8ff3#rd.2)20世紀90年代以來,ENSO冷暖事件對[5]WangB,WuRG,FuXH.Pacific-EastAsiantelecon?nection:HowdoesENSOaffecteastAsianclimate?.次年廣東2月降水的影響基本呈反相。厄爾尼[J].JournalofClimate,2000,13(9):1517-1536.諾次年,菲律賓上空為反氣旋性環(huán)流,其西北側(cè)[6]WuRG,HuZZ,KirtmanBP.EvolutionofENSO-Re?的偏西南風(fēng)將南海和孟加拉灣的水汽輸送至廣latedrainfallanomaliesineastAsia[J].JournalofCli?東上空,使廣東大部降水偏多;拉尼娜次年則情mate,2003,16(22):3742-3758.況相反,菲律賓上空為氣旋性環(huán)流異常,其西北[7]WuB,LiT,ZhouTJ.AsymmetryofAtmosphericCircu?側(cè)的偏東北風(fēng)將北方的干冷空氣輸送至廣東上lationAnomaliesovertheWesternNorthPacificbetween空,使廣東大部降水偏少。2022年2月廣東降ElNin^oandLaNin^a[J].JournalofClimate,2010,23水異常偏多,與典型拉尼娜次年的影響有所不(18):4807-4822.同,說明拉尼娜背景并不是導(dǎo)致該次降水異常的[8]袁良,何金海.兩類ENSO對我國華南地區(qū)冬季降水原因。的不同影響[J].干旱氣象,2013,31(1):24-31.[9]陶詩言,張慶云.亞洲冬夏季風(fēng)對ENSO事件的響應(yīng)3)廣東?。苍陆邓惓Ec青藏高原高度場[J].大氣科學(xué),1998,22(4):399-407.有非常密切的關(guān)系。在拉尼娜事件背景下,若青[10]袁媛,李崇銀,楊崧.與厄爾尼諾和拉尼娜相聯(lián)系的藏高原高度場異常偏低,則廣東?。苍陆邓袊戏蕉窘邓哪甏H異常特征[J].氣象學(xué)多;若青藏高原高度場略偏低,則廣東?。苍陆祱?,2014,72(2):237-255.水偏少的可能性大。青藏高原高度場異常偏低[11]張曉玲,肖子牛,李躍鳳.ENSO背景下印度洋偶極時,有利于南側(cè)的印緬槽活躍,將海洋上的充沛子海溫異常對中國冬季降水的影響[J].熱帶氣象水汽輸送至廣東上空,使廣東?。苍陆邓唷W(xué)報,2012,28(5):621-632.2022年2月青藏高原高度場指數(shù)異常偏低,為[12]陳文,蘭曉青,王林,等.ENSO和北極濤動對東亞冬90年代以來第四低,高原高度場異常偏低是導(dǎo)季氣候異常的綜合影響[J].科學(xué)通報,2013,58致廣東該次月降水異常偏多的主要原因。(8):634-641.[13]中國天氣網(wǎng).凍哭了!南方人從春節(jié)喊冷到現(xiàn)在大數(shù)據(jù)看究竟有多冷[EB/OL].(2022-05-16)氣候異常是多因子綜合作用的結(jié)果,除了海[2022-05-16].https://mp.weixin.qq.com/s?_溫、青藏高原高度場還會受到其他因子的影響,_biz=MjM5MzE2Njk4MA==&mid=26509143如MJO所處的位相,等等,需要今后進一步深入06&idx=1&sn=c45a0dd56c6fc62b80b59a1fed25d9e7研究。&chksm=bd6e3de98a19b4ffa2483c4d68fcf785ec01e65ebdc8fa6ecc3310bd491172853bf5dd22871a&mpshar參考文獻:e=1&scene=23&srcid=0517bkvl6yj59ebxCwqcvy[1]林良勛,馮業(yè)榮,黃忠,等.廣東省天氣預(yù)報技術(shù)手冊Qy&sharer_sharetime=1652770175372&sharer_sha?[M].北京:氣象出版社,2006:13.reid=9327ecf073c6c87d3aea6042f5af8ff3#rd.[2]梁巧倩,簡茂球.干旱指數(shù)AWTP在廣東冬半年干旱[14]高輝,李威,孫林海,等.2008年1月我國大范圍低分析中的應(yīng)用[J].廣東氣象,2001,23(4):7-9.溫雨雪冰凍災(zāi)害分析Ⅱ.成因分析[J].氣象,2008,[3]麥健華,于玲玲,紀忠萍,等.廣東省冬季暴雨及其環(huán)34(4):101-106.流形勢特征分析[J].氣象科技,2021,49(3):380-[15]譚桂容,陳海山,孫照渤,等.2008年1月中國低溫
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