江淮流域梅雨期降水和环流形势的数值模拟及高原地表热力异常影响的数值研究

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1、NanjingUniversityPh．ADissertat／onNumericalSimulationoftheMeiyuPrecipitationandAssociatedCirculationsandNumericalStudyofThermalAnomaliesintheTibetanPlateauEffectoffMeiyuZHUODongqiMajor：ClimateChangeandClimateModelingAdvisor：Prof．ZhangYaocunSchoolofAtmosphericSciences，NanjingUniversityMay,200

2、9固IIIIIIIIIIIIHIHU11111111111111111Y2371322毕业论文题目：江淮速域梅耍期隆丞塑叠速丝垫的数值檬拟壁高愿地麦垫力昱堂丝响的数值硒究氢垒鲎专业巡级盗±生姓名：主壅查指导教师(姓名、职称)：鲞狸盎(盛昱：筮撞2摘要本文首先采用数值模拟和诊断分析相结合的研究方法，评估区域气候模式RegCM3、全球格点大气环流模式GAMIL和全球大气谱模式SAMIL对东亚地区梅雨期降水及环流形势的模拟能力。并依据评估结果，通过修改Grell积云参数化方案以及利用区域模式与全球模式嵌套来提高模式对东亚梅雨降水的模拟能力。其次利用NCEP／NCRA再分析资料和国家

3、气候中心提供的降水观测资料，通过诊断分析和数值模拟的方法，研究了高原地表温度异常与江淮流域梅雨的关系。初步分析了高原地表热力异常对江淮流域出、入梅和梅雨降水强度的关系和影响机制，讨论了高原热力变化在近40年江淮流域梅雨年代际变化中的作用。主要结论如下：1)区域气候模式RegCM3基本能模拟出梅雨降水阶段大气环流和温、湿场的基本特征。模拟结果主要偏差在于模拟的梅雨锋强度偏弱、对流不稳定能量释放位置偏南、江淮流域降水偏少、华南地区降水偏多。在Grell积云参数化中严格对流触发条件，抑制相对较干条件下的虚假对流发生，使得模拟的强上升运动区域和不稳定能量释放区域偏南的现象得到改进，模

4、拟的副高和西南低空急流的位置和强度更加合理，从而改进了模式对梅雨降水位置和强度的模拟能力。2)通过评估全球大气环流模式GAMIL(Zhang．McFarlane和Tiedtke方案)和SAMIL(Tiedtke方案)对江淮流域梅雨降水及环流形势的模拟能力，发现在“模拟的梅雨期”，GAMIL(Zhang．McFarlane方案)和SAMIL(Tiedtke方案)对梅雨降水空间分布的模拟相对合理，但对梅雨降水时间演变的模拟能力较差，均存在模拟梅雨提前出现的偏差。GAMIL(Tiedtke方案)模拟的梅雨降水空间分布形势较差，且模拟的梅雨降水强度偏弱，但较好地模拟出梅雨降水的时间演

5、变。GAMIL(Zhang．McFarlane方案)和SAMIL(Tiedtke方案)模拟的梅雨期提前的原因主要是因为模拟的海陆热力差异变化速率较快，在春夏过渡季节尤其明显。在大气环流模式GAMIL中嵌入区域气候模式RegCM3，对梅雨降水的空间分布和相应的高低空环流特征的模拟效果较GAMIL模式单独使用时有明显地改进，但是对梅雨降水的时间演变改变较小，嵌套模式对梅雨时间演变的模拟能力与大气环流模式提供的嵌套场有着密切的关系。3)高原地表温度与江淮流域出、入梅和降水强度等梅雨特征量有很好的相关关系。江淮流域入梅时间与5月份高原西南部关键区(70"-'80oE，24,-～3lo

6、N)地表温度有显著的正相关关系；江淮流域出梅时间与6月份高原西部关键区(70"--'80。E，30---'42oN)地表温度有显著的负相关关系。高原地表热力异常加速了东亚地区大气环流从冬季型向夏季型转变的速度，从而影响到江淮流域出、入梅。4)6月份高原东部关键区(87"---'97。E，27"--'37oN)地表温度与江淮流域梅雨降水强度有显著的正相关关系。高原东部关键区地表温度增加以后，使得对流层高层南亚高压加强东移，西风急流东部强度增强，江淮流域高层出现偏北差值气流，更多的冷空气从高纬地区进入到我国江淮流域。对流层中低层副高加强西伸，副高西侧边缘的偏西南气流异常加强，有更

7、多的水汽和不稳定能量输送到我国江淮流域，江淮流域的梅雨锋强度和上升运动增强，从而使得江淮流域梅雨降水强度增加。高原东部关键区地表异常加热的数值试验也很好地证明了以上结论。5)分析近40年江淮流域梅雨的变化特征发现，在20世纪70年代末江淮流域梅雨出现明显的年代际变化，1960"---,1979年为梅雨少雨期，1980---"1999年为梅雨多雨期。高原5、6月份地表温度在70年代末同样存在明显地年代际变化，特别是6月份高原西部存在显著降温，高原东部存在显著的增温。数值试验表明高原的这种热力变化对梅雨降水