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东北冷涡与梅雨之间的关系

研究表明,东北冷涡与梅雨季有关,那么东北冷涡与梅雨季有什么关系呢?
梅雨期东北冷涡与降水的关系
下图为梅雨期NECVI与降水量的相关系数。从长江中下游经东海到半岛和日本,是一个大范围的显着正相关区,当东北冷涡较强时,上部地区降水很可能偏东北冷涡较弱时,高空降水可能会偏少。
显着正相关区与东亚梅雨区基本重合,因此梅雨期间,在东北冷涡较强的年份,梅雨降水量可能偏高,而在东北冷涡偏强的年份, .越弱,梅雨的雨势很可能越小。由于梅雨降水的分布是偏态分布而非正态分布,因此在很多降水分析中,都使用z-index来描述降水的变化。
总之,梅雨时期东北冷涡与梅雨之间存在显着相关性,东北冷涡越强,梅雨量很可能偏多,东北冷涡越弱,梅雨量很可能偏少。
东北冷涡影响梅雨的可能机制分析
已有研究表明,东北冷涡在500 hPa气象图上表现为冷低压中心。检验本研究定义的东北冷涡强度指数(NECVI)能否定量描述东北冷涡的物理图景,描述其构造特征,计算500 hPa合成位势高度和异常强异常弱温差多年的东北寒涡在汛期前的野外。
从海拔高度场来看,从华北和我国东北经半岛到日本存在大范围显着差异的低压中心,说明上述地区在高压中存在低压中心。 NECV1年,而在低指数年,上述区域为低压充填或高压开发;从温度场来看,上述地区均被低温中心覆盖,具有显着性。差异,且区间略小于高度场,说明高NECV1年该地区存在冷中心,低NECV1年则相反。
从以上分析可以看出,本文定义的NECV强度指标基本反映了NECV的主要特征,因此可以用来定量描述NECV的强度。
东北冷涡活动区的高低空相对涡度场基本具有相同的变化趋势,由此可见东北冷涡是一个具有相当正压结构的深部系统。高NECV1年以上区域形成正涡度,低NECV1年以上区域形成负涡度。

长江中下游有显着的正相关区,黄河中下游以南有显着的负相关区,很难发现这些区域精确定位.在受东北冷涡影响的区域底部,也有梅雨带活跃的区域。此外,我们知道正(负)涡度通常随着上升(下降)运动而发展。
因此,在东北冷涡较强的年份,长江中下游地区常对应正涡度和上升流的发展,而黄河中下游以南地区则对应发展负涡度和下沉运动。东北冷涡较弱的年份则相反。
水汽输送的强弱对梅雨的多少有重要影响。下面分析东北冷涡异常年梅雨期对流层低层水汽输送情况。
长江-半岛-日本中下部至大洋以东为水汽输送差异辐合线,辐合线以南为明显的西—西南方向水汽输送差异区。 , 北部是该值场控制的显着北向水汽输送差异区在东北冷涡较强的年份,辐合线以南的西-西南向水汽输送差异和北部偏北的水汽输送差异均增大,使得低层水汽输送偏弱。这一地区的辐合更强,这是梅雨量的增加,提供了有利的水汽条件,而东北冷涡较弱的年份则恰恰相反。
原因是在东北冷涡较强的年份,对流层低层长江以北至东北大部地区出现正涡度,有利于该地区气旋性环流的发展,该地区长江以北正处于异常气旋式环流的底部,从而形成异常的西偏西北风水汽输送,并且在副热带西太平洋东北冷涡强盛的年份,常伴有异常负涡度发展,有利于本区反气旋环流加强,进而导致西太平洋副热带高压加强。
梅雨区恰好位于西太平洋副热带高压的西北边缘,该区南部发育异常的西-西南风水输送。从以上分析不难发现,东北冷涡和西太平洋副热带高压的共同作用可能是东亚梅雨地区水汽辐合增强的原因。
层结是影响梅雨降水的另一个重要因素。在东北冷涡较强的年份,低层梅雨区(长江中下游—半岛—日本东部海域)基本呈正相关覆盖,显着正相关的中心位于长江中下游和长江以南,东北濒临半岛,东南濒临日本。
表明这些区域下层相对湿度增加,上层30°N至150°N为显着的带状负相关区域,表明该区域相对湿度降低,形成. “千湿”的高低配置,加剧了梅雨地区不稳定的层结,有利于梅雨的崛起。东北冷涡较弱的年份则相反。
此外,上升流也是影响梅雨的重要因素。这里给出了东北冷涡东南部(沿120°E)和纬向(沿27°50N)年距平的差异流场。
从南段看,东亚25°N-30°N对流层主要受显着差异上升气流控制,而30°N-35°N对流层基本受显着差异上升气流控制。通过下沉的气流。 105°E至135°E的下层(850hPa以下)受显着差异上升气流控制,上层(100hPa附近)受显着差异下降气流控制。
这一切都表明,在东北冷涡强年,该地区(25°N~30°N,105°E~135°E)地区对流层抬升发展,)地区沉降运动。在东北冷涡较弱的年份,情况正好相反。
通过以上分析,可得出东北冷涡影响梅雨的可能机制:在东北冷涡强年份,东北冷涡引导北方的“干冷”空气向南侵入,并在梅雨区北缘与低层强西南暖湿气流相遇,形成“顶干底湿”上升运动的触发,梅雨不稳定的层结最终导致暴雨;而在东北冷涡较弱的年份,情况恰恰相反。
北太平洋海温与NECV异常的关系考虑到大气环流异常与海温异常的密切关系,我们计算了梅雨期的NECVI和前6个月(从上年12月至今年5月)的全球海温。年)。月)和同期(当年6-7月),确定与北太平洋海温的相关性最显着。
前年12月,北太平洋中部出现小范围负相关区,后面积逐月扩大并向西北延伸,直至当年7月,整个西北太平洋被大范围负相关区覆盖,中心约位于40°N~45°N之间,说明梅雨期或同期东北冷涡较强时,海温在上海区常明显较低,有利于上海区异常沉降运动的发展。
同时,由于东亚大陆的热性由冬转夏(东亚大陆冬天是寒泉,风从大陆吹向海洋;夏天东亚大陆转.在热源中,风从海洋吹向大陆),由于夏季冷涡强,西北太平洋海温常偏低,主要表现为东西向热差西北太平洋与东亚大陆之间的陆地和海洋,因此下东亚大陆与西北太平洋之间会出现东风异常。
同时,西北太平洋海温较低,加大了该地区与东亚中低纬度地区的热力差异,致使高层西风急流加强。东北冷涡出现时,东亚中高纬度有上升运动,因此在东亚中高纬度与西北太平洋之间形成异常气流闭合环流,有利东北冷涡的进一步激活和加强。反之,东北冷涡较弱。因此,早期北太平洋海温异常可能是导致梅雨期东北冷涡异常的因素之一。
不难看出,夏季陆海热力反差对东北冷涡有促进作用,冬季对东北冷涡有抑制作用。那是因为在冬天,西北太平洋是热源,而东亚大陆是冷源,所以低层风从东亚大陆吹向西北太平洋,也就是西风,方向与上层相匹配,不利于东亚中高纬度地区的上升运动,这也可能是夏季东北冷涡发生频率远高于其他季节的原因。

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