华南地区前、后汛期逐小时降水特征及其成因分析

【作者】 李德帅； 孙建华； 王金艳； 王宪忠；

【机构】 解放军94032部队气象台； 中国科学院大气物理研究所； 兰州大学大气科学学院；

【摘要】 华南地区雨季时间长且暴雨频发,其年降水量的分布为典型的"双峰型",分别称之为前汛期(4-6月)和后汛期(7-9月)。已有研究多基于逐日/月降水资料,而对逐小时降水的特征研究较少,且当前大多数模式对降水日变化的模拟水平仍有限,要改进其模拟水平,需加强对降水日变化观测事实的分析及物理机制的理解。基于此,本文利用1982-2012年4-9月的逐小时降水资料,采用谐波分析、EOF、REOF等方法,对比分析了华南前汛期与后汛期的降水特征,并利用再分析数据探讨了前、后汛期降水日变化差异的可能形成原因。研究结果表明:(1)从降水量来讲,华南前汛期降水存在三个大值中心,分别位于广东沿海的阳江-恩平一带,广东中北部及广西北部山区,而后汛期则主要为沿海多于内陆。从降水频数来讲,前汛期降水频数的高值区主要位于华南地区北部与广东沿海的阳江一带,而后汛期降水频数的大值中心位于广东、广西沿海及广西西部山区,降水频数的大值中心与降水量的大值区基本对应。(2)对于降水过程,前汛期在广东中北部山区具有一个大值中心,而后汛期则由沿海向内陆递减;降水过程的平均持续时间在前汛期呈现出由北向南递减的特点,而在后汛期则呈现出沿海降水过程持续时间长,华南中西部持续时间短的特征。在一日之中,前汛期的降水量呈双峰型,峰值在凌晨、午后,凌晨的峰值与持续性降水有关,且降水强度越大,长持续时间(≥4h)的过程主要贡献越明显,午后的峰值;后汛期降水主要发生在午后,以短时降水为主。(3)前汛期降水在112°E以西存在自西向东的位相传播,降水主要发生在夜间至早晨,这一地区也是地形高度迅速降低,由二级阶梯向三级阶梯转换的地区;而在112°E以东,降水无显著的位相传播,降水主要出现在午后;后汛期降水在整个华南地区均出现午后峰值,但在110°E以西依然存在位相的自西向东传播,但比前汛期弱得多。(4)利用3h间隔的再分析数据进行诊断分析表明,在华南地区的西侧及东侧,降水的影响系统是不相同的:华南地区的西部存在高原-谷地之间的环流控制,而华南地区的东部存在海洋-陆地性质的环流。在午后,伴随陆地升温,华南地区东部由于距离海洋较近,对流层低层的异常水平风场由海洋吹向大陆,该区出现异常风场的强辐合中心及垂直上升运动;而华南地区西部具有异常风场的强烈辐散,出现下沉运动。日落后,在云贵高原及其以东地区表现为强的异常风场辐合,异常上升运动显著,且上升气流中心自西向东移动,至后半夜华南地区西部则表现出异常风场的辐合,有利于出现降水;华南东部地区则表现为异常风场的辐散。更多还原