淮河流域汛期典型旱涝年低频环流特征分析

【作者】 程智； 徐敏； 罗连升； 丁小俊；

【机构】 安徽省气候中心；

【摘要】 利用小波分析、Butterworth滤波器分析了淮河流域汛期典型旱涝年降水和大气的低频特征,结果表明:(1)从典型旱涝年降水季节内周期特征来看,小波分析的结果显示典型涝年30—60 d周期段是其最显著的周期,排除了头部影响的6—8月通过了0.1信度的检验,而旱年在排除头部影响的区域内看不出显著的周期。采用Butterworth滤波器对涝年、旱年降水序列分别进行了10—30 d和30—60 d周期的带通滤波,方差分析表明无论对于10—30 d还是30—60 d,淮河流域汛期降水的振荡强度都是涝年大于旱年,尤其是30—60 d旱涝年差距更为明显,涝年30—60 d滤波序列方差为4.51,旱年为0.37,涝年和旱年方差之比为12.2;涝年10—30 d滤波序列方差为3.16,旱年为0.67,涝年和旱年方差之比为4.7。因此涝年低频振荡的强度较旱年更强,其中30—60 d的周期差异更为明显。(2)从典型旱涝年大气30~60天振荡特征来看,比较了典型涝年、旱年平均降水30—60d低频滤波序列峰值位相上的200 h Pa低频位势高度场和850 h Pa低频风场的差异,主要的区别来自于东亚地区,200 hP a低频位势高度场上在90°E以东的地区,涝年在东西伯利亚地区为大片负异常区,在鄂霍茨克海为正异常,日本-朝鲜为负异常,副热带地区为带状的正异常,图3b的850 h Pa低频风场中东亚沿海的反气旋异常十分明显。旱年东亚也存在一条低频异常带,但位相与涝年相反。差值场的结果表明在东西伯利亚大片区域存在显著的差异,反映出这可能是旱涝年低频环流一个重要的关键区,涝年为负异常而旱年为正异常;850 h Pa风场中,旱涝年长江以南到东海的风场存在显著的差异,反映出了前述的副热带高压的差异。(3)从低频信号的传播特征来看,绘制了涝年和旱年110~120°E平均30—60 d滤波的200 h Pa低频相对涡度的纬度—时间剖面图,结果表明涝年最明显的振荡中心位于25~40°N,其北面40~60°N和南面10~25°N也各存在一个中心,但强度较弱;旱年中心的位置有较大差异,此外涝年有从低纬向副热带传播的特征,传播至副热带地区后加强,此外涝年也有一定的从高纬向中纬传播的特征,尤其在6、7月最为明显,旱年低频信号的经向传播不明显,仅在35~50°N存在低频振荡,高低纬缺乏联系。从涝年和旱年30~35°N平均30—60d滤波的850h Pa低频相对涡度场的经度-时间剖面图可以看出,涝年最明显的振荡中心位于日界线附近,呈规则的30—60 d振荡,100~140 E°也存在较为清晰的振荡特征。旱年在日界线也存在微弱的振荡特征,但强度远小于涝年。从低频信号纬向传播来看,涝年太平洋-东亚存在较为明显的从140°E以东地区向100~120°E的东亚传播;旱年也存在西传特征,但未能传播至120°E以西的地区,淮河流域(110~120°E)仅在6月之前存在微弱的振荡。更多还原