（气象学专业论文）利用卫星资料对青藏高原mcss及我国南方天气尺度波的研究.pdf

南京信息工程大学硕士学位论文 中文摘要 利用卫星资料，提取了6 4 3 个生成于青藏高原区域的m c s s 序列，对这些 m c s s 的移动路径、活动区域、源地分布、生命史、对流发展强度以及降水强 度的时空分布特征进行了统计分析，结果表明：5 3 的m c s s 不能移出青藏高 原，而移出高原的系统存在向南和向东两个优势方向；青藏高原上存在东西两 个m c s s 高发中心，它们都位于3 3 0 n 以南，西部中心位于雅鲁藏布江河谷地带， 东部中心位于高原东南部横断山峡谷地带，且东部中心强于西部中心：m c s s 的平均生命史长度为3 7 3 9h ；其强对流部分约占m c s s 面积的2 2 ；m c s s 具 有非对称发展的特性，其内部最大的c c 发展的最快。m c s s 的日变化显著，其 生成时刻集中在午后至傍晚这一时段。m c s s 的发展强度和所对应的降水强度 在夜晚趋于加强，而白天趋于减弱；各类m c s s 移出青藏高原后其墨物理特性 和对应的降水都发生明显变化，这说明影响各类m c s s 的机制是不同的，它们 受到不同环境条件的制约；当m c s s 离开青藏高原后，总体上对流系统有发展 加强的趋势，m c s s 所造成的降水率也明显增强。 利用国际卫星云气候计划提供的1 9 8 5 2 0 0 2 年共1 8 年的m c s s 路径跟踪资 料、n c e p n c a r 逐月再分析资料和中国1 3 8 个常规地面观测资料，探讨了青 藏高原m c s s 与中国降水的关系。结果表明：夏季青藏高原m c s s 对我国降水 具有重要影响，它们与中国夏季降水的相关系数分布以四条正负相间的东西向 分布带的形势存在，从南到北依次为“一+ 一+ ”，这与我国夏季降水带的变化 形势非常一致：南亚高压、西太平洋副热带高压和东北冷涡的强度、位置变化 与高原m c s s 生成的多少密切相关，并通过它们对我国夏季降水带的分布造成 重要影响。 利用1 9 9 8 2 0 0 3 年共6 年的t r m m 3 8 4 2 降水资料，采用一种新的波谱分析 方法，对我国华南地区和长江流域夏季的天气尺度波进行了对比分析，结果表 职：华南地区存在明显的向西传播的天气尺度波( 波数：9 - 2 1 ，频率：一0 2 2 0 1 2 ) ， 而长江流域主要是向东传播的天气尺度波( 波数：9 2 1 ，频率：以2 2 司料：o , , 2 0 , v o 通过对这两种天气尺彦波波能的绎向和纬向分布、波动随季节的强弱变化的对 1 q 比分析，得出，夏季华南地区天气尺度波是由西太平洋热带辐合带波的北移所 引起，而长江流域的天气尺度波则是西风气流中高原小槽东移所造成。 关键词：青藏高原m c s s 中国降水天气尺度波 南京信息工程大学硕士学位沦文 a b s t r a c t t r a j e c t o r i e so f m e s o s c a l ec o n v e c f i v es y s t e m s ( m c s s ) o v e rt h et i b e t a np l a t e a u i ns b m n c td u r i n g1 9 9 8t o2 0 0 1a r ei n v e s t i g a t e db yu s i n gd e e pc o n v e c f i o nt r a c k i n g p r o d u c t sp r o v i d e db v 也ei s c c pd x d a t , a b a s ea n d2 a 2 5v e r t i c a lp r o f i l e so fr a i n f a l l r a t ea n dt r m m3 8 4 2v 6g l o b a lg r i dp r e c i p i t a t i o np r o d u c t i o n s t h ef e a t u r e so f m c s s ，s u c ha s 廿a j e c t o r i e s ，a c t i v i t yr e g i o i l s ，o r i g i nd i s t r i b u t i o i l s ，l i f ec y c l e s ， c o n v e c t i v ei n t e r s i t i e s ，p r e c i p i t a t i o ni n t e n s i t i e sa n dd i u r n a lc y c l ea r ea n a l y z e d t h e r e s u l t ss h o wt h a tt h e r ea r et w od o m i n a n td i r e c t i o n sf o rt h em c s sw h i l ec l a s s i f i e d a c c o r d i n gt ot h e i rm o v ed i r e c t i o n s o n ea c t i v ef o r m i n gr e 西o ni so v e ry a l u z a n g b u v 酊l e yw h i l et h eo t h e ro v e rt h em o a n t a i nh e n g d u a n g ，a n dt h el a t t e ri ss t r o n g e rt h a n t h ef o r m e t t h ea v e r a g eu f ec y c l eo fm c s si s3 7 3 9ha n dt h ea v e r a g ec o n v e c t i v e f r a c t i o ni s2 2p e r c e n to v e re a s tc h i n aa n ds o u t h e a s ta s i a m c s sd e v e l o p e d i s s y m m e t r i c a l l y , t h el a r g e s t0 1 1 c sd e v e l o p i n gi st h ef a s to n e t h ep e a kt i m eo f m c s sf o r m i n gi sa r o u n d1 5l st b o t ht h ei n t e n s i t yo fc o n v e c t i o na n d 也er a t eo f p r e c i p i t a t i o ni n c r e a s ea tn i g h t w h i l eb o t hd e c r e a s ea td a y l i g h t t h ed i v e r s i t i e so f c l o u dp r o p e r t i e sa n dp r e c i p i t a t i o r sf i r eo b v i o u sb e t w e e nm c s sl i ei i lt h ep 1 a t e a ua n d p l a i n 1 1 址d i v e r s i t i c sb e t w e e nt w ok i n dm c s sa r ed i f i e r e n t , i ti m p l i e st h a tt h e r e 撇 m o l et h a no n em e c h a n i s m se f f e c t e dm c s s d e v e l o p m e n t , d i f f e r e n te n v i r o n m e n t s h a v ed i f f e r e n tm e c h a n i s m s i nc o n c l u s i o n , w h i l em c s sm o v i n go u to ft h et i b e t a n p l a t e a u , t h e i ri n t e n s i t i e sa r es t r o n g e r ，t h e i rp r e c i p i t a t i o n sa r eh e a v e r t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt i b e t a nm o b i l em c s sa n dt h es b l x l m e rm i n f a l lo v e r c h i n ai ss t u d i e db yu s i n gd e e pc o n v e c t i o nt r a c k i n gd a t a b a s ef r o mi s c c p , r e a n a l y s i sd a t af r o mn c e p n c a r a n dp r e c i p i t a t i o nd a t af r o m1 3 8 s t a t i o n s s i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o ni sf o u n db e t w e e nt i b e t a nm o b i l em c s sa n dt h er a i n f a l lo v e r c h i n a t h ed i s t r i b u t i o no fc o r r e l a t i o nc o e 街c i e n tp r e s e n t st ob ef o r rz o n a lb a n d s w h i c hi s “一+ 一+ ”f r o ms o u t ht on o r t h ，i u s tl i k et h er e g u l a rp a t t e mo fr a i n b a n d s o v e rc h i n a - t h ei n t e r s i t yo fs o u t ha s i ah i g h , w e s tp a c i f i cs u b t r o p i c a lh i 曲a n d n o r t h e a 毗c o l dv o r t e xa r es u g g e s t e dt op l a yt h e i rr o l e so 1t h ee n v i r o n m e n t ，t h z l s a f f e c t i n gt h eb i r t ho f t i b e t a nm o b i l em c s sa n dr a i n f a l lo v e rc h i m b a s e do nt h e6y e a r st r m 玉4 3 8 4 2d a t af o rt h ep e r i o do f1 9 9 8 2 0 0 3 ，t h e s l 肛n n l e fs y n o p t i c - s c a l ew a v ei ns o u t hc h i n aa n di nt h ey a n g t z ei u v e rb a s i na r e a n a l y z e da n dc o m p a r e d r e s u l t ss h o w e d ：t h es y n o p t i c s c a l ew a v em s o u t hc h i n ai s w e s t w a r d w i t har a n g eo fz o n a lw a v e - n u m b e r sk = - i - 9a n df r e q u e n c yf - - - - 0 2 2 0 1 2 髓er a n g eo ff r e q u e n c yo ft h ee a s t w a r ds y n o p t i c - s c a l ew a v ei nt h ey a n g t z er i v e r h a s i ni sf - - 0 2 0t 0o 2 9 w i t ht h es a m ez o n a lw a v e - n u m b e r sa si ns o u t hc h i m b yt h e c o m p a r i n ga n a l y s i so ft h el a t i t u d i n a l ，l o n g i t u d i n a la n ds e a s o n a lv a r i a b i l 衄o f s y n o p t i c s c a l ew a v ei ns o u t hc h i n aa n di nt h ey a n g t z er i v e rb a s i n , t 1 1 i sp a p e r c o n c l u d et h a tt h es u n l m e rs y n o p t i c - s c a l ew a v ei ns o u t hc h i n ai si n d u c e db yt h e n o r t h w a r dm o v h a go f t h ew a v ei nw j s t e r np a c i f i ct r o p i c a lc o n v e r g e n c e a n dt h e1 i t t l e 南京信息工程大学硕士学位论文 p l a t e a ut r o u g hi nw e s t e r l i e si st h em a i nf a c t o rf o rt h es y n o p t i c s c a l ew a v ei nt h e y a n g t z er i v e rb a s i n k e yw o r d s ：t i b e tp l a t e a u ；m c s ；c h i n e s ep r e c i p i t a t i o n ；s y n o p t i cw a v e - - 学位论文独创性声明 本人郑重声明： l 、坚持以。求实、创新”的科学精神从事研究工作 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果 3 ，本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 r 谢意 ， 作者签名：幽蕊 日期：! ! 里2 ：! ：10 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子舨和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定 作者够名： 日期： 翻茏 2 垒蝗z ： 。 乡 南京信息工程大学硕士学位论文 第一章前言 青藏高原约占中国领土面积的四分之一，亚洲面积的六分之一，平均海拔4 0 0 0m 以 上，伸入大气对流层的中部，是世界上海拔最高、面积最大、地形最为复杂的高原，有地 球第三极之称。作为地球上一块隆起的高地，其位于大气对流层中部，以感热、潜热和辐 射加热的形式成为一个高耸入大气的热源。一方面，高原下边界的物理性质，如近地层大 气层结稳定度、地表植被、高原积雪以及土壤温度、湿度的变化都直接影响着地气系统间 的感热和潜热交换，从而引起地气系统三维热力结构的变化。另一方面，青藏高原的位置 在冬季位于西风急流的纬带上，夏季处于东西风带的交界处，对东亚大气环流、气候变化 以及灾害性天气的形成和发展都有重要影响，并且在不同的季节起着不同的作用。 青藏高原的重要性吸引了人们对其全面的研究，内容涉及了边界层研究，地气系统物 理过程，热源研究，气象要素研究，天气系统研究，高原对天气系统、大气环流和气候变 化的影响等等。研究的方法运用了边界层观测资料分析，天气、大气环流客观分析，天气 系统统计分类，卫星云图和雷达图像分析，物理量和能量诊断分析，数值试验及模拟，流 体力学模型实验及动力学理论研究等。我国科学家于1 9 7 9 年5 8 月在青藏高原实施了代号 为q x p m e x 的第一次大气科学实验，1 9 9 8 年5 - 8 月在青藏高原实施了代号为t i p e x 的第 二次大气科学实验。利用这些实验获取的宝贵数据，揭示了一些不为人知的天气事实，研 究了地气相互作用的物理过程、高原大气边界层和对流层结构以及云辐射过程，并揭示了 高原动力和热力作用对大气环流、季风、气候变化和灾害性天气形成和发展的影响。 华南地区和长江流域是中国降水的两个主要降水带，夏季这两个地区降水量的多寡， 往往就决定了当年我国旱涝的程度。而华南地区和长江流域是我国的鱼米之乡，人口密度 大，是国民经济生产的重要要地区。因此华南地区和长江流域每年的洪涝灾害给我国人民 生命安全和经济发胀带来了很大威胁。天气尺度波作为大气中的一种重要波动，其所包含 的天气尺度系统是造成天气变化的直接原因。如江淮切变线、低空急流、热带辐合带、西 南涡等是造成我国南方夏季降水的主要天气系统。因此，对华南地区和长江流域天气尺度 波动的研究，对于减少因灾害天气对我国所造成的损失具有较高的现实意义和经济意义。 1 1 国内外研究进展及现状 从大气动力学和热力学的观点来看，青藏高原是一个动力和熟力扰动源。我国是一个 频受气象灾害侵袭的国家，无论急性灾害还是慢性灾害基本上都与高原的动力和热力作用 有关。陶诗言等i l j 在对中国暴雨的分布特性的研究中指出，中国的暴雨主要由台风、锋面 和从青藏高原东移过来的气旋性涡旋引起。作为天气系统的扰动源，青藏高原对我国东部 大范围的暴雨、雷暴等恶劣天气具有重要影响。我国东部大范围暴雨、雷暴、冰雹等灾害 性天气过程，其初始扰动常可以追溯到青藏高原。陶诗言和丁一汇还进一步指出，青藏 高原的动热力作用不仅能够影响强对流天气，许多降水性天气尺度系统也受到它的影响。 江吉喜等四的研究表明，高原上对流云团的东移可以引发长江流域的暴雨。青藏高原影响 着我国东部大范围的暴雨、雷暴等恶劣天气；作为天气系统的扰动源，我国东部大范围暴 雨、雷暴、冰雹等灾害性天气过程，其初始扰动多可以追溯到青藏高原。例如，对1 9 9 1 年江淮流域、1 9 9 8 年长江流域出现的持续性特大暴雨、洪水的相关研究( 方宗义等h ，李 南京信息工程大学硕士学位论文 玉兰等9 j ，项续康等l o j ，师春香等1 7 j ，江吉喜等p 洲) 表明，造成这些暴雨的某些涡旋系统， 其胚胎可以追踪到青藏高原上空。青藏高原作为地球上一块隆起的高地，直达大气对流层 中部，以感热、潜热和辐射加热的形式成为一个高耸入大气的热源。吴国雄等 1 0 - 1 3 l 、刘屹 岷等l i 、刘新等 1 5 , 1 6 用“高原感热气泵”描述了夏季高原加热场作用下的环流特征。并用热 力适应理论揭示了青藏高原加热对大气环流作用的机制。他们的研究表明，若加热源在某 一高度，则在热源以下，加热强度随高度增强。有正位涡产生；在热源以上加热随高度减 弱，有负位涡产生。下层正位涡除被地面摩擦消耗外，将被侧边界负位涡输入和熟源以上 的负位涡平衡。若加热源以北有西风环流，在b 项作用下在热源区北部，水平非均匀非绝 热加热产生了深厚的反气旋环流。同时，吴国雄等l l ”认为亚洲季风爆发在很大程度依赖于 青藏高原的加热。而钱永甫等i j “、何家骅等1 1 9 1 、王安字等1 2 u 1 的数值试验表明如果没有加热 场就没有青藏高原高压，副热带高压不能断裂，没有季风环流管，高原东侧的梅雨切变线 也不能形成。由此可见，青藏高原地气系统物理过程对全球气候、东亚大气环流、以及我 国灾害性气候和天气异常都具有关键性的重大影响。 现代大气科学观测和研究表明，强对流天气如暴雨、冰雹、龙卷风、雷暴大风和下击 暴流等经常是中尺度对流系统( m c s s ) 造成的。深入地研究m c s 的特征，成因及其与暴 雨过程之间的关系，对于理解天气系统的本质以及降低暴雨洪涝的危害，都有着积极的意 义。青藏高原由于其独特的热力动力作用，在夏季是强烈的对流性天气系统活跃区。f l o h n 2 1 l 的研究表明，高原上每十万平方公里就有2 0 到5 0 个发展很好的积雨云，这表明夏季青藏 高原局地对流活动非常频繁。由于以上两点，青藏高原上的对流性天气系统引起了人们的 广泛注意，较有代表性的是对有关高原涡的研究。2 0 世纪6 0 年代，陈乾1 2 2 1 、吴永森等田】 发现了高原涡及其东移，人们对其开展了较多的研究。吕君宁等惆综合法分析了初生涡 和成熟涡的结构。钱正安等瞄j 贝u 总结了6 种影响低涡生成的因子：感热加热、层结不稳定、 气旋性涡度加强、正压不稳定、风速垂直切变、水汽。郁淑华 2 6 1 对高原低涡东移过程的水 汽图像进行了分析，指出对流层中上部的水汽涡旋活动对高原低涡活动有预示意义。陈联 寿和罗哲贤 2 7 2 s | 利用正压守恒模式，从动力机理方面研究了东移涡旋与环境场的作用，指 出东移涡旋发展需要合适的自身条件和环境。 自从m a d d o x l 2 9 j 在2 0 世纪8 0 年代初从增强显示卫星云图中分析识别出m c c - 一一种 中a 尺度的对流系统以来，人们便开始关注青藏高原上的对流系统。江吉喜等 9 1 研究指出， 高原上的中尺度对流系统活动以9 5 口e 附近为界分为东南部和西南部两个高频率区，并且 西南部高频区中尺度对流系统活动蔓为频繁，但是只有很少数的东移和传播进入东区而影 响长江流域的降水。另外，尽管只有少数中尺度对流系统能够东移或传播出高原和进一步 发展，但却常常造成长江中下游地区的暴雨。卓嘎等 3 0 l 研究发现，青藏高原对流系统随时 间表现出从高原向长江中下游特大暴雨区东移的趋势，高原云系移到长江流域的时期与长 江暴雨期基本吻合。单寅等i j ”统计研究了青藏高原区域对流系统初生阶段的特点，指出初 生阶段对流系统形状多为带状、逗点状以及其他不规则形状，圆形和椭圆形只占约3 0 ， 午后m c s s 数是上午前期的2 倍以上。过仲阳等p 2 - 3 4 1 ，方兆宝等 3 s , 3 6 采用卫星红外影像运 动目标计算机自动识别与跟踪技术，运用面向时空数据挖掘的相关分析法、关联规则及决策 树法，求解了中尺度对流系统东移传播出高原与其周边环境物理场之间的关系。主要结论 为：在4 0 0h p a 上，移出高原且方向向东的m c s s 主要决定于等压面高度、散度和涡度场。 2 南京信息工程大学硕士学位论文 等压面高度变化呈南北向；而在5 0 0b p a 上，等压面高度和k 指数场是影响m c s s 移出高原 的主要因素，k 指数变化呈西东走势。 天气尺度波作为大气中的一种重要波动，其所包含的天气尺度系统是造成天气变化的 直接原因。如江淮切变线、低空急流、热带辐合带、西南涡等是造成我国夏季降水的主要 天气系统。因此，对于天气尺度波动的研究一直得到广大气象学者的重视。如早期叶笃正 等印j 在分析了许多个例的基础上。讨论了天气尺度波对北半球冬季阻塞形势的影响。 g r e e n 呻1 的工作也表明，天气尺度波的强迫作用对阻塞高压的维持起着十分重要的作用。 罗德海等p 4 0 1 通过观测研究证实了天气尺度波激发的阻塞流的生命循环是频散和非频散之 间的转换过程，并从理论上研究了在不同的背景西风条件下阻塞胚胎与局地天气尺度波之 间的相互作用。而姜知娜等【4 “用数值方法研究了行星尺度阻塞波和天气尺度波之间的相互 作用。陆日宇阳j 贝u 分析了一次夏季东北亚阻塞形势维持期间天气尺度波活动强弱的分布和 传播的特征。 另外，l a u 和l a u 4 3 分析了夏季西太平洋、东太平洋、孟加拉湾和大西洋东部热带地 区天气尺度波动三维结构和传播特点。r e e d 和融k 日州则分析了湿季西太平洋赤道地区 1 8 个天气尺度扰动的平均结构。g u 等 4 5 , 4 6 1 利用云、降水和风场资料分析了西非地区i t c z 中向西传播的天气尺度波的结构、季节变化和年际变化。 1 2 主要研究内容 由上可见，以往对青藏高原m c s s 的研究，主要集中在高原m c s s 对周边邻近区域强 降水的作用、m c s s 东移发展的环境流场特征、以及m c s s 的东移和周围环境物理量的关 联性等方面。这些研究具有相当的开拓性，但它们或只关注m c s s 在高原上的特性，或只 关注m c s s 东移到长江流域上空的特性，在统计过程中很少将其作为一个连续的整体进行 考虑。为了更进一步了解青藏高原的动力热力作用，对青藏高原m c s s 的源地分布、移动 规律、日变化、云物理特征、对应降水特性等进行全面的统计分析是十分必要的。此外。 前人对m c s s 的研究一般基于特定年份，诚然，这对于异常降水年份的分析具有典型性， 但却缺乏代表性。而通过对多年统计情况的分析，将能更加全面客观地了解青藏高原对流 系统对我国降水的影响。文章通过对m c s s 爆发异常强弱年高度和风差值场的分析，概括 出青藏高原m c s s 影响中国降水的可能机制。 以往对于天气尺度波的研究主要集中在高纬阻塞高压及低纬热带天气尺度波的研究 上，对中纬度天气尺度波研究较少。丽处于中纬地区的华南地区和长江流域是夏季中国降 水的两个主要降水带，这两个地区降水量的多寡，往往就决定了当年我国旱涝的程度。本 文将对这两个地区的天气尺度波的主要频率段、波能的经向和纬向分布、波动随季节的强 弱变化进行对比分析，从而探测出它们各自的形成机制。 1 3 主要结论 本文对青藏高原m c s s 的源地分布、移动规律、日变化、云物理特征、对应降水特性 等进行了统计分析；给出了夏季青藏高原m c s s 与中国降水的关系，并分析了m c s s 爆发 强弱年的环流特征：采用一种新的波谱分析方法，对我国华南地区和长江流域夏季的天气 尺度波进行了对比分析，从而探讨了它们的形成机制。主要结论如下： - 3 - 南京信息工程大学硕士学位论文 ( 1 ) 夏季青藏高原上生成的m c s s 按照移动方式可主要分为三类：一类为在青藏高原 区域内部移动，没有移出高原主体 第二类则主要移向青藏高原东部，进入中国地区；第 三类主要移向青藏高原的南部地区。其中没有出区的系统占总数的5 3 ，东部出区和南部 出区分别占总数的2 5 和2 2 。即绝大多数的中尺度对流系统并不能移出高原，而能够移 出高原的中尺度对流系统则存在着向东和向南两个明显的优势移动方向： ( 2 ) 青藏高原上存在两个明显的m c s s 生成中心，它们均位于3 3 0 n 以南，其中一个 位于9 5 。e 以西，对应雅鲁藏布江的河谷地区；另一个位于9 5 6 e 以东，对应着横断山脉的 峡谷地区。9 5 。e 以东生成中心的强度强于9 5 0 e 以西生成中心的强度； ( 3 ) m c s s 的生成中心位置存在日变化，表现为在白天随着太阳入射角的增高，生成 中心的强度自东向西逐渐加强，而在月际变化中，生成位置表现为随着太阳高度角的北移 而北移。青藏高原动力热力作用的强烈日变化对m c s s 影响显著。m c s s 的生成时刻集中 在午后至傍晚，m c s s 生成最多的时刻为下午1 5 时，生成最少时为凌晨o o 时，生成数量 最多时比生成数量最少时生成的系统数量高6 倍多。在青藏高原内部时，m c s s 的各类云 特性指数以及降水强度同样存在明显的日变化，表现为m c s s 在夜晚趋于加强，而在白天 趋于减弱。在平原区域时m c s s 虽然也存在日变化，但变化幅度明显弱于高原区域，而绝 对强度却大于高原区域的绝对强度。即m c s s 在其生命史过程中表现为夜晚发展强度强于 白天，平原区域强于高原区域的特征，但高原区域的日变化幅度强于平原区域。另外，虽 然日变化对于m c s s 的形成时刻和降水强度的作用明显。但在相同的时段表现的作用却相 反，这意味着m c s 的形成机制与加强机制是不同的，且影响各类m c s s 发展演变的机制 也可能不尽相同： ( 4 ) 各类m c s s 的云特性在前4 8 h 基本一致，之后突显出不同特征，这说明m c s s 移 出青藏高原后受到不同环境条件的影响，其发展演变规律也就有所不同。各类m c s s 的降 水在其生命史中都表现有日变化特征，但其日变化程度有所差异，在青藏高原内部的m c s s 日变化明显，而移出高原的m c s s 的日变化就要差很多； ( 5 ) m c s s 的平均生命史长度为3 7 4h ，有8 0 的对流系统在4 8h 以内消亡。较大的 m c s s 倾向于有较大的c c 半径极值，较大的内嵌c c 数目，更强的对流性降水。生命史较 长的系统倾向于有较大的对流系统半径、较大的c c 半径、较大的内嵌c c 数目和更低的 最低云顶亮温。内嵌在m c s s 中的c c 在对流系统发展演变过程中生消变化十分剧烈，在 系统发展加强时内嵌的次一级强对流元c c 不是均匀加强的，半径最大的c c 的发展强度 超过其它c c 的发展强度。对流系统发展的越强盛，其最大的c c 中心越偏离对流系统中 心，即中尺度对流系统是非对称发展的； ( 6 ) 对于生成于青藏高原上的m c s s ，当其离开青藏高原后，总体上对流系统有发展 加强的趋势，在云物理特性上的差异主要表现为对流系统半径增加、c c 半径增大、c c 数 目增多、最低云顶温下降、对流活跃部分比重增加。m c s s 所造成的降水率也有明显增强。 ( 7 ) 夏季青藏高原m c s s 与我国降水具有很好的相关性，其相关分布从南到北以四条 正负相间的东西向分布带的形势存在，它们分别是华南负相关带、江淮正相关带、华北负 相关带和东北正相关带，这与我国夏季降水带的变化形势非常一致。 ( 8 ) 夏季青藏高原m c s s 爆发强年，南亚高压和西太副高都偏强，东北冷涡频繁出现， 而夏季青藏高原m c s s 爆发弱年，南亚高压和西太副高都偏弱，东北冷涡偏少，大气环流 d - 南京信息工程大学硕士学位论文 的这种响应对我国夏季降水形势的分布具有重要作用。 ( 9 ) 华南地区和长江流域夏季天气尺度波动存在很大差异，华南地区主要是波数为 ( 乳2 1 ) 、频率为( 0 1 2 d a y 1 0 2 2 d a y 1 ) 、向西传播的波动，而长江流域则主要是波数 ( 9 - 2 1 ) 、频率为( 0 2 0 d a y l - 4 ) 2 9d a y “) 、向东传播的天气尺度波； ( 1 0 ) 我国南方地区向西和向东传播的天气尺度波动大致在2 6 0 n 附近分开，其中向西 传播的天气尺度波在南部，主要集中在9 0 n - 2 3 。n 之间，而向东传播的天气尺度扰动在北 部，主要位于2 9 0 n - 3 9 0 n 之间： ( 1 1 ) 华南地区向西传播的天气尺度波在7 5 0 e 一1 6 0 0 e 之间最明显，而长江流域向东传 播的天气尺度扰动主要集中在1 0 5 0 f _ 一1 4 0 。e 。但对北半球来讲，无论是向西还是向东传播 的天气尺度波，其能量都集中在两大洋的西海岸； ( 1 2 ) 天气尺度波动的季节变化非常明显，向西传播的华南地区天气尺度波波能主要集 中在5 1 1 月，8 月最强，而向东传播的长江流域天气尺度波动在3 - 1 0 月一直存在，5 月 份最强。西传和东传的天气尺度波都随着季节南北移动； ( 1 3 ) 华南地区西传天气尺度波动是由西太平洋热带辐舍带波动所引起的，长江流域东 传天气尺度波则是由青藏高原小槽东移所造成。 1 4 存在的问题及未来工作展望 本文利用了各种资料对青藏高原m c s s 进行了全面的研究。通过综合分析，揭示了源 于青藏高原的m c s s 的许多观测事实，但限于时间和研究手段，本文目前只是利用定量化 的客观资料对各种观测事实进行了定性的分析说明，并没有对其物理机制进行深入的研究。 对m c s s 物理本质的解释，将对青藏高原的热力动力作用的深入理解、提高我国暴雨和强 对流天气预报的准确性等都具有重要意义，有待开展进一步的工作。 同样，本文对于华南地区和长江流域的天气尺度波动的研究，目前也只是局限于对它 们的波谱特性在空间、时间上的分布进行分析，没有从理论和物理机制上探讨其形成原因 和传播机制。这些研究对于我国南方天气尺度波的认识都是具有非常重要的意义的，值得 我们在以后的工作中对其进行研究。 本章参考文献： 【1 】1陶诗言中国之暴雨北京：科学出版社，1 9 8 0 2 2 5 p p 【2 】t a o ，s h i y * , a n dd i n g , y t h u i o b s e r v a t i o n a le v i d e n c eo ft h ei n i i n e n e o ft h eq i n g h a i - x i z a a gf n b c t ) p l a t e a uo l lt l i co g g l l l l x l l e eo f h e a v yr a i na n d 鸵v e f cc o n v e c t i v es t o r m si nc h i n a a m 掰i c a nm e t e o r o l o g i c a l s o e i e _ ：y , b u l l e t i n , 1 9 8 1 ，6 2 ，2 3 - 3 0 3 1江吉喜，项续康，范梅珠青藏高原夏季中尺度强对流系统的时空分布应用气象学报，1 9 9 6 。7 ( 4 ) ： 4 7 3 - - 4 7 8 【4 】方宗义夏季长江流域中尺度云团的研究大气科学进展，1 9 8 6 ，2 ( 3 ) ：3 3 4 - 3 4 0 【习李玉兰王倩熔，郑新江等中国西南一华南地区中尺度对流复合体( m c c ) 的研究大气科学，1 9 8 9 , 1 3 ：4 1 啦2 5 南京信息工程大学硕士学位论文 【日 项续康，江吉喜中国南方地区的中尺度对流复合体应用气象学报，1 9 9 5 ，“1 ) ：9 - 1 7 【7 】师春香，江吉喜，方宗义1 9 9 8 长江大水期间对流云团活动特征研究气候与环境研究，2 0 0 0 ，5 ( 3 ) ： 2 7 ”8 6 【8 】 江吉喜，项续康，范梅珠青藏高原夏季中尺度强对流系统的时空分布应用气象学报，1 9 9 6 ，7 ( 4 ) ： 4 7 3 , 4 7 8 【9 】扛吉喜，范梅珠夏季青藏高原上的对流云和中尺度对流系统大气科学，2 0 0 2 ，2 6 ( 2 ) ：2 6 3 2 7 0 【1 0 】吴国雄，李伟平，郭华等青藏高原感热气泵和亚洲季风叶笃正主编：赵九章纪念文集，北京， 科学出版社，1 9 9 7 ，1 1 6 , 一1 2 6 1 1 】吴国雄，刘新，张琼等青藏高原抬升加熟气候效应研究的新进展气候与环境研究，2 0 0 2 ，7 ( 2 ) ： 1 8 4 - - 2 0 1 【1 2 1吴国雄。刘屹岷，热力效应、过流，频散和副高i ；热力适应和过流大气科学，2 0 0 0 ，2 4 ( 5 ) ： 4 3 3 - - 4 4 6 【1 3 】吴雷雄，刘新，张璩等，青藏高原抬升加热气候效应研究的新进展气候与环境研究，2 0 0 2 ，7 ( 2 ) ： 1 8 4 也0 l _ 【1 4 】刘屹岷，吴国雄热力适应、过流、频散和副高：水平非均匀加热与能量频散大气科学，2 0 0 1 ， 2 5 ( 3 ) ：3 1 7 q 2 3 【l5 】 刘新，吴圆雄，李伟平等夏季青藏高原加热和大尺度流场的热力适应自然科学进展，2 0 0 1 ，l l ( 1 x 3 3 3 9 【1 6 刘新，吴国雄，刘屹氓等青藏高原加热与亚洲环流季节变化和季风爆发大气科学，2 0 0 2 ，2 6 ( 6 ) ， 7 8 2 7 9 3 【1 7 1吴国雄，张永生，青藏高原的热力和机械强迫作用以及亚洲季风的爆发i ：爆发地点大气科学， 1 9 9 8 ，2 2 ：8 2 5 8 3 7 【1 8 】 钱永甫，颜宏，王谦谦等行星大气中地形效应的数值研究北京，科学出版社，1 9 8 8 ，2 1 7 p p 【1 9 何家骅陈隆勋，李维亮大气热源和青藏高原对季风环流形成的数值试验的初步结果青藏高原 气象科学实验文集( - 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- 1 3 8 7 p o 卓嘎，徐祥德，陈联寿青藏高原对流云团东移发展的不稳定特征应用气象学报2 0 0 2 1 3 ( 4 ) ： 4 4 8 , - 4 5 6 3 1 】单寅t 林珲，付慰慈等夏季青藏高原上中尺度对流系统初生阶段特征热带气象学报2 0 0 3 ，1 9 ( 1 ) ： 6 1 6 6 【3 2 】过仲阳，转珲，江吉喜等青藏高原上中尺度对流系统东移传播成因地球信息科学，2 0 0 3 1 ：5 1 0 【3 3 】过仲阳，林珲，江吉喜等卫星遥感揭示的青藏高原上m c s 活动特征及东移传播遥感学报。2 0 0 3 ， 7 ( 5 ) ：3 5 0 3 5 7 3 4 】 过仲阳，戴晓燕，林珲等影响m c s s 移动的环境物理量场提取华东师范大学学报( 自然科学版) ， 2 0 0 4 ，1 ；6 7 7 2 。 3 5 】 方兆宝，林珲，吴立新等m c s s 移出青藏高原规律的可视化表达与知识发现测绘学院学报，2 0 0 4 ， 2 1 ( 1 ) ：6 l 击5 3 0 3 方兆宝，吴立新，林珲等面向空间数据挖掘的m c s s 移动和传播影响因素分析热带气象学报， 2 0 0 4 ，2 0 ( 5 ) i6 0 0 - - 6 0 4 3 7 叶笃正等北半球冬季阻塞形势的研究，北京：科学出版社，1 9 6 2 3 8 】 g r e e nj s 丸rt h ew f a f h f rd u r i n gj u l y1 9 7 6 ：s o m ed y n a m i c a lc o n s i d e r a t i o u so f t h ed r o u g h t w