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1960-2016年广东冬季降水变化特征及成因

2021-12-24卢泽彬徐建军杨金艺

广东海洋大学学报 2021年6期
关键词:降水强度海温厄尔尼诺

卢泽彬,张 宇,徐建军,杨金艺

1960-2016年广东冬季降水变化特征及成因

卢泽彬1,2,张 宇1,2,徐建军2,3,杨金艺1,2

(1. 广东海洋大学海洋与气象学院 // 2. 广东海洋大学南海海洋气象研究院,广东 湛江 524088 ;3. 广东海洋大学深圳研究院,广东 深圳 518120)

【】探究大气环流与热带太平洋海温异常(尤其是ENSO事件)对广东省冬季降水的影响,揭示降水变化的物理机制。利用1960年12月-2017年2月广东省地面常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料,运用相关分析和合成分析方法,探讨广东省冬季降水时空变化特征,分析降水变化的原因。1)广东冬季降水自南向北递增,高值中心在粤北地区,近57 a降水总量呈不显著的增加趋势(4.25 mm/10a,= 0.58),降水强度显著增加(0.48 (mm/d)/10a,< 0.01),降雨日数在显著减少(-1.19 d/10a,< 0.05)。2)广东冬季降水偏多时,我国大部分地区气压偏高,近地面冷高压活动频繁;500 hPa位势高度场上,中高纬度亚欧大陆自东向西出现“+ - +”型相关分布,乌拉尔山附近阻塞高压偏弱,冷空气易南下影响我国,南支槽偏强,西太平洋副热带高压偏强,有利于向广东地区输送水汽。3)广东冬季降水与热带太平洋海温异常也存在密切联系,冬季降水与同期海表温差(SSTA)相关场呈类似厄尔尼诺年的SSTA分布。而厄尔尼诺年广东恰处于西太平洋副热带高压西北角,受西南气流控制,且850 hPa来自南海与孟加拉湾的水汽在广东上空辐合,造成降水偏多。而拉尼娜年副热带高压强度偏弱,位置偏东,南海上空受气旋性环流控制,广东地区以干冷东北偏东风为主,较难形成降雨。

冬季降水;降水总量;降水强度;降水日数;海温异常;广东省

广东地区地处华南沿海,南岭以南,南临南海,包含多个气候带[1],受东亚季风与南亚季风共同影响,降水条件复杂,降水变化明显,研究该区域降水的气候特征及其影响因素有重要意义。关于华南沿海降水已有大量研究[2-18],但多针对汛期降水进行探讨。闫桂霞等[11]给出了广东近60 a夏季降水量和降水强度的变化特征,梁巧倩等[12]和周芯玉等[13]分析了广东前汛期暴雨过程及其影响因素,邓明等[14]探讨了MJO活动对广东前汛期降水的影响。王馨陆[15]统计华南地面气象站降水数据,发现全球暖化背景下华南地区全年日降水强度均增大,李丽平等[16]发现,20世纪90年代初以来,华南前汛期总降水量呈显著增加趋势,与降雨日数减少、日降水强度增大密切相关。冬季总降水量较其他季节偏少,但降水变率较大,其异常产生的影响也较严重。如2008年我国南方的低温雨雪冰冻灾害和2015/2016年的冬季暴雨均对人民的生命和财产安全造成严重威胁[17-18]。全球变暖背景下,极端降水事件频发,因此开展广东冬季降水特征的研究对防灾减灾有重要意义。同时,降水总量、降水日数、降水强度等均为降水特征的物理量,综合引入这些参量进行深入分析,可较全面获得广东地区冬季降水特征。

对冬季降水变化的归因研究中,学界从动力学角度出发,考虑季风、大尺度环流及海温对降水的影响,例如:袁良等[19]探讨了不同厄尔尼诺事件及西太暖池与华南降水异常的联系,袁媛等[20]揭示了中国南方冬季降水异常所对应的环流形势,何溪澄等[21]借助大气环流与水汽输送的异常分析,阐明ENSO事件对我国南方冬季降水的影响。对于广东地区的冬季降雨特征以及各特征值变化的规律,以往研究仍未给出详细解释,有必要对广东冬季降雨时空特征及其异常机制进行详细分析。本研究就近57 a广东冬季降水的变化特征,从大气环流异常和海气响应角度,探讨冬季降水变化的原因,为广东省防灾减灾工作提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料

1)台站观测资料:以1960年12月-2017年2月共57 a的广东省86个站点冬季(12-2月)地面降水资料为基本资料,剔除建站时间晚于1960年或缺测数较多的站点,并对个别站点缺、错记录进行插补,最终筛选出用于本研究的65个地面气象观测站(图1)。台站资料取自广东省气候中心。

图1 广东省65个气象站点

2)再分析格点资料:使用NCEP/NCAR提供的1960年12月-2017年2月逐月再分析资料,垂直方向从1 000 hPa到10 hPa共计17层,包含温度()、位势高度()、比湿()、相对湿度(RH)以及海平面气压场(SLP)等,水平分辨率均为2.5°×2.5°。

3)环流指数集:副热带高压强度指数与西脊线指数来源于中国国家气候中心(National Climate Center)计算的74项气候指数集。

1.2 方法

有相关分析、趋势分析、滑动检验等。某年冬季定义为当年12月至次年2月。在分析降水特征时,使用冬季降水总量、降水日数、降水强度等特征量,其中冬季降水总量为当年冬季累计降水量,冬季降水日数为当年冬季降雨(≥0.1 mm)天数量(d),冬季降水强度为当年冬季降水总量/冬季降水日数。降雨等级根据国家气象局颁布的降水强度等级标准划分,包括小雨(0.1 ~ 9.9 mm/d)、中雨(10.0 ~ 24.9 mm/d)、(大雨25.0 ~ 49.9 mm/d)、暴雨(50.0 ~ 99.9 mm/d)共四级。根据中国气象局发布的气象行业标准QX/T 370-2017,NINO3.4指数的3个月滑动平均绝对值达到或超过0.5℃,且持续至少5个月,判定为一次厄尔尼诺事件。1960-2016年间,1965/1966、1968/1969、1972/1973、1976/1977、1977/1978、1982/1983、1986/1988、1991/1992、1994/1995、1997/1998、2002/2003、2009/2010、2014/2016,共计13个厄尔尼诺事件发生,其中厄尔尼诺事件发生期为冬季的年份有15个。NINO3.4指数的3个月滑动平均绝对值达到或低于-0.5℃,且持续至少5个月,判定为一次拉尼娜事件发生。1960-2016年间,1970/1972、1973/1974、1975/1976、1984/1985、1988/1989、1995/1996、1998/2000、2000/2001、2007/2008、2010/2011、2011/2012,共计11个拉尼娜事件发生,其中拉尼娜事件发生期为冬季的年份有12个。

2 广东省冬季降水的时空特征

2.1 广东省冬季降水总量的时空特征

由图2(a)可知,广东冬季年降水总量总体呈南少北多的分布特征。已有研究表明[22-25],冬季东亚大槽对粤北地区的影响较全省其他地区明显。加之全省降水对东亚冬季风的响应由南向北逐渐增强[23],且粤北山区易受地形抬升影响,降水较其他区域偏多。最大降水中心在粤北地区(阳山、连州、韶关一带),其值大于200 mm,最大值213.5 mm在阳山站。57 a中阳山站降水总量为100 ~ 400 mm的年份有47 a,最大值627 mm出现在1982年,为全省之最。雷州半岛地区冬季降水总量最小,小于100 mm,其余大部地区为100~200 mm。冬季广东大部分地区降水较长江以南地区偏少,较中国西部、西南部、北部地区偏多[26]。

由图2(b)可知,1960-2016年冬季广东省降水总量变化趋势分布各地不一致,大部分地区年降水量出现增加趋势,但变化并不显著(> 0.05),粤北山区冬季降水增幅全省最高,其增加速率介于6.0~8.0 mm/10a,最大值出现在连州站,为8.91 mm/10a,其次是粤东地区,降水增加速率介于5.0~7.0 mm/10a。广东中西部地区增幅最小,阳江站出现减少趋势(-2.59 mm/10a)。

从图3可见,1960-2016年广东省冬季降水总量的气候平均值为140.4 mm,2015年出现最大值503.6 mm(距平363.2 mm),2008年出现最小值31.1 mm(距平-109.3 mm)。广东冬季降水多雨期与少雨期交替出现,高于平均值的年份有21 a,低于平均值的年份有36 a,降水偏多年份较少,但其偏差程度大(偏多年份均值为229.8 mm)。

2.2 广东省冬季降水强度的时空特征

图4(a)可见,全省冬季降水强度呈东北强西南弱的分布特征,高值区(大于6.2 mm/d)位于粤东北地区河源、平远一带,最大值为河源站,为6.47 mm/d。河源测站降水最大强度为16.87 mm/d,出现在2013年,其他年份多为4 ~ 16 mm/d。冬季降水强度低值区(小于4 mm/d)位于粤西雷州半岛地区。

所有站点均未通过0.05显著性检验No station has passed the significance test at level of 0.05

图3 1960-2016年广东省冬季降水量的时间序列

如图4(b)所示,1960-2016年广东省冬季降水强度趋势均为正值,总体呈增加趋势,趋势分布大体由沿海向内陆递减。全省近一半的测站(31/65)降水强度增加趋势通过显著性检验,存在几个显著的高值区,包括以汕头、潮阳、紫金、惠阳为中心的广东省中东部地区,以连州、广宁、德庆、开平为中心的广东省中北部地区,高州、电白、雷州为中心的粤西部分地区。

白线包络的区域为通过0.05显著性检验区域;实心圆点为通过0.05显著性检验的测站

图5可见,广东省冬季降水强度年际平均降水强度为5.12 mm/d,最大降水强度11.78 mm/d出现在2015年,最小降水强度1.72 mm/d出现在1962年。降水强度为3.0~7.95 mm/d的居多(46/57),超过8.0 mm/d和低于3.0 mm/d分别有5 a和6 a。1960-2016年冬季降水强度以0.48 (mm·d-1)/10a (< 0.01) 的趋势显著增加。对冬季降水强度做11 a滑动平均后发现,在年代际方面,降水强度在20世纪60-80年代偏小,20世纪80年代中期至2000年开始增加,2000-2010年偏小,2010年以后又开始增加,这与全年降水强度变化趋势一致[27]。

2.3 广东省冬季降水日数的时空特征

冬季降雨日数气候平均空间分布总体呈北多南少的分布特征(图6(a)),冬季最大雨日中心位于粤北(连州、阳山一带),其值大于35 d,最大值为37.8 d,出现在粤北连州站。57 a中连州站冬季平均雨日为25 ~ 47 d的年份为47 a,最大雨日52 d出现在1997年。冬季雨日最小的区域是粤东沿海地区,其值小于22 d,其次是粤西地区。

图6(b) 表明,近57 a来广东全省降雨日数呈减少趋势,降雨日数减少趋势通过显著性检验的测站有21个,主要集中于肇庆、江门、佛山、中山等地区。其中以德庆为中心的粤西北地区减少趋势为-4 d/10a(< 0.05),以紫金为中心的粤东减少趋势为-3.5 d/10a(< 0.05),以高州为中心的粤西地区减少趋势为-3 d/10a(< 0.05)。而粤东北区域雨日减少趋势不明显,其值为-2~0 d/10a。

图5 广东省1960-2016年冬季降水强度及其变化趋势

白线包络的区域为通过0.05显著性检验区域;实心圆点:通过0.05显著性检验的测站

广东冬季降雨日数长期变化如图7所示,多年平均雨日为26 d,大部分年份(43/57)为20~40 d之间,40 d以上和20 d以下的分别有2 a和12 a,降雨日数最多年份出现在1982年(44 d),最少出现在2008年(12 d)。对冬季降雨日数做11 a滑动平均后发现,冬季降雨日数存在明显的年际变化及年代际波动,20世纪60年代中期至70年代中期雨日偏多,70年代后期至90年代后期雨日缓慢减少,进入2000年后雨日开始明显减少,2010年后冬季雨日又开始回升。1960-2016年总体趋势方面,冬季雨日以1.19 d/10a (< 0.05) 的速率显著减小。

图7 1960 – 2016年广东冬季降水日数及其变化趋势

不同等级降雨日数变化及趋势见图8。图8表明,广东冬季小雨日数近57a线性倾向趋势为-1.42 d/10a (< 0.01),呈显著减少趋势,冬季中雨、大雨、暴雨降水日数线性倾向趋势分别为0.092、0.081、0.054 d/10a,均呈不显著的增加趋势 (值分别为0.49、0.23、0.11)。

各类降水特征量趋势见表1。表1可见,广东冬季降水总量呈不显著的增加趋势(4.25 mm/10a,= 0.58),降水强度显著增加 [0.48 (mm/d)/10a,< 0.01],降水日数显著减少(-1.19 d/10a,< 0.05)。不同等级降雨日数趋势分析显示,冬季中雨、大雨、暴雨降水日数增加趋势不显著,而小雨降水日数呈显著减少趋势(-1.42 d/10a,< 0.01),且小雨降水日数占冬季降雨日数的70%以上;因此,小雨降水日数显著减少是冬季总降水日数减少的主要原因。

表2是各等级降雨贡献情况。1960-2016年广东省冬季降水总量的气候平均值为140.7 mm,小雨降水量为47.6 mm,占总降水量的34%,中雨46.8 mm,占总降水量33%,大雨30.7 mm,占总降水量的22%,暴雨15.6 mm,占总降水量11%。冬季降水由主要为小雨和中雨,二者占总降水量67%。

3 降水变化成因分析

3.1 冬季降水异常对应的大气环流与水汽输送特征

对广东冬季每月平均降水量之和进行标准化,将标准化后的广东冬季降水序列定义为冬季降雨指数。利用冬季降雨指数及同时期的大气环流背景资料分析广东冬季降水异常的机制。

表1 冬季各类降水特征量趋势

注:**表示通过了0.01的显著性检验,*表示通过了0.05的显著性检验。

Notes: **, the data passed the significance test at level of 0.01; * , the data passed the significance test at level of 0.05.

表2 1960-2016年各等级降雨贡献

由图9可见,当广东冬季降水异常偏多时,在近地面气压场上,乌拉尔山附近SLP异常偏低,非洲北部到欧洲南部SLP异常偏高,澳大利亚北部到太平洋西北部与太平洋中东部SLP呈现“+ -”型的相关分布,我国大部分地区气压处于偏高状态;在500 hPa位势高度场上,中高纬度亚欧大陆,自东向西呈现“+ - +”型相关分布,大值中心大致位于日本群岛、乌拉尔山、地中海沿岸,此外北美大陆东西部分呈“+ -”型相关分布,低纬印度洋和西北太平洋附近位势高度出现异常偏高;在850 hPa风场上,西北太平洋附近出现一个异常的反气旋,其中心大致位于菲律宾东南部沿岸,广东处于该反气旋西北部,受到来自南海的偏南风显著异常区与来自孟加拉湾东部经中南半岛的西南气流显著异常带的影响;在850 hPa温度场上,我国大部分地区处于温度异常偏低状态,说明北方冷空气活动活跃,异常偏低状况在青藏高原东部最明显。

a. 海平面气压场;b. 500 hPa气压场;c. 850 hPa温度场;d. 850 hPa风场,箭头表示水平、垂直方向分别为与分量的相关系数。等值线为相关系数大小,彩色区域为通过0.05显著性检验的区域,蓝框为广东地区。

a. sea level pressure; b. 500 hPa pressure; c. 850 hPa temperature; d. 850 hPa wind, arrow horizontal and vertical directions respectively are the correlation coefficients withandcomponents.Contour lines indicate the value of the correlation coefficient, and the colored area is the area that passed the 0.05 significance test, and the blue box is the Guangdong area.

图9 广东冬季降雨指数与同期气象要素场的相关分布

Fig. 9 Correlation distribution of Guangdong winter rainy index and meteorological element field over the same period

综合来看,广东冬季降水偏多时,我国大部分地区气压偏高(低),近地面冷高压活动频繁(少);500 hPa位势高度场上,中高纬度亚欧大陆,自东向西出现“+ - +”(“- + -”)型相关分布,乌拉尔山附近阻塞高压偏弱(强),冷空气易(不易)南下影响我国,南支槽偏强(弱),西太平洋副热带高压偏强(弱),有(不)利于向广东地区输送水汽;广东冬季降水偏多时,在850 hPa温度场和风场上,广东地区处于反气旋西北侧,风场表现为西南风异常偏强,北方冷空气活动活跃,有利于冷暖气流交汇形成降水。

结合冬季降雨指数与850 hPa水汽输送通量相关场和850 hPa水汽通量散度场(图10),分析广东冬季降水水汽来源与水汽辐合情况,可知广东冬季降水来源地主要位于孟加拉湾和南海,孟加拉湾地区水汽主要通过南支槽向广东地区输送,南海地区水汽通过副高西北侧的西南气流向广东地区输送。同时广东大部分地区处于水汽辐合区,有利于降雨形成。

箭头,冬季降雨指数与850 hPa水汽输送通量相关,水平、垂直方向分别为u与v分量的相关系数;等值线为水汽通量散度[10-5g/(s·hPa·cm)];彩色区域为通过0.05显著性检验的区域;蓝框为广东地区。

3.2 冬季降水异常与热带太平洋海表温度异常的关系

由上述环流异常分析可知,冬季降水与海平面气压场在澳大利亚北部到太平洋西北部与太平洋东部呈现“- +”型反位相的异常。南方涛动(SO)是太平洋与印度洋间的一种大尺度气压升降振荡,当太平洋上气压变高(低)时,印度洋上从非洲到澳大利亚气压变低(高),即两地气压的距平有反向变化[28]。厄尔尼诺/南方涛动(ENSO现象)是引起全球气候异常的强信号。已有较多针对ENSO与气候异常关系的研究,李天然等[29]研究了不同ENSO位相对南方冬季降水不对称响应,彭京备等[30]从东印度洋海温角度研究了海温与南方降水关系,胡娅敏[31]分别分析了不同ENSO事件广东气候异常情况。

为进一步探究冬季降水异常与热带太平洋海表温度异常的关系,首先分析冬季降水序列与同期海温差值(SSTA)的相关分布情况,找到影响冬季降水异常的关键海温异常海区;再利用合成分析,分别研究厄尔尼诺年与拉尼娜年广东冬季的降水距平分布、850 hPa风场异常以及相应的水汽通量输送与水汽通量散度异常情况,从海温、大气环流异常情况分析不同ENSO事件发生时广东冬季降水异常变化可能的原因。

从图11可见,广东冬季降水与中东太平洋、东印度洋海温呈正相关分布,正相关超过0.05的显著性水平,部分地区达到0.01的显著性水平;在太平洋西部则出现南北两个海温负异常的相关区域,显著性超过0.05的显著性水平。说明广东冬季降水偏多时,中东太平洋与东印度洋海温易出现显著偏高的状态,而太平洋西部则出现海温显著偏低的状态。此外,图11的相关海域分布与ENSO发生时海温异常区域基本一致,这说明ENSO暖事件发生时,中东太平洋与东印度洋海温偏高,广东降水容易偏多;ENSO冷事件发生时,中东太平洋与东印度洋海温偏低,广东降水容易偏少。

等值线表示相关系数;彩色区域为通过0.05显著性水平检验的区域

对广东冬季降水进行合成分析,图12为不同ENSO事件发生时广东冬季降水距平,当厄尔尼诺事件发生(图13(a))时,广东冬季降水呈全省一致的正距平,正距平通过0.05的显著性水平的有47个测站(47/65),大值中心位于粤北一带,冬季降水最大正距平中心超过120 mm。当拉尼娜事件发生时,广东冬季降水表现为全省负距平,大值中心位置与正距平大值中心大致相同,冬季降水最大负距平小于-25 mm,且没有测站的负距平值通过0.05的显著性检验。

白线包络的区域为通过0.05显著性检验区域,打点处为通过0.05显著性检验的测站

3.3 不同ENSO事件对应的大气环流与水汽输送特征分析

进一步考察不同ENSO事件下冬季的大气环流的异常情况与广东降水的关系,首先分析西太平洋副热带高压在冬季不同ENSO事件下强度、西脊点位置(图13),发现在厄尔尼诺年西太平洋副热带高压强度明显偏强,15个厄尔尼诺年份中有12个强度偏强,有13个西脊线位置偏西(平均位置在102.2°E);而拉尼娜年西太平洋副热带高压强度偏弱,12个拉尼娜年份中有11个年份强度偏弱,同样有11个西脊线位置偏东(平均位置在140.3°E)。上述副热带高压强度变化与位置变化基本一致,强度加强的年份对应脊线也偏西,反之亦然。总体来说,西太平洋副热带高压在厄尔尼诺年明显加强西伸,拉尼娜年减弱东退,而降水一般出现在副热带高压边缘西北部西南暖湿气流与北方干冷气流的汇合处。平均而言,厄尔尼诺年广东恰处于西太平洋副热带高压西北角降水偏多区域;而拉尼娜年随着副热带高压偏弱位置偏东,广东地区便远离降水偏多区域。

El,厄尔尼诺El Niño;La,拉尼娜La Nña

对厄尔尼诺年与拉尼娜年对流层中低层环流形势进行合成分析,结果显示,冬季,厄尔尼诺发生时850 hPa高度处,广东地区处于反气旋西北部,受异常西南气流控制(图14(a)),且水汽输送来源于南海、孟加拉湾的暖湿气流,并在广东上空形成水汽辐合(图14(c)),有利于降水形成;当拉尼娜发生时850 hPa高度处,广东处于异常气旋的北部,受东北偏东风控制(图14(b)),且水汽输送来源于内陆的干冷气流,辐合较弱,较难形成降雨(图14(d))。

阴影、彩色区域为通过0.05显著性水平检验;红框为广东地区

The shaded and the colored area is passed the 0.05 significance level test; the red box is the Guangdong area

图14 厄尔尼诺(a, c)和拉尼娜(b, d)年850 hPa风场距平(a, b)、850 hPa水汽通量与水汽通量散度(c, d)

Fig. 14 850 hPa wind field anomalies (a, b) and 850 hPa water vapor flux and water vapor flux divergence (c, d) during El Niño (a, c) and La Niña (b, d)

4 结论

总结广东冬季降水时空特征及降水变化成因分析可得以下结论:

1)广东冬季降水自南向北递增,高值中心在粤北地区,阳山、连州、韶关一带。近57 a广东冬季降水以4.25 mm/10a (= 0.58) 的速率不显著增多,其中,粤北粤东增加速率最多,广东中西部地区增幅最小,阳江测站出现减少趋势。广东冬季降水总量呈不显著的增加趋势(4.25 mm/10a,= 0.58),降水强度显著增加 [0.48 (mm/d)/10a,< 0.01],降雨日数显著减少(-1.19 d/10a,< 0.05)。

2)冬季降水日数由小雨和中雨主导,中雨降水日数的变化趋势(0.09 d/10a,= 0.49)不显著,而小雨降水日数呈显著减少趋势(-1.42 d/10a,< 0.01),小雨降水日数占冬季降水日数的70%以上,是影响冬季降水日数的关键。

3)广东冬季降水异常与大气环流关系表现为:广东冬季降水偏多时,我国大部分地区气压偏高(低),近地面冷高压活动频繁(少);500 hPa位势高度场上,中高纬度亚欧大陆,自东向西出现“+ - + ”(“- + -”)型相关分布,乌拉尔山附近阻塞高压偏弱(强),冷空气易(不易)南下影响我国,南支槽偏强(弱),西太平洋副热带高压偏强(弱),有(不)利于向广东地区输送水汽;广东冬季降水偏多时,850 hPa温度场和风场上,广东地区处于反气旋西北侧,风场表现为西南风异常偏强,北方冷空气活动活跃。同时孟加拉湾地区与南海地区水汽向广东地区输送产生辐合,有利于降水形成。

4)广东冬季降水与热带太平洋海温异常也存在密切联系,冬季降水与同期海温差相关场呈类似厄尔尼诺年的分布,降水偏多时,赤道中东太平洋的SST异常偏高,而菲律宾以东的西太平洋SST异常偏低。

5)厄尔尼诺年冬季降水显著偏多,而拉尼娜年则不显著地减少。其原因是厄尔尼诺年副热带高压加强西伸,广东则恰处西太平洋副热带高压西北角,受西南气流控制,且850 hPa来自南海与孟加拉湾的水汽在广东上空辐合造成降水偏多;而拉尼娜年随着副热带高压偏弱位置偏东,南海上空受气旋性环流控制,广东以干冷东北偏东风为主,较难形成降雨。

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Characteristics of Winter Precipitation Evolution and Its Causes in Guangdong from 1960 to 2016

LU Ze-bin1,2, ZHANG Yu1,2, XU Jian-jun2,3, YANG Jin-yi1,2

(1.,// 2.,,524088,; 3.518120,)

【】To explore the impact of atmospheric circulation and tropical Pacific sea temperature anomalies (especially ENSO events) on winter precipitation in Guangdong Province, and reveal the physical mechanism of precipitation changes.【】Using conventional ground observation data of Guangdong Province along the coast of South China from 1960 to 2017 and the NCEP/NCAR re-analysis data, the temporal and spatial changes of winter precipitation in south China coastal area were explored and the possible causes of the precipitation changes were analyzed through the use of correlation analysis and synthetic analysis.【】(1) The winter precipitation in Guangdong increases from south to north, and the high value center is in northern Guangdong. The total precipitation in the past 57 years has shown an insignificant increase trend (4.25 mm/10a,= 0.58), and the precipitation intensity has increased significantly [0.48 (mm/d)/10a,< 0.01], the number of rainy days is significantly reduced (-1.19 d/10a,<0.05). (2) When there is more winter precipitation in Guangdong Province, the pressure is higher in most areas in China and the cold high pressure activity near the ground is frequent. The Eurasian continent in the mid-high latitudes shows a “+ - +” type correlation distribution from east to west on the 500 hPa geopotential height field, and the high blockingnear the Ural Mountain is weak, causing the cold airwave move south readily to influence China; the southern branch trough and the subtropical high over the Western Pacific(WPSH) are relatively strong, which was conducive to transporting water vapor to Guangdong Province. (3) The correlation between winter precipitation and SSTA in the same period is similar to the El Niño-like SSTA distribution. During El Niño years, Guangdong Province was at the northwest corner of the WPSH, controlled by the southwesterly airflow, and the water vapor from the South China Sea and the Bay of Bengal converged over Guangdong Province on the 850 hPa geopotential height field, resulting in more precipitation. However, in La Niña years, the intensity of WPSH is weaker to the east, and there is a cyclonic circulation over the South China Sea. Therefore, Guangdong Province is dominated by dry and cold northeast easterly winds, making it difficult to form rainfall.

winter precipitation; total precipitation; precipitation intensity; precipitation days;SST anomalies; Guangdong

P732

A

1673-9159(2021)06-0053-11

10.3969/j.issn.1673-9159.2021.06.007

卢泽彬,张宇,徐建军,等. 1960-2016年广东冬季降水变化特征及成因[J]. 广东海洋大学学报,2021,41(6):53-63.

2021-06-12

国家自然科学基金重点项目(42130605);广东省基础与应用基础研究基金(2019B1515120018);广东海洋大学“创新强校”资助项目(230419053);广东海洋大学“冲一流”学科建设科研项目(平台)(231419022)

卢泽彬(1995―),男,硕士研究生,研究方向为海洋与气候变化。E-mail: luzebin1@stu.gdou.edu.cn

徐建军,男,博士,教授,研究方向为海洋气象与区域资料同化研究。E-mail:jxu@gdou.edu.cn

张宇,男,博士,从事海洋气象与平流层大气研究。E-mail:zhangyu@gdou.edu.cn

(责任编辑:刘庆颖)

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