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华北地区空中水汽含量的演变特征

作　者: 韩军彩
导　师: 周顺武
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 华北地区水汽含量降水量演变特征影响因子适用性
分类号: P426
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

利用华北地区1979-2008年12个探空站的观测资料、50个地面观测站的降水资料、同期的NCEP/NCAR再分析资料以及1979-2001年的ERA-40再分析资料,结合多种统计学分析方法,详细地研究了华北地区降水和空中水汽含量的变化特征及两者之间的相关关系,并分析了影响空中水汽含量的主要气候因子,讨论了两种再分析资料在华北地区的适用性等问题。主要结论如下：(1)华北地区降水量自东南沿海向西北内陆逐渐减少,且空间差异较大,大部分地区降水呈减少的趋势,干旱化趋势更加显著。降水量具有明显的年际变化特征,突然变干的过程主要发生在20世纪90年代末期。(2)华北地区空中水汽含量由东南沿海向西北内陆也呈减少的趋势,且空间差异较大,除了西部边缘和东部部分地区水汽随时间呈减少的趋势外,大部分地区表现为增加的趋势,尤其是中部地区增加趋势更明显。在长期变化趋势上,4季水汽含量均表现为增加的趋势,除了春季没有发生明显突变外,其它季节在20世纪80年代中期前后均由偏少向偏多发生了突变。夏季水汽含量存在3～4a和准8a的振荡周期,其它3个季节普遍存在4a、6a和12～14a的振荡周期。(3)近30a来华北地区降水效率呈波动式下降趋势,且4季降水效率都较低。SVD的第1模态反映出华北地区水汽含量与降水量存在密切联系,即当水汽含量偏多(偏少)时,大部分地区降水偏多(偏少),但各个季节有所不同。(4)华北地区夏季水汽异常与大气环流有关,水汽含量偏多(少)年在南海至西太平洋地区有(无)明显的水汽向华北地区辐合,中纬度西风带有(无)水汽向华北地区输送。在500hPa高度场上,水汽偏多年西太平洋副热带高压位置更偏西、强度更强。另外,水汽异常与地表温度也有一定的关系,地表温度偏高的年份,空中水汽含量偏多,反之亦然。(5)NCEP/NCAR和ERA-40两种再分析资料在反映华北地区年平均水汽含量的空间分布与实测资料在量值和分布型上均比较接近,能较好地反映该地区高空水汽含量的多年平均变化特征。两种再分析资料与实测值存在非常相似的年际变化,但均存在系统性偏大,其中ERA-40再分析资料能够反映出华北地区水汽增加的趋势。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-14
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 国内外研究进展  9-11
  1.3 研究资料  11-12
  1.4 本文内容及结构  12-14
第二章研究资料与方法  14-17
  2.1 资料  14-15
    2.1.1 观测资料  14-15
    2.1.2 NCEP/NCAR格点资料  15
    2.1.3 ERA-40格点资料  15
  2.2 探空资料计算整层大气水汽含量的方法  15
  2.3 分析方法  15-17
第三章华北地区降水的时空变化特征  17-26
  3.1 降水的空间分布特征  17-20
    3.1.1 降水的平均分布特征  17-19
    3.1.2 降水的的趋势场分布特征  19-20
  3.2 降水的时间变化特征  20-25
    3.2.1 降水的月、季变化  21
    3.2.2 降水的年变化  21-23
    3.2.3 降水的突变分析  23-25
  3.3 小结  25-26
第四章华北地区空中水汽含量的时空变化特征  26-41
  4.1 水汽含量的空间分布特征  26-34
    4.1.1 水汽含量的平均分布特征  26-29
    4.1.2 水汽含量的趋势场分布特征  29-31
    4.1.3 水汽含量的异常空间分布特征  31-34
  4.2 水汽含量的时间变化  34-40
    4.2.1 水汽含量的季节分布  34-35
    4.2.2 水汽含量的年变化  35-37
    4.2.3 水汽含量的周期变化  37-38
    4.2.4 水汽含量的突变分析  38-40
  4.3 小结  40-41
第五章华北地区空中水汽含量与降水量的关系  41-51
  5.1 降水效率  41-43
    5.1.1 降水效率的空间分布  41
    5.1.2 降水效率的年变化  41-42
    5.1.3 降水效率的季节分布  42-43
  5.2 水汽含量与降水量相关的SVD分析  43-48
  5.3 水汽含量异常年降水量的差异  48-49
  5.4 小结  49-51
第六章华北地区夏季空中水汽异常的成因初探  51-58
  6.1 涝年与旱年水汽含量的差异  51-52
  6.2 水汽含量异常年气候因子的差异  52-56
    6.2.1 水汽含量异常年水汽通量的差异  53-54
    6.2.2 水汽含量异常年500hPa高度场的差异  54-55
    6.2.3 水汽含量异常年地面温度场的差异  55-56
  6.3 小结  56-58
第七章 NCEP/NCAR和ERA-40再分析资料在华北地区的适用性  58-64
  7.1 水汽含量气候平均值的比较  58-60
    7.1.1 水汽含量空间分布场的比较  58-59
    7.1.2 水汽含量季节变化的比较  59-60
  7.2 水汽含量年际变化趋势的比较  60-62
  7.3 小结  62-64
第八章结论与讨论  64-66
  8.1 主要结论  64-65
  8.2 创新性  65
  8.3 存在问题及展望  65-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
作者简介  71

华北地区空中水汽含量的演变特征

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