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广东省前汛期暴雨与500 hPa关键区准双周振荡

纪忠萍 谷德军 吴乃庚 谢炯光

纪忠萍, 谷德军, 吴乃庚, 等. 广东省前汛期暴雨与500 hPa关键区准双周振荡. 应用气象学报, 2010, 21(6): 671-684..
引用本文: 纪忠萍, 谷德军, 吴乃庚, 等. 广东省前汛期暴雨与500 hPa关键区准双周振荡. 应用气象学报, 2010, 21(6): 671-684.
Ji Zhongping, Gu Dejun, Wu Naigeng, et al. Variations of torrential rain in first rainy season in Guangdong Province and its relationships with the biweekly oscillation of 500 hPa key region. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(6): 671-684.
Citation: Ji Zhongping, Gu Dejun, Wu Naigeng, et al. Variations of torrential rain in first rainy season in Guangdong Province and its relationships with the biweekly oscillation of 500 hPa key region. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(6): 671-684.

广东省前汛期暴雨与500 hPa关键区准双周振荡

资助项目: 

中国气象局气候变化专项 CCSF 0903

广东省气象局项目 2008A02

中国气象局气象新技术推广预报员专项 CMATG2007Y04

公益性行业(气象)专项 CTHY20100618

广东省科技厅项目 2006B37202004

Variations of Torrential Rain in First Rainy Season in Guangdong Province and Its Relationships with the Biweekly Oscillation of 500 hPa Key Region

  • 摘要: 采用小波分析、功率谱和交叉谱分析、Lanczos滤波等方法探讨了1961—2008年广东省前汛期暴雨的变化及与影响广东省前汛期降水的500 hPa关键区准双周振荡的关系。结果表明:20世纪90年代以来,广东省6月发生暴雨的日数明显增多, 强度增强;但90年代后期以来,前汛期暴雨的总日数却减少;前汛期暴雨总日数具有较明显的准6~7年周期振荡。广东省前汛期暴雨量占总降水量的37.7%,它与总降水量呈显著正相关。广东省前汛期降水与500 hPa关键区在大多数年份均存在显著的准单周、准双周振荡。虽然它们也存在30~60 d振荡,但不显著。500 hPa关键区与广东省前汛期降水在准双周振荡尺度上关系最密切,振荡超前或滞后的时间差在2 d之内。统计近48年4—6月500 hPa关键区准双周振荡波谷前后3 d (个别4 d) 广东省暴雨出现的概率为79%。采用典型个例的合成分析,得到500 hPa关键区准双周振荡波谷附近有、无暴雨出现的大气环流场演变具有明显差异,可为广东省前汛期暴雨的中期预报提供参考。
  • 图  1  1961-2008年4-6月广东省暴雨日数 (a) 及4-6月暴雨量占总降水量的百分比 (b)

    Fig. 1  The number of Guangdong torrential rain day during April-June (a) and the percentage of storm rainfall accounting for total rainfall during April-June (b) from 1961 to 2008

    图  2  1961-2008年4-6月广东省暴雨总日数的变化 (a) 及其墨西哥帽小波分析 (b) 与小波功率谱 (c)

    (图a中实横线代表广东省4-6月暴雨总日数的历年平均值:17.3d, 虚线为高斯九点平滑滤波;图b中阴影区表示达到0.10显著性水平的区域,两边的交叉区域表示边界效应的影响域)

    Fig. 2  The number of Guangdong torrential rain day during April-June from 1961 to 2008(a) with its Mexican wavelet analysis (b) and its global wavelet power spectrum (c)

    (the horizontal solid line stands for 17.3 days, the mean days of Guangdong torrential rain during April-June from 1961 to 2008, and dashed line stands for smoothed filtered by 9 points Gaussian smoothing in Fig.2a; the shaded areas represent regions with significance level of 0.10 and the cross hatched regions on both ends indicate the areas with boundary effects in Fig.2b)

    图  3  1961-2008年4-6月广东省86站平均逐日降水与500hPa高度场逐年相关系数的多年平均分布

    (浅色阴影:通过0.05显著性水平检验;深色阴影:通过0.01显著性水平检验;矩形区:本文定义的500hPa关键区)

    Fig. 3  The distribution of mean correlation coefficient between daily Guangdong rainfall averaged by 86 stations and geopotental height field at 500 hPa during April-June from 1961 to 2008

    (the light and deep shaded area stands for passing the significance level of 0.05 and 0.01, respectively; the rectangular area is 500 hPa key region defined in this paper)

    图  4  1961-2008年4-6月逐日降水与500hPa关键区的凝聚谱值与0.05显著性水平谱值之比 (阴影区为比值≥1的区域,表示通过0.05显著性水平检验)(a) 及落后时间长度 (b)

    Fig. 4  The ratio of the coherence spectrum of the daily precipitation and index of 500 hPa key region to the spectrum with 0.05 significance level (shaded areas with the ratio≥1 passes the significance level of 0.05)(a) and their lag-temporal spectrum (b) during April-June from 1961 to 2008

    图  5  2000年3-7月500hPa关键区位势高度逐日距平 (a) 与广东省86站平均逐日降水 (b) 及其经10~20d滤波的低频分量

    (图中粗虚线为10~20d滤波;图a中水平细虚线表示10~20d低频序列的1倍标准差,数字1~5表示准双周振荡的5个不同位相)

    Fig. 5  The daily anomaly of 500 hPa key region index (a) and daily mean rainfall of Guangdong (b) with their10-20-day Lanczos filter during March-July iN2000

    (the thick dashed line is for 10-20-day Lanczos filter; the thin dashed horizontal line denotes one standard deviation of the10-20-day oscillation, and number1-5 represent the five different phases of the10-20-day oscillation in Fig.5a)

    图  6  500hPa关键区准双周振荡低频波谷附近有暴雨的500hPa高度场 (单位:dagpm) 与850hPa风场位相1~4的合成场分布

    Fig. 6  The composition of 500 hPa geopotential height field (unit:dagpm) and 850 hPa wind field for Phase 1-4 with the torrential rain in first rainy season in Guangdong associated with the quasi-biweekly oscillatory valleys of the 500 hPa key region index

    图  7  500hPa关键区准双周振荡低频波谷附近有、无暴雨的850hPa水汽输送 (矢量,单位:kg·hPa-1·m-1·s-1) 及水汽通量散度 (等值线,单位:10-7kg·hPa-1·m-2·s-1)1~4个位相的合成场分布

    Fig. 7  The composition of 850hPa moisture flux (vectors, unit:kg·hPa-1·m-1·s-1) and moisture flux divergence (isolines, unit:10-7kg·hPa-1·m-2·s-1) for Phase 1-4 with or without the torrential rain in first rainy season in Guangdong associated with the quasi-biweekly oscillatory valleys of the 500 hPa key region inde

    图  8  图 6,但为无暴雨时

    Fig. 8  Same as in Fig.6, but for the case without the torrential rain in first rainy season in Guangdong associated with the quasi-biweekly oscillatory valleys of the 500hPa key region index

    表  1  1961-2008年4-6月逐日降水功率谱分析得到的5d以上主要周期

    Table  1  The main period above5days of the daily precipitation during April-June from 1961 to2008 in Guangdong by Fourier power spectra analysis

    表  2  1961-2008年4-6月逐日500hPa关键区功率谱分析得到的5d以上主要周期

    Table  2  The main period above 5 days of the daily 500 hPa key region duringApril-June from 1961 to 2008 in Guangdong by Fourier power spectra analysis

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-12-03
  • 修回日期:  2010-08-15
  • 刊出日期:  2010-12-31

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