高原低值系統(tǒng)的低頻變化及其影響

孫金花 鐘澤洲

摘 要 利用2009年300 hPa逐日緯向風場（uwnd）資料和逐日向外長波輻射（OLR）資料、四川盆地16個站逐日降水資料和中國氣象局成都高原研究所的2009年高原切變線年鑒資料，運用Morlet小波分析、濾波及相關分析等方法，初步研究青藏高原低頻振蕩的一些特征及與高原切變線發(fā)生的關系，并簡單地分析了高原低頻振蕩與四川盆地低頻降水關系。

關鍵詞 低頻振蕩；青藏高原；低值系統(tǒng)；高原切變線；降水

中圖分類號：P433 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.073

1 資料和方法

選取中國氣象局成都高原研究所彭廣等所編制的《2009年青藏高原低渦切變線年鑒》資料，美國國家環(huán)境預報中心（NCEP）2009年逐日緯向風（uwnd）資料和逐日向外長波輻射（OLR）資料，空間分辨率2.5°×2.5°。降水資料為2009年逐日（20：00—20：00）站點資料。站點包括四川盆地16個站，即眉山、綿陽、南充、重慶、樂山、宜賓、閬中、巴中、達縣、遂寧、南充、梁平、萬州、內江、沙坪壩、納溪。利用小波分析法、濾波分析法、相關分析法及低頻振蕩相對強度開展研究分析[1-2]。

2 青藏高原低值系統(tǒng)的低頻振蕩

2.1 青藏高原300 hPa緯向風的季節(jié)內振蕩

2.1.1 300 hPa緯向風的低頻振蕩周期

統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料可知，除準一年的季節(jié)變化外，2009年全年逐日緯向風場變化的時間尺度有140～160 d的準半年時間尺度周期及10～30 d、30～60 d和60～90 d季節(jié)內振蕩。10～30 d振蕩主要發(fā)生在1—3月，40～60 d發(fā)生在1—4月，而60～90 d全年都有表現(xiàn)。

2.1.2 300 hPa緯向風的低頻振蕩強度空間分布

對于10～30 d低頻振蕩強度分布為南強北弱。強值區(qū)在東經(jīng)90°以西，由低緯向高緯遞增。對于40～50 d振蕩的強度分布：就平均而言，高原主體中部偏東有一個明顯強值區(qū)，四周都相對較小，極值中心達0.22，強值區(qū)呈東-西分布，而四周表現(xiàn)為弱值區(qū)。

2.1.3 300 hPa緯向風的低頻振蕩與高原切變線

對于10～30 d振蕩與高原切變線，整個1—10月10～30 d振蕩波動較為明顯為多波動，2月上旬達最大。7月和10月表現(xiàn)很明顯；10～30 d振蕩處于波峰時，高原切邊線發(fā)生處于波峰，3月和8月表現(xiàn)明顯。

對于40～50 d振蕩與切變線整體呈多波動，振蕩旬平均強度各月差異較大。1—4月比5—10月強，其中3月中旬達極大值，7月下旬值達極小值。

對于60～90 d振蕩與切變線，300 hPa逐日緯向風場主要表現(xiàn)為多波動，7個波峰配合7個波谷。

對于10～30 d振蕩旬平均強度與高原切變線旬累積值得相關性，2009年1—10月300 hPa逐日緯向風10～30 d振蕩與高原切變線之間總體表現(xiàn)為負相關。

對于40～50 d振蕩旬平均強度與高原切變線旬累積值得相關性，1—6月中除3月、4月呈弱負相關外其余均呈較強正相關。

2.1.4 300 hPa緯向風的低頻振蕩的傳播與高原切變線

對于10～30 d振蕩，2009年高原主體上300 hPa緯向風場的10～30 d振蕩在經(jīng)向方向上主要以東傳為主。1月、2月整個高原主體東西部均有正對流活動區(qū)，1月東部強度大于西部，2月西部正對流活動區(qū)域和強度略大于東部，2月底3月初時振蕩斷裂分為東西兩個，4月、5月達到最強，6月、7月開始略有減弱，新的對流振蕩在8月底又達最強。9月新對流進入高原主體，迅速東移擴張，到10月初強振蕩區(qū)主要發(fā)生在高原東部，11月又有新對流進入高原，12月振蕩略有西退。

對于40～50 d振蕩，2009年高原主體上300 hPa緯向風場的40～50 d振蕩在經(jīng)向方向上以東傳為主。1月正對流活動區(qū)域主要在高原主體西部，2月東西部各有一個弱正中心，6月高原主體中部有一個強正對流，到7月幾乎橫跨整個高原，且中心強度增大東移。到9月移至高原東部后，11月初幾乎東移消失，11月高原主體西部有正對流流入并逐漸東移加強，12月達最強。

對于60～90 d振蕩，2009年高原主體上300 hPa緯向風場的60～90 d振蕩在經(jīng)向方向上以東傳為主。1月、2月高原主體東西各有若干一個正負對流中心。2月底到4月初不斷有新正對流從高原主體西部移入高原東移，到4月高原主體中心有一正對流中心，且向東擴張，7月底已移至高原東部。6月和9月高原主體西部有新正對流進入，向東擴張加強，12月達最強。

3.2 青藏高原逐日向外傳播輻射的季節(jié)內振蕩

3.2.1 逐日向外長波輻射的低頻振蕩周期

統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料顯示，2009年全年的逐日向外長波輻射場變化時間尺度，除150～180 d準半年時間尺度周期振蕩和10 d以內準8天高頻振蕩非常顯著且全年都有表現(xiàn)外，季節(jié)內振蕩有10～30 d和50～70 d。其中50～70 d振蕩中4—7月表現(xiàn)的非常強烈，6月上旬和7月下旬是振蕩強值區(qū)；10～30 d振蕩幾乎全年都有表現(xiàn)。

3.2.2 逐日向外長波輻射的低頻振蕩強度空間分布

2009年高原50～70 d振蕩對流活動大值區(qū)分布情況為東部31°～38°N、92°～105°E，有三個極值中心，強度最大為0.18，另外兩個位置相對偏西，中心極均值0.16；對于西部也有一個強值區(qū)，其中最西北方向強度最大，達0.17。

3.2.3 逐日向外長波輻射的低頻振蕩與高原切變線

對于10～30 d振蕩，逐日向外長波輻射10～30 d振蕩呈多波動，振蕩強度后4個月比前6個月相對大一點，8月下旬達極大值?；臼?0～30 d振蕩處于波峰（波谷）時，高原切變線發(fā)生次數(shù)處于波谷（波峰），少數(shù)月份除外。

對于50～70 d振蕩，逐日向外長波輻射50～70 d振蕩也呈多波動。觀察各月的強度，波動還比較大，前5各月強度比后5各月強度要稍微小一點。3—5月呈遞增趨勢，6—9月變化相對穩(wěn)定，10月又略有減小。

3.2.4 逐日向外傳播輻射低頻振蕩的傳播與高原切變線

對于10～30 d振蕩，2009年高原主體上逐日向外長波輻射場的10～30 d振蕩在經(jīng)向方向上以不連續(xù)東傳為主。1月高原東西均有正負對流分布，2月初有正對流從高原主體西部進入，3月底發(fā)展并分裂為東西兩個正中心，其中東部的將加強東移，可能是地形影響，移動緩慢。5月和6月又有正對流進入高原主體西部東移，到6月兩股對流在東部合并達最強。9—11月對流活動有明顯西退減弱，12月又有新對流進入高原主體并東移。

對于50～70 d振蕩，2009年高原主體上逐日向外長波輻射場的50～70 d振蕩在經(jīng)向方向上明顯東傳。從2月開始，每個正對流中心前后都配有一個負對流中心，11月幾乎布滿整個高原主體，12月強度開始急速增大。

4 高原低頻變化與四川盆地降水

4.1 2009年四川盆地降水的低頻振蕩周期

由小波變換圖可以看出，2009年四川盆地降水存在10 d、15～30 d、30～60 d和120 d振蕩，如圖1所示。對于季節(jié)內振蕩主要在5—10月。就平均而言，2009年1—10月四川盆地降水也存在10～30 d得季節(jié)內振蕩，與高原低值系統(tǒng)低頻變化周期基本一致。

4.2 青藏高原10～30 d振蕩與降水相關性

300 hPa緯向風場10～30 d振蕩強度的變化趨勢是和降水量變化趨勢相反?；旧鲜钱斀邓刻幱诓ü龋ǚ澹r，10～30 d振蕩處于波峰（谷）。如2月降水量處于波谷時，振蕩處于波峰。1—10月逐日緯向風10～30 d振蕩和四川盆地關系較大，相關系數(shù)-0.524，負相關性，通過0.1顯著性檢驗。

5 結論

1）2009年高原主體上300hPa逐日緯向風場的低頻振蕩主要包括10～30 d、30～50 d、50～70 d振蕩。2009年高原主體逐日向外長波輻射（OLR）存在10～30 d、50～70 d振蕩，主要呈帶狀分布。

2）2009年高原切變線主要發(fā)生在高原主體中東部，它與高原300 hPa緯向風場10～30 d和高原逐日向外長波輻射10～30 d振蕩相關程度最好，均表現(xiàn)為顯著的負相關。

3）2009年高原低頻振蕩主要以東傳為主，并且伴有高原切變線的產(chǎn)生和消亡，高原切變線發(fā)生發(fā)展可能還受到其他重要影響因子的制約。

4）當高原10～30 d振蕩處于波峰時四川盆地降水少，當高原10～30 d振蕩處于波谷時四川盆地降水多；2009年1—10月逐日向外長波輻射10～30 d振蕩與四川盆地降水有超前2旬負相關關系。

參考文獻：

[1] 何光碧，師銳.夏季青藏高原不同類型切變線的動力、熱力特征分析[J].高原氣象，2011，30（3）：568-575.

[2] 朱麗華，范廣洲，周定文.高原夏季西風異常年500hPa緯向風季節(jié)內振蕩特征及其與我國降水的關系[J].2012，21（10）：1254-1261.

（責任編輯：趙中正）