大气低频振荡影响中国持续性强降水的物理机制

The persistent heavy precipitation usually causes flooding disaster, freezing rain and heavy snow disaster. For instance, Yangtze River Valley underwent consecutive rainstorms during the 1998 summer. South China suffered persistent freezing rain and snow storms in the beginning of 2008. These disasters caused tremendous damage and influenced the social economy and people's life seriously. Until now many researches have demonstrated that the persistent heavy precipitation is closely correalted with the activities of atmospheric low-frequency oscillation (LFO).However, most studies were focused on single case. Furthermore, the physical mechanism what causes the persistent heavy precipitation is still not clear. It is necessary to systematicly explore the physical mechanism and process through which the LFO play a role on the persistent heavy precipitation in summer and winter. On low-frequency oscillation time scales, the distributions and interactions among mid-high latitude atmospheric circulations, such as polar vortex, Arctic Oscillation, blocking pattern, activities of cold air and tropic systems, such as Madden-Julian Oscillation and summer monsoon surge, should be revealed while the persistent heavy precipitation occurred. The previous LFO signals which impact the persistent heavy precipitation should be found according to the source and propagation of the low frequency systems. The mechanism that the propagation and energy dispersion of low-frequency Rossby waves induce low-frequency teleconnection wave trains and steady anomalous patterns of atmospheric circulation causing the persistent heavy precipitation should be revealed. This research provides the scientific foundation for the detection and extended range forecast of the persistent heavy precipitation in operational work. It has better practical value and prospects.

持续性强降水通常造成洪涝灾害和雨雪冰冻灾害，例如1998年夏季长江流域的持续性暴雨以及2008年初我国南方地区的持续性冰冻雨雪天气给社会经济和人民生活造成严重影响和损失。迄今为止，较多的研究表明持续性强降水与大气低频振荡活动密切相关，但是大量的研究主要针对单次过程来开展，并且对于持续性强降水发生的物理原因仍然不是很清楚。有必要系统地研究大气低频振荡对夏季和冬季持续性强降水的影响机理和途径。揭示持续性强降水发生时中高纬度极涡、北极涛动、阻塞形势以及冷空气活动等大气系统在低频振荡时间尺度上与热带MJO以及东亚季风涌之间的相互作用和配置；根据低频系统的源地和传播路径获得影响持续性强降水的前期大气低频信号。揭示低频Rossby波的传播和能量频散对造成持续性强降水的低频遥相关波列及稳定大气环流异常型的激发机制。本项研究为实际业务工作中持续性强降水的监测和延伸期预测提供科学理论依据，具有较好的应用前景

持续性强降水通常造成洪涝、滑坡泥石流和雨雪冰冻等重大气象灾害，例如1998年夏季长江流域的持续性暴雨以及2008年初我国南方地区的持续性冰冻雨雪天气，这些与持续性强降水事件相关的灾害给社会经济和人民生活造成严重影响和损失。本项目分析2013年华南前汛期持续性强降水的低频振荡特征，揭示中高纬度和热带低频大气环流系统的相互作用和配置对华南前汛期持续性强降水的影响作用。研究了鄂霍茨克-日本环流的缓慢演变和Rossby波向东传播对2012年北京“721”暴雨发生的作用。利用经过质量控制检验的高分辨率的中国测站降水资料，提出一种新的方法定义中国中东部地区夏季持续性极端降水事件。为我们进一步研究持续性极端降水事件发生的物理原因提供了重要的数据基础。在逐日时间尺度上研究获得影响中国中东部地区夏季持续性极端降水的持续稳定大气环流异常型。发现欧亚(EU)型遥相关在江南地区的持续性极端降水事件发生之前4天形成并维持，负（正）的太平洋-日本（PJ）型遥相关在长江流域（江淮）型持续性极端降水事件发生之前5天出现并维持。在低频时间尺度上获得影响夏季持续性极端降水的大气低频信号和低频遥相关型。发现江南型持续性极端降水事件与30~80天的丝绸之路型低频遥相关相联系；而长江流域和江淮型持续性极端降水事件受到30~60天PJ型低频遥相关的影响。揭示Rossby波的能量频散对引起持续性极端降水的稳定大气环流异常型以及低频遥相关型的激发机制。研究了与冬季华南持续性潮湿-冰冻事件有关的大气环流型。结果表明与持续性潮湿-冰冻事件有关的大气环流型主要有两类。第一类是发生于AO正位相下的单阻型。第二类型是在AO的负位相出现于乌拉尔山和鄂霍茨克海的双阻型，以及两高之间加强的槽。Rossby波能量频散对持续性潮湿-冰冻事件期间阻塞形势的维持有重要作用。这些研究成果为实际业务工作中夏季持续性极端降水事件以及冬季华南持续性潮湿-冰冻事件的监测以及中期和延伸期预报提供科学理论依据，具有较好的应用价值和发展前景。