南北半球大气相互作用对华南地区汛期极端降水影响的研究

在分析华南地区汛期极端降水年际、年代际变化和概率分布特征基础上，以南北半球大气相互作用的学术思想为主导，以澳大利亚高压和马斯克林高压系统为主线，采用气候信号检测的新方法，"动态"连续跟踪两系统的演变过程，跟踪系统强弱及位置变化与多通道越赤道气流、东亚季风、西太平洋副热带高压及ENSO循环等系统的关系。在跟踪统计分析基础上，分析华南汛期出现强降水和持续干旱典型年份澳大利亚高压和马斯克林高压系统强弱和移动特征的差异。依据跟踪和典型年份的分析结果，综合归纳出南北半球大气相互作用影响华南汛期极端降水的物理过程和主要途径。在此基础上，利用气候数值模式对统计诊断结果进行模拟验证。通过此项研究可以从南北半球大气相互作用的角度对华南汛期极端降水的成因有更清楚的了解和认识，为提高华南汛期降水的短期气候预测水平提供理论依据。同时，深入研究南北半球大气的相互作用的过程和物理机制，对全球气候变化研究也有重要意义。

使用广义极值分布等统计方法，研究了华南地区前汛期（4-6月）和后汛期（7-9月）极端降水的时空变化和概率分布特征，讨论了南半球澳大利亚高压和马斯克林高压与华南汛期暴雨日数的关系；使用MTM-SVD气候信号检测新方法，“动态”连续跟踪了华南汛期降水与南半球关键系统低频变化的时空耦合演变过程；分析了2008年5-6月华南地区出现的连续强降水过程与南半球关键系统异常活动的关系；在上述跟踪检测和典型年份过程分析基础上，利用气候数值模式CAM3.1进行了敏感性试验。经过分析和数值试验得到以下主要结果：1）上世纪90年代初华南地区降水发生了由减少趋势到增多趋势的突变，发生突变后的华南后汛期（7-9月）极端降水强度显著增强；2）从年代际尺度而言，南半球澳大利亚高压和马斯克林高压的强度变化是华南汛期降水异常的重要气候背景，即当两高压同时处在增强时期时，华南前汛期极端降水处在偏少阶段，后汛期则处于偏多阶段；3）跟踪华南汛期降水与南半球海平面气压场30-60天低频振荡时空耦合演变过程可知，南半球马斯克林高压和澳大利亚高压系统由强（弱）到弱（强）的演变过程对应华南降水多雨带由西南（东北）向东北（西南）的转移；4）典型强降水过程分析表明，南半球马斯克林高压和澳大利亚高压通过影响索马里越赤道气流强度变化，偏强的越赤道气流使输送到华南的水汽加强，造成华南产生强降水过程；5）数值试验结果显示，El Nino(La Nina)是引起澳大利压高压向东移动的重要因素，而南印度洋偶极子正（负）位相异常对马斯克林高压的强度异常变化有显著的作用。