干旱气象 ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (3): 380-389.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-03-0380
收稿日期:
2022-06-20
修回日期:
2022-11-09
出版日期:
2023-06-30
发布日期:
2023-07-02
通讯作者:
肖栋
作者简介:
郭静妍(1998—),女,硕士研究生,主要从事气候变率的研究。E-mail: guojingyannn@163.com。
基金资助:
GUO Jingyan1,2(), XIAO Dong2()
Received:
2022-06-20
Revised:
2022-11-09
Online:
2023-06-30
Published:
2023-07-02
Contact:
XIAO Dong
摘要:
孟加拉地区位于青藏高原与孟加拉湾、印度半岛与中南半岛的中间地带,是亚洲季风爆发率先影响的区域,孟加拉地区的水汽变化对亚洲南部以及东亚气候有重要的指示意义。采用1979—2020年欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料和美国国家海洋和大气管理局提供的海表面温度等资料,分析孟加拉地区夏季(6—9月)大气可降水量(Atmospheric Precipitable Water,APW)变化成因及其可能的物理过程。结果表明,孟加拉地区APW在亚洲南部同纬度最大,夏季APW占全年50%以上,且夏季平均APW呈显著增加趋势。从孟加拉地区4个边界整层的水汽收支和水汽收支垂直廓线来看,西边界与北边界的水汽收支趋势不利于该区域水汽增加,而东边界与南边界的水汽收支趋势利于该区域水汽增加。孟加拉地区夏季APW与太平洋年代际振荡(IPO)在年际和年代际尺度上均呈显著负相关。当IPO为正位相时,对流层低层赤道太平洋(赤道印度洋)盛行西风(东风)异常,对流层高层与之相反,表明印度洋与太平洋上的Walker环流减弱;对流层低层的赤道印度洋南北两侧呈Gill型反气旋环流异常,印度季风偏弱,阿拉伯半岛至孟加拉一带盛行西北风异常,西风气流不利于水汽向孟加拉地区输送,同时反气旋型环流伴随的下沉气流不利于该区域水汽汇聚,使得孟加拉地区APW减少。反之,当IPO为负位相时,则有利于孟加拉地区夏季APW增加。
中图分类号:
郭静妍, 肖栋. 孟加拉地区夏季水汽变化及其与太平洋年代际振荡的联系[J]. 干旱气象, 2023, 41(3): 380-389.
GUO Jingyan, XIAO Dong. Changes of summer water vapor in Bengal region and its linkage with the interdecadal Pacific oscillation[J]. Journal of Arid Meteorology, 2023, 41(3): 380-389.
图1 1979—2020年亚洲南部季节平均的APW空间分布(单位:kg·m-2) (红色矩形框为孟加拉地区,下同)(a)春季,(b)夏季,(c)秋季,(d)冬季
Fig.1 Spatial distribution of seasonal mean atmospheric precipitable water in southern Asia during 1979-2020 (Unit: kg·m-2) (The red rectangle is the Bengal region. the same as below)(a) spring, (b) summer, (c) autumn, (d) winter
图2 1979—2020年孟加拉地区平均APW逐月变化(a)和6—9月平均APW的时间序列与变化趋势(b)
Fig.2 The monthly change of average atmospheric precipitable water in the Bengal region during 1979-2020 (a), the time series and its trend of average atmospheric precipitable water from June to September in the Bengal region during 1979-2020 (b)
图3 1979—2020年亚洲南部夏季850 hPa平均矢量风(箭矢,单位:m·s-1·a-1)与比湿(填色,单位:10-4 ?kg·kg-1·a-1)变化趋势(a)及垂直积分的水汽通量(箭矢,单位:kg·m-1·s-1·a-1)与散度(填色,单位:10-9 s-1·a-1)变化趋势(b)的空间分布( 打 点 区通过α=0.1的显著性检验)
Fig.3 Spatial distribution of variation trends of the average vector wind (arrow vectors, Unit: m·s-1·a-1) and specific humidity (the shaded, Unit: 10-4 ?kg·kg-1·a-1) at 850 hPa (a) and the vertical integrated water vapor flux (arrow vectors, Unit: kg·m-1·s-1·a-1) and divergence (the shaded, Unit: 10-9 s-1·a-1) (b) in summer in southern Asia from 1979 to 2020(the dotted passing the significance test of α=0.1)
图4 1979—2020年夏季孟加拉地区各边界平均水汽收支(a)与水汽净收支(b)的时间序列与变化趋势
Fig.4 Time series and trends of water vapor budget of each boundary (a) and net water vapor budget (b) in the Bengal region in summer averaged from June to September during 1979-2020
气候平均 | 对区域水汽的贡献 | 趋势 | 对区域水汽的贡献 | |
---|---|---|---|---|
东边界 | 正值 | 区域内水汽减少 | 负值 | 支出水汽减少,区域内水汽增多 |
西边界 | 负值 | 区域内水汽减少 | 负值 | 支出水汽增加,区域内水汽减少 |
北边界 | 正值 | 区域内水汽减少 | 正值 | 支出水汽增加,区域内水汽减少 |
南边界 | 正值 | 区域内水汽增加 | 正值 | 收入水汽增加,区域内水汽增加 |
孟加拉区域 | 正值 | 区域内水汽增加 | 正值 | 收入水汽增加,区域内水汽增加 |
表1 孟加拉地区各边界水汽收支及净水汽收支的变化趋势与水汽收支正、负气候态的物理意义
Tab.1 The trends of water vapor budget in each boundary and net water vapor budget in the Bengal region and physical meanings of positive and negative climatic states
气候平均 | 对区域水汽的贡献 | 趋势 | 对区域水汽的贡献 | |
---|---|---|---|---|
东边界 | 正值 | 区域内水汽减少 | 负值 | 支出水汽减少,区域内水汽增多 |
西边界 | 负值 | 区域内水汽减少 | 负值 | 支出水汽增加,区域内水汽减少 |
北边界 | 正值 | 区域内水汽减少 | 正值 | 支出水汽增加,区域内水汽减少 |
南边界 | 正值 | 区域内水汽增加 | 正值 | 收入水汽增加,区域内水汽增加 |
孟加拉区域 | 正值 | 区域内水汽增加 | 正值 | 收入水汽增加,区域内水汽增加 |
图5 1979—2020年夏季孟加拉地区垂直分布的各边界水汽收支与水汽净收支气候态(a)及其趋势(b) (★表示通过α=0.1的显著性检验)
Fig.5 The vertical distribution of water vapor budget of each boundary and net water vapor budget (a) and their trends (b) in the Bengal region in summer averaged from June to September during 1979-2020 (the stars passing the significance test of α=0.1)
图6 1979—2020年孟加拉地区夏季平均APW与同期平均海表面温度的相关系数分布 (打点区通过α=0.05的显著性检验)
Fig.6 The distribution of correlation coefficients between APW in summer in the Bengal region and average sea surface temperature in the same period during 1979-2020 (the dotted area passing the significance test of α=0.05)
图7 1979—2020年孟加拉地区夏季平均的APW与IPO指数的时间序列
Fig.7 Time series of summer average atmospheric precipitable water and IPO index in the Bengal region from 1979 to 2020
图8 1979—2020年夏季平均IPO指数回归的850 hPa(a)和200 hPa(b)位势高度场(填色,单位: g p m)与水平风场(箭矢,单位:m·s-1)(打点区与绿色箭矢通过α=0.05的显著性检验)
Fig.8 The 850 hPa (a) and 200 hPa (b) geopotential height (the color shaded, Unit: gpm) and horizontal wind (arrow vectors, Unit: m·s-1) regressed by IPO index averaged in summer during 1979-2020 (The dotted area and green arrow vectors pass the significance test of α=0.05)
图9 1979—2020年夏季平均IPO指数回归的850 hPa水汽通量(箭矢,单位:kg·m-1·s-1)和大气可降水量(填色,单位:kg·m-2) (打点区与红色箭矢表示通过α=0.10的显著性检验)(a)50 ° E—120 ° E,20 ° S—50 ° N,(b)75 ° E—105 ° E,15 ° N—35 ° N
Fig.9 The 850 hPa water vapor flux (arrow vectors, Unit: kg·m-1·s-1) and atmospheric precipitable water (the color shaded, Unit: kg·m-2) regressed by IPO index averaged in summer during 1979-2020 (The dotted area and red vector arrows pass the significance test of α=0.10)(a) 50 °E-120 ° E, 20 ° S-50 ° N, (b) 75 ° E-105 ° E, 15 ° N-35 ° N
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