中蒙干旱区是全球独特的中纬度干旱区,我国西北区西部是其主体和干中心部分,其降水受青藏高原、东亚和南亚夏季风、以及西风带环流的综合影响。降水少,"湿"信号弱,青海及南疆等4分区差异大。针对上述特点,为尽量突出干、湿差异,又有代表性,本项目首先用长序列的实测雨量资料,分区选取不少于3个强干、湿月(不是干、湿年)个例;接着用美国NCEP II再分析资料,作高原加热、季风和西风带环流等对各分区强干、湿月影响的合成对比分析;继而用先进的WRF模式,设计控制和敏感性试验,以1985年7月和1981年7月分别作典型强干、湿月的控制和敏感性试验,积分一个月,进一步检验对比试验的结论,也综合其影响机理。该项目有地域和学科特色。研究内容清晰,研究方案具体可行。在分区选取强个例,也分区进行典型干、湿月合成对比分析及分段积分模拟方面,有特色和创新。本研究可丰富和发展干旱气象学理论;也可改进当地的降水预测。
The west of Northwestern China;Strong dry and wet months;Plateau Heating;Longitude circulation;Monsoon circulation
在基金项目资助下,围绕项目计划书的研究内容,对中国西北区西部各分区夏半年强干湿事件展开了较系统的研究。已完成或开展的主要内容如下(1)对1961-2007年西北区西部夏半年强降水的时空分布特征与变化趋势的分析表明,西北区西部强降水日数呈东多西少分布,更干旱的该区西部比青海高原更易出现强降水极大值,强降水日出现的最早时间呈“东西两头早、中间晚”的格局,而最迟时间则相反,强降水日出现频数呈增长态势(特别是中天山地区)。(2)从高原加热、经圈环流和季风环流等方面对西北区西部各分区强干、湿月影响的合成对比分析表明,青海和南疆区干、湿月,高原中、北部大气加热强度的差异比较明显;而北疆区及河西阿拉善区的干、湿月,高原中、北部的大气加热场差别不明显。在南疆、北疆强湿月,高原东部大气加热强度大于干月,西部加热强度则小于干月。(3)各分区发生强干、湿事件时,高原北侧的次级经圈环流具有不同的复杂流型。南疆强湿月在高原北侧有一个较小的经向环流圈,伸展至地面,带来了大量的水汽;强干月没有该经向环流圈。河西的经圈环流形势与南疆不同,湿月的经圈环流流型并不唯一;而干月则在高原北侧存在一个反经圈环流,不仅是下沉运动区,且带来了北方的干冷空气。(4)南疆强降水的水汽主要经由孟加拉湾,在四川盆地东侧汇合,再通过低空偏东风急流输送到南疆腹地;北疆强降水的水汽则主要来自中亚西风急流;河西阿拉善地区气候较为复杂,影响因子较多,水汽输送方面的差别不大;青海发生强降水时,低层水汽从四面八方向高原集中,高层高原南缘的偏南风水汽输送较干月更为明显。(5)利用中尺度模式WRF和1o×1o的NCEP FNL再分析数据,对西北区西部的典型干月(2006年8月)和典型湿月(2005年7月)分别设计控制试验和增减水汽的敏感性试验,结果表明,在典型湿月,当河西区、中亚和高原区低层水汽分别减少30%时,西北区西部降水减少明显;在典型干月,当河西区、中亚和高原区低层水汽分别增加30%时,西北区西部降水变化不明显,甘肃东部、内蒙古中部降水明显增加。 在本项目的支持下,对西北区西部夏半年强干、湿事件进行了较系统的研究,共发表论文6篇(其中1篇SCI),硕士论文1篇,培养硕士研究生1名。本项目资助的部分研究仍在继续,为丰富和发展干旱气象学体系和理论提供依据,对提高西北区西部降水预报、预测能力也有应用价值。