清江流域水熱關系與東亞夏季風的聯系

作者：何源,李雙林,胡超涌

摘要：降水(P)與氣溫(T)之間的關系,即水熱關系(PTR),在夏季一定程度上可反映干旱—高溫熱浪(或洪澇多雨—涼夏)極端氣候災害事件的發生情況。三峽庫區內的清江流域,存在發育良好的洞穴,其沉積物中碳氧同位素序列長,可一定程度代表降水或氣溫信息,存在構造長序列PTR指標的可能性。從現代器測與再分析記錄出發,研究清江流域PTR的演變特征和成因,可為利用石筍碳氧同位素構造PTR代用指標提供一些物理基礎和啟發。本文利用清江流域6個站(巴東、建始、利川、恩施、五峰、宜昌)1960~2016年逐日氣溫與降水觀測資料及NCEP耦合預報模式再分析(CFSR)、日本氣象廳55年再分析(JRA55)和歐洲中期天氣預報中心再分析(ERA-interim)等3套資料,分析了清江流域PTR季節性差異、年際與年代際變化及其與東亞夏季風的聯系。結果表明:1)PTR有明顯季節性差異,夏季為顯著負相關,其他季節不明顯;2)夏季PTR存在明顯年代際變化,表現出20~25年準周期振蕩特征。在過去的幾十年間,1965~1976年和1993~2011年期間水熱相關不顯著,而1977~1992年為顯著負相關,即分別在1974年、1986年、1992年發生了年代際轉折;3)夏季PTR年代際變化和東亞夏季風強度有一定的聯系。在水熱顯著負相關時段(1977~1992年),夏季風偏弱;PTR不顯著時段(1965~1976年和1993~2011年),夏季風偏強;4)機制上,夏季風減弱,南北方氣流交匯位置靠南,清江流域水汽增加,上升運動增強,云量與降水增加,導致地表熱通量減少,地面氣溫下降,PTR為顯著負相關。夏季風增強時,南北氣流交匯區北移,清江流域水汽減少,下沉運動增強,導致云量減少而地表熱通量增加,使得氣溫上升,進一步使氣溫垂直遞減率增加,降水效率對降水貢獻為正,表明氣溫上升利于降水增加,同時云量/降水對氣溫的影響減弱,但并未消失,使得PTR不顯著。5)太平洋年代際振蕩(IPO/PDO)對

發文機構：中國地質大學環境學院大氣科學系 中國科學院大氣物理研究所氣候變化研究中心 中國地質大學地理與信息工程學院地理科學系

關鍵詞：水熱關系清江流域東亞夏季風年代際變化Precipitation-surface air Temperature Relationship (PTR)Qingjiang River basinEast Asian summer monsoonDecadal variability

分類號： P461[天文地球—大氣科學及氣象學]