高原低值系统的低频变化及其影响

孙金花 钟泽洲

摘 要 利用2009年300 hPa逐日纬向风场（uwnd）资料和逐日向外长波辐射（OLR）资料、四川盆地16个站逐日降水资料和中国气象局成都高原研究所的2009年高原切变线年鉴资料，运用Morlet小波分析、滤波及相关分析等方法，初步研究青藏高原低频振荡的一些特征及与高原切变线发生的关系，并简单地分析了高原低频振荡与四川盆地低频降水关系。

关键词 低频振荡；青藏高原；低值系统；高原切变线；降水

中图分类号：P433 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.073

1 资料和方法

选取中国气象局成都高原研究所彭广等所编制的《2009年青藏高原低涡切变线年鉴》资料，美国国家环境预报中心（NCEP）2009年逐日纬向风（uwnd）资料和逐日向外长波辐射（OLR）资料，空间分辨率2.5°×2.5°。降水资料为2009年逐日（20：00—20：00）站点资料。站点包括四川盆地16个站，即眉山、绵阳、南充、重庆、乐山、宜宾、阆中、巴中、达县、遂宁、南充、梁平、万州、内江、沙坪坝、纳溪。利用小波分析法、滤波分析法、相关分析法及低频振荡相对强度开展研究分析[1-2]。

2 青藏高原低值系统的低频振荡

2.1 青藏高原300 hPa纬向风的季节内振荡

2.1.1 300 hPa纬向风的低频振荡周期

统计数据资料可知，除准一年的季节变化外，2009年全年逐日纬向风场变化的时间尺度有140～160 d的准半年时间尺度周期及10～30 d、30～60 d和60～90 d季节内振荡。10～30 d振荡主要发生在1—3月，40～60 d发生在1—4月，而60～90 d全年都有表现。

2.1.2 300 hPa纬向风的低频振荡强度空间分布

对于10～30 d低频振荡强度分布为南强北弱。强值区在东经90°以西，由低纬向高纬递增。对于40～50 d振荡的强度分布：就平均而言，高原主体中部偏东有一个明显强值区，四周都相对较小，极值中心达0.22，强值区呈东-西分布，而四周表现为弱值区。

2.1.3 300 hPa纬向风的低频振荡与高原切变线

对于10～30 d振荡与高原切变线，整个1—10月10～30 d振荡波动较为明显为多波动，2月上旬达最大。7月和10月表现很明显；10～30 d振荡处于波峰时，高原切边线发生处于波峰，3月和8月表现明显。

对于40～50 d振荡与切变线整体呈多波动，振荡旬平均强度各月差异较大。1—4月比5—10月强，其中3月中旬达极大值，7月下旬值达极小值。

对于60～90 d振荡与切变线，300 hPa逐日纬向风场主要表现为多波动，7个波峰配合7个波谷。

对于10～30 d振荡旬平均强度与高原切变线旬累积值得相关性，2009年1—10月300 hPa逐日纬向风10～30 d振荡与高原切变线之间总体表现为负相关。

对于40～50 d振荡旬平均强度与高原切变线旬累积值得相关性，1—6月中除3月、4月呈弱负相关外其余均呈较强正相关。

2.1.4 300 hPa纬向风的低频振荡的传播与高原切变线

对于10～30 d振荡，2009年高原主体上300 hPa纬向风场的10～30 d振荡在经向方向上主要以东传为主。1月、2月整个高原主体东西部均有正对流活动区，1月东部强度大于西部，2月西部正对流活动区域和强度略大于东部，2月底3月初时振荡断裂分为东西两个，4月、5月达到最强，6月、7月开始略有减弱，新的对流振荡在8月底又达最强。9月新对流进入高原主体，迅速东移扩张，到10月初强振荡区主要发生在高原东部，11月又有新对流进入高原，12月振荡略有西退。

对于40～50 d振荡，2009年高原主体上300 hPa纬向风场的40～50 d振荡在经向方向上以东传为主。1月正对流活动区域主要在高原主体西部，2月东西部各有一个弱正中心，6月高原主体中部有一个强正对流，到7月几乎横跨整个高原，且中心强度增大东移。到9月移至高原东部后，11月初几乎东移消失，11月高原主体西部有正对流流入并逐渐东移加强，12月达最强。

对于60～90 d振荡，2009年高原主体上300 hPa纬向风场的60～90 d振荡在经向方向上以东传为主。1月、2月高原主体东西各有若干一个正负对流中心。2月底到4月初不断有新正对流从高原主体西部移入高原东移，到4月高原主体中心有一正对流中心，且向东扩张，7月底已移至高原东部。6月和9月高原主体西部有新正对流进入，向东扩张加强，12月达最强。

3.2 青藏高原逐日向外传播辐射的季节内振荡

3.2.1 逐日向外长波辐射的低频振荡周期

统计数据资料显示，2009年全年的逐日向外长波辐射场变化时间尺度，除150～180 d准半年时间尺度周期振荡和10 d以內准8天高频振荡非常显著且全年都有表现外，季节内振荡有10～30 d和50～70 d。其中50～70 d振荡中4—7月表现的非常强烈，6月上旬和7月下旬是振荡强值区；10～30 d振荡几乎全年都有表现。

3.2.2 逐日向外长波辐射的低频振荡强度空间分布

2009年高原50～70 d振荡对流活动大值区分布情况为东部31°～38°N、92°～105°E，有三个极值中心，强度最大为0.18，另外两个位置相对偏西，中心极均值0.16；对于西部也有一个强值区，其中最西北方向强度最大，达0.17。

3.2.3 逐日向外长波辐射的低频振荡与高原切变线

对于10～30 d振荡，逐日向外长波辐射10～30 d振荡呈多波动，振荡强度后4个月比前6个月相对大一点，8月下旬达极大值。基本是10～30 d振荡处于波峰（波谷）时，高原切变线发生次数处于波谷（波峰），少数月份除外。

对于50～70 d振荡，逐日向外长波辐射50～70 d振荡也呈多波动。观察各月的强度，波动还比较大，前5各月强度比后5各月强度要稍微小一点。3—5月呈递增趋势，6—9月变化相对稳定，10月又略有减小。

3.2.4 逐日向外传播辐射低频振荡的传播与高原切变线

对于10～30 d振荡，2009年高原主体上逐日向外长波辐射场的10～30 d振荡在经向方向上以不连续东传为主。1月高原东西均有正负对流分布，2月初有正对流从高原主体西部进入，3月底发展并分裂为东西两个正中心，其中东部的将加强东移，可能是地形影响，移动缓慢。5月和6月又有正对流进入高原主体西部东移，到6月两股对流在东部合并达最强。9—11月对流活动有明显西退减弱，12月又有新对流进入高原主体并东移。

对于50～70 d振荡，2009年高原主体上逐日向外长波辐射场的50～70 d振荡在经向方向上明显东传。从2月开始，每个正对流中心前后都配有一个负对流中心，11月几乎布满整个高原主体，12月强度开始急速增大。

4 高原低频变化与四川盆地降水

4.1 2009年四川盆地降水的低频振荡周期

由小波变换图可以看出，2009年四川盆地降水存在10 d、15～30 d、30～60 d和120 d振荡，如图1所示。对于季节内振荡主要在5—10月。就平均而言，2009年1—10月四川盆地降水也存在10～30 d得季节内振荡，与高原低值系统低频变化周期基本一致。

4.2 青藏高原10～30 d振荡与降水相关性

300 hPa纬向风场10～30 d振荡强度的变化趋势是和降水量变化趋势相反。基本上是当降水量处于波谷（峰）时，10～30 d振荡处于波峰（谷）。如2月降水量处于波谷时，振荡处于波峰。1—10月逐日纬向风10～30 d振荡和四川盆地关系较大，相关系数-0.524，负相关性，通过0.1显著性检验。

5 结论

1）2009年高原主体上300hPa逐日纬向风场的低频振荡主要包括10～30 d、30～50 d、50～70 d振荡。2009年高原主体逐日向外长波辐射（OLR）存在10～30 d、50～70 d振荡，主要呈带状分布。

2）2009年高原切变线主要发生在高原主体中东部，它与高原300 hPa纬向风场10～30 d和高原逐日向外长波辐射10～30 d振荡相关程度最好，均表现为显著的负相关。

3）2009年高原低频振荡主要以东传为主，并且伴有高原切变线的产生和消亡，高原切变线发生发展可能还受到其他重要影响因子的制约。

4）当高原10～30 d振荡处于波峰时四川盆地降水少，当高原10～30 d振荡处于波谷时四川盆地降水多；2009年1—10月逐日向外長波辐射10～30 d振荡与四川盆地降水有超前2旬负相关关系。

参考文献：

[1] 何光碧，师锐.夏季青藏高原不同类型切变线的动力、热力特征分析[J].高原气象，2011，30（3）：568-575.

[2] 朱丽华，范广洲，周定文.高原夏季西风异常年500hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国降水的关系[J].2012，21（10）：1254-1261.

（责任编辑：赵中正）