摘要
本论文首先在对前人工作进行归纳和总结的基础上，提出更为简便且定量化的持续性暴雨事件（PHREs）的定义，并依此定义分别对1981～2011共31年间我国南方江淮区域和华南区域暖季的PHREs进行筛选、分类和统计分析。然后分别对江淮区域A型（主雨带在长江以南）和B型（主雨带在长江以北）PHREs发生时大尺度环流的基本特征、关键系统的演变过程及其形成机制开展多尺度特征合成分析和典型个例分析，提出了A和B型持续性暴雨事件的主要特征和多尺度物理模型，又采用数值模拟结果研究了典型事件持续期天气尺度和次天气尺度之间的能量转化演变。得到的主要结论如下: (1)江淮区域A、B型PHREs与ENSO、MJO以及主要的大气遥相关的多尺度联系:江淮区域A型和B型事件分别多发生于ENSO衰减和El Ni(n)o发展的背景下，事件前期北大西洋及北半球中纬度的环流均经历一次调整过程，并多在NAO和AO正位相触发持续性事件，而AAO正位相/负位相分别有利于A型/B型事件的发生，它们有可能通过调制越赤道气流的强度乃至水汽输送影响两类事件。两类事件的MJO活动通过影响热带对流活动进而影响不同水汽输送路径的水汽含量。 (2)江淮区域A、B型PHREs合成环流的多尺度特征:A型PHREs持续期间，对流层中高层的中高纬度行星环流呈现显著的纬向正负相间的流函数异常分布，这种异常分布与高度场上的槽脊位置和强度均有较好的对应。Rossby波源位于大西洋上空，斜压波包经过西伯利亚的北支波导和南亚副热带急流的南支波导向下游频散，与中低层自南海和东海向北频散的能量一并在江南区域强烈辐合。B型PHREs持续期内亚洲大陆中高层的行星环流呈现显著的经向正负相间的流函数带状异常分布。沿纬向急流波导的波通量输送比A型弱，而中低层的经向波导比A型更强。Rossby波作用通量从西太平洋向北频散，先后在江淮区域和日本海附近辐合，利于梅雨锋系统的发展，此外日本海附近的负异常中心还有来自北支急流波导和自东西伯利亚向南的能量汇合。 A型事件的冷空气输送主要源于北大西洋和欧洲的西北路径，以及西伯利亚至鄂霍次克海的东北路径，而B型事件中Rossby波纬向频散偏弱，乌拉尔山高压脊显著偏强，冷空气输送主要依赖源于欧洲的西北路径输送。A型事件的水汽输送主要依赖索马里越赤道急流和90°E越赤道气流的西南路径输送，以及105°E越赤道气流的偏南路径输送，AAO正位相对应南半球马斯克林高压的加强，使得索马里越赤道急流和水汽经向输送得以加强;而B型事件的水汽输送路径除如上两条外，还有来自WPSH西南侧的东南路径输送，三支路径的输送几乎同步，AAO的负位相使得索马里越赤道急流及其引导的事件前期的水汽经向略有减弱。 (3)江淮区域A、B型典型PHREs的天气尺度与次天气尺度能量相互作用:A型典型PHREs的次天气尺度扰动能量较强，事件过程中低层存在显著的降尺度级串，而中层存在较强的升尺度级串。强降水发生时，平均流在高层出现斜压转换，扰动流在中高层出现转换。相邻两段降水的间歇期，对流层顶附近首先出现平均E-exergy向平均动能，以及扰动动能向扰动E-exergy的转换，随后在中层出现扰动E-exergy向扰动动能的转换。而B型典型PHREs的次天气尺度扰动能量及其转换也显著偏弱。其中在对流层低层和高层均存在降尺度级串，说明纬向和经向Rossby能量频散分别有利于低空急流和次天气尺度斜压扰动的发展。强降水发生时，整层扰动场出现非绝热加热和斜压转换。 (4)2010年夏末秋初海南的持续性暴雨事件的多尺度特征:该事件作为华南受台风系统影响的典型PHREs，是从行星尺度到中尺度的多尺度系统共同配合影响的结果。事件发生在MJO的活跃位相，不仅利于ITCZ的北抬和扰动发展，还为事件提供了充沛水汽，来自低纬热带洋面的水汽贡献最大。在事件发生时，中高纬地区阻塞形势稳定，异常偏强的冷空气在短波槽的引导下南下至华南，与异常偏北的ITCZ及其上长时间维持的热带低压系统持续地相互作用。 由于持续性暴雨研究的难度很大，因此，本文所得的结论还需要今后用更长期的资料来进一步确认和修正。
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