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华北雨季降水的年代际变化与水汽输送的联系

华北雨季 水汽输送 水汽收支 年代际变化

       在全球变暖背景下，我国华北地区干旱化趋势加重，水资源短缺和生态问题突显。2014年，“南水北调工程”黄河以北开始蓄水试验，丹江口水库江水正式进入华北以供生产生活。虽然南水北调生态补水成效显著，但并不能完全解决华北缺水问题。华北雨季降水的多寡能直接影响该地区的农业灌溉、城市居民用水等，因此雨季降水也是“解渴”的重要途径之一，对华北雨季降水变化的研究具有十分重要的意义。

       本文基于1961～2018年华北地区逐日降水资料和ECMWF-ERA5再分析环流资料，采用一种综合考虑降水量和西太平洋副热带高压脊线影响的雨季监测标准，识别出华北雨季历年起讫日期和降水量，在此基础上讨论了华北雨季季节内进程的水汽输送特征，重点分析了降水量与水汽收支的年代际变化关系，揭示了水汽输送的时空变化规律及其对雨季降水的影响。结果表明：（1）华北雨季每年的起讫日期不同，从而每年雨季发生的时段、降水和环流季节内进程不同，但平均而言降水和水汽输送协同一致，两者的变化联系紧密。（2）华北雨季降水和水汽收支具有相似的年代际变化特征，分别在1977、1987、1999年发生突变，总体呈现“减–增–减”的阶段性变化趋势，两者位相转变相关性很强。（3）水汽输送的强弱和到达华北时间的早晚均对雨季降水多寡有重要影响。华北多雨年代与少雨年代水汽通量有明显的差异，主要表现在：在多雨年代，西北太平洋为反气旋式环流异常，偏南水汽强盛，并且与中高纬西风带异常偏西水汽汇聚于华北，华北地区水汽辐合偏强；考虑季节内进程，水汽到达华北的时间早、强度大，停留时间长、辐合强，减弱的时间晚。而在少雨年代，我国东北地区、朝鲜半岛及日本海附近为气旋式环流异常，华北地区由南向北的水汽输送偏弱，水汽辐散明显加强；季节内进程表现出与多雨年代相反的特征。（4）考虑华北地区四个边界的水汽收支，南边界和西边界有最大、次大水汽输入，二者的年代际变化是影响雨季降水年代际变化的重要因素。在多雨年代，南边界和西边界水汽净输入很强，但北边界的输出也很强；在少雨年代，南边界和西边界水汽净输入很弱，但北边界转为输入，这是区别于多雨年代的重要特征。（5）赤道中东太平洋大范围海温的季节演变，联合西北太平洋和印度洋海温持续异常，可能是影响华北雨季降水水汽收支变化的重要因子。在El Niño转La Niña的夏季，华北雨季水汽收支多，降水量多；在La Niña转El Niño的夏季，华北雨季水汽收支少，降水量少。上述结论对华北地区雨季降水的监测及预测提供了一些参考。



注：本文已被期刊录用，投稿仅以学术交流为目的