土壤湿度对华南前汛期降水的影响研究

土壤湿度的季节贮备可引入几个月时间尺度的长期记忆效应，可为短期气候预测提供一定的指示意义。本研究拟从观测分析和数值模拟两方面入手，研究前期土壤湿度异常对华南前汛期降水的影响，并从能量和水循环的再分配、大气环流的变化来揭示这种影响的物理机制。（1）首先，融合多种土壤湿度资料，建立一套长时间序列的东北半球土壤湿度资料集；（2）通过资料的诊断分析，寻找影响华南前汛期降水的土壤湿度关键区，详细分析关键区对前汛期降水的影响过程，弄清基本观测事实；（3）拟采用区域气候模式RegCM3.0和陆面过程模式NCAR CLM 3.5对土壤湿度关键区进行敏感性试验，研究土壤湿度异常对华南前汛期降水的影响，并揭示其可能的物理机制。该研究对于深入理解土壤湿度在华南前汛期降水中的作用，提高华南前汛期的短期预测水平有着非常积极的意义。

本项目从诊断分析和数值模拟两方面系统的开展土壤湿度因子对华南前汛期降水的影响研究，重点探讨土壤湿度因子对华南前汛期降水可能影响的物理机制。.(1)GSWP2和CPC V2资料都能较好地反映中国地区土壤湿度的气候分布和季节分布，因此选取它们来表示东北半球的土壤湿度资料。同时，开展土壤湿度观测，采用遥感手段反演土壤湿度模型中的重要参数。.(2)采用SVD、REOF、合成和相关等统计方法研究得到影响华南前汛期降水的土壤湿度关键区位于中南半岛和印度半岛，该地区冬春土壤湿度和随后的华南前汛期降水呈现正相关关系。.当冬季12月印度半岛土壤湿度偏湿，次年5月和6月华南降水偏多，这是由于12月印度半岛深层土壤湿度偏湿，它具有长时间的记忆性，次年当夏季风爆发之时，由于异常的土壤湿度改变了海陆热力差异，从而减弱了夏季风强度，导致5月和6月华南降水偏多。.1月中南半岛土壤湿度偏湿，4月华南降水偏多，主要是由于土壤湿度的异常改变了中南半岛和南海地区的海陆热力差异，使西太平洋副热带高压西南部的偏南气流偏弱，同时西路来的冷空气偏强，二者在华南地区交汇，从而4月华南降水偏多。.(3)采用RegCM3.0-bats，RegCM4.3.5.2-bats和RegCM4.3.5.2-CLM3.5对土壤湿度初值进行敏感性试验，试验中采用相同的海温和大气侧边界条件，仅修改土壤湿度初值。.1月中南半岛土壤湿度偏湿，其长期记忆性使中南半岛4月仍然偏冷，其长波冷却通量增加、感热通量减少，导致其上空有一个异常的反气旋性环流，此时菲律宾群岛上空洋面偏暖对应有一个异常的气旋性环流，2者的偏南气流把海洋上的水汽输送至华南地区，导致华南地区降水偏多，地表温度偏低，土壤湿度增加，感热减少。.12月印度半岛土壤湿度偏湿，由于前期深层土壤湿度的长期记忆，5月印度半岛及孟加拉湾地区的海陆热力差异减少，导致来自孟加拉湾的西南水汽输送偏弱，此时华南正好位于南北气流的交汇处。5月华南地区降水的偏多，使华南地区长波冷却通量增加、感热通量减少，华南及南海地区的海陆热力差异减少，导致5月底爆发的南海季风偏弱，此时华南地区被一异常气旋气流控制，进而导致华南6月降水偏多。.土壤湿度这种记忆性主要存在于深层土壤，它通过影响大气环流异常而产生降水，而土壤湿度、地表气温和感热通量等变化又受降水的影响。它们相互作用相互影响，因而关系复杂。