趙思玉， 范廣洲

1. 成都信息工程大學(xué) 大氣科學(xué)學(xué)院/高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/氣候與環(huán)境變化聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室， 成都 610225；2. 沈陽(yáng)市氣象局， 沈陽(yáng) 110000

青藏高原低渦(以下簡(jiǎn)稱高原渦， Tibetan Plateau Vortex， TPV)是在青藏高原獨(dú)特動(dòng)力、 熱力作用下形成的一種高原獨(dú)特天氣系統(tǒng)， 同時(shí)受不穩(wěn)定層結(jié)、 非絕熱加熱和水汽輸送的影響， 其生成、 維持、 發(fā)展和移動(dòng)與高原復(fù)雜的下墊面地形抬升作用、 獨(dú)特的環(huán)流系統(tǒng)以及水汽輸送等密不可分[1-3]， 還與南亞高壓脊線、 高空西風(fēng)急流位置、 高原橫切變線等背景場(chǎng)有關(guān)[4-5]， 高原切變線帶來(lái)的冷空氣會(huì)觸發(fā)大氣不穩(wěn)定能量釋放， 還會(huì)直接影響高原北部低壓發(fā)展， 是高原渦發(fā)生發(fā)展的重要機(jī)制[6-7]． 從能量角度來(lái)看， 地面感熱和潛熱的釋放均是影響高原渦發(fā)展的重要因素， 地表潛熱通過(guò)加強(qiáng)大氣不穩(wěn)定性， 產(chǎn)生有利于高原渦加強(qiáng)的熱力環(huán)境， 地表潛熱對(duì)移出高原后的高原渦維持、 發(fā)展具有重要影響[8-10]． 高原渦有冷渦、 暖渦和未移出高原、 移出高原之分[11]， 未移出高原的高原渦是引起高原地區(qū)降水的重要天氣系統(tǒng)之一， 移出高原的高原渦往往引起我國(guó)四川盆地、 長(zhǎng)江及黃淮流域等地暴雨天氣甚至引發(fā)洪澇災(zāi)害[12]， 因此加強(qiáng)對(duì)高原渦的研究對(duì)我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水及洪澇災(zāi)害等天氣預(yù)測(cè)有重要意義．

高原水分含量對(duì)高原渦的維持、 加強(qiáng)具有重要影響． 高原切變線以南的水汽輸送及水汽輻合對(duì)高原渦的生成起誘發(fā)作用[4，13]， 輸入高原的水汽凈通量與高原渦發(fā)生頻次密切相關(guān)[14]； 高原渦發(fā)生發(fā)展過(guò)程中伴隨大量積雨云， 高原西部積云對(duì)流及湍流引起的水汽通量垂直輻合、 輻散輸送有利于近地面高原渦的生成發(fā)展[15]， 水汽在高原的熱力、 動(dòng)力作用下凝結(jié)釋放的潛熱可形成有利于高原渦生成的條件[16]， 高原對(duì)流系統(tǒng)降水產(chǎn)生的凝結(jié)潛熱釋放是高原渦發(fā)生、 移出高原的必要條件， 也會(huì)增加?xùn)|移高原渦的強(qiáng)度[17-18]， 因此高原渦勢(shì)必會(huì)受到高原大氣水循環(huán)影響． 近年來(lái)有關(guān)高原渦及高原大氣水循環(huán)的研究受重視程度不斷提高， 在第二次青藏高原大氣科學(xué)試驗(yàn)(TIPEX-II)中得到大量與高原渦相關(guān)的云—降水物理過(guò)程觀測(cè)資料， 第三次青藏高原大氣科學(xué)試驗(yàn)(TIPEX-III)將水循環(huán)作為研究計(jì)劃的重要目標(biāo)之一[19]． 國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)高原渦的研究以高原的動(dòng)力、 熱力作用為重點(diǎn)， 分析各天氣系統(tǒng)對(duì)其生成、 移動(dòng)等的作用[20]， 而對(duì)高原渦持續(xù)時(shí)間的研究、 高原渦與高原地區(qū)大氣水循環(huán)以及不同時(shí)間尺度的變化趨勢(shì)研究較少． 因此， 本文針對(duì)高原地區(qū)氣候， 根據(jù)大氣水文平衡方程得到大氣水循環(huán)的4個(gè)因子： 大氣可降水量、 水汽輸送量、 降水量和地表蒸發(fā)量， 研究高原地區(qū)大氣水循環(huán)與高原渦持續(xù)時(shí)間的關(guān)系．

1 資料與方法

文中高原渦數(shù)據(jù)來(lái)源于林志強(qiáng)[21]的數(shù)據(jù)集， 其數(shù)據(jù)集基于ERA-interim再分析數(shù)據(jù)獲得的氣旋形勢(shì)， 利用客觀識(shí)別和追蹤算法得到高原渦活動(dòng)的資料； 比濕、 氣壓等數(shù)據(jù)取自1979-2017年間空間分辨率為0.25°×0.25°的ERA-interim再分析月數(shù)據(jù)； 降水?dāng)?shù)據(jù)取自全球降水氣候研究項(xiàng)目中的衛(wèi)星降水產(chǎn)品GPCP(Global Precipitation Climatology Project， 全球降水氣候計(jì)劃)[22]， 它綜合衛(wèi)星的紅外和微波資料， 并經(jīng)過(guò)全球多個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)校正， 空間分辨率為2.5°×2.5°； 蒸發(fā)數(shù)據(jù)選取于空間分辨率為0.25°×0.25°的GLDAS(Global Land Data Assimilation System， 全球陸地信息模型)月蒸發(fā)數(shù)據(jù)[23]， 此數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)多位學(xué)者模擬比較驗(yàn)證， 較為可靠[24-25]．

以下研究基于大氣水分平衡方程， 對(duì)高原渦持續(xù)時(shí)間與大氣水循環(huán)因子相關(guān)性問(wèn)題進(jìn)行討論， 再計(jì)算其各自周期， 從不同時(shí)間尺度研究高原渦持續(xù)時(shí)間與大氣水循環(huán)之間的關(guān)系． 研究方法為常規(guī)的氣象統(tǒng)計(jì)方法， 如合成、 相關(guān)以及集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法． 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition， EEMD)是Huang和Wu等人[26-27]提出并改良的一種數(shù)據(jù)分析方法， 依據(jù)數(shù)據(jù)自身的時(shí)間尺度特征進(jìn)行信號(hào)分解， 在信號(hào)中添加白噪聲， 用來(lái)補(bǔ)充一些缺失的尺度， 有效抑制模態(tài)混疊情況．

根據(jù)水循環(huán)定理， 可將某地區(qū)大氣柱中水汽含量的變化量表示為輸入水汽量與輸出水汽量之差ΔWa[28-29]， 而在t-1到t這段時(shí)間內(nèi)大氣柱中水汽含量的變化量可表示為

ΔWa，t=Qa，t-Qa， t-1

(1)

大氣柱中總收入的水汽量主要包括由外界輸入該地區(qū)整層大氣中的水汽量(Qai)和地表蒸發(fā)水汽量(E)； 大氣柱中總支出的水汽量主要包括該地區(qū)向外輸出的水汽量(Qag)和大氣凝結(jié)降水量(P)． 因此該地區(qū)大氣水汽含量變化量為

ΔWa=Qai-Qag+E-P

(2)

對(duì)以上公式進(jìn)行推導(dǎo)整合， 得到大氣水分平衡方程， 可簡(jiǎn)單寫為

(3)

其中大氣可降水量計(jì)算公式為

(4)

g為重力加速度，q為比濕，pt為大氣柱的頂層氣壓， 取200 hPa，ps為地面氣壓． 大氣中的水循環(huán)過(guò)程涉及到大氣可降水量(Precipitable water vapor)用Pwv表示， 水汽輸送(Water vapor transport)用Wvf表示， 降水(Precipitation)用Pre表示， 地表蒸發(fā)(Evaporation)用E表示， 大氣可降水量的變化亦受水汽輸送通量及散度、 降水和地表蒸發(fā)這3個(gè)水循環(huán)變量的影響． 因此本文根據(jù)大氣水分平衡方程中4個(gè)水循環(huán)因子的變化深入討論其對(duì)高原渦持續(xù)時(shí)間變化的影響．

2 高原渦持續(xù)時(shí)間特點(diǎn)

高原渦持續(xù)時(shí)間定義為： 在一次完整的高原渦過(guò)程中， 從高原渦發(fā)生初始時(shí)刻到結(jié)束時(shí)刻所經(jīng)歷的時(shí)間， 單位是h． 由于使用的高原渦數(shù)據(jù)集每間隔6 h記錄一次高原渦所在位置， 因此本文中高原渦持續(xù)時(shí)間計(jì)算方法為單個(gè)高原渦被記錄的次數(shù)乘以6 h， 所得數(shù)值為估計(jì)值． 此前有研究對(duì)高原渦生成個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 發(fā)現(xiàn)夏季高原渦生成頻率最高， 6，7月高原渦生成個(gè)數(shù)最多， 5，8，9月次之， 冬季最少[30-31]， 且夏季也是高原地區(qū)大氣水循環(huán)最活躍的時(shí)期[32]． 統(tǒng)計(jì)1979-2017年發(fā)生的高原渦持續(xù)時(shí)間等數(shù)據(jù)， 如圖1， 發(fā)現(xiàn)7月份生成的高原渦持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)， 時(shí)間總和大于25 800 h， 在所有月份中占20%， 平均每個(gè)渦持續(xù)時(shí)間也最長(zhǎng)， 約為79 h， 8月份次之， 1，12月高原渦平均時(shí)長(zhǎng)最短， 所占比例也最少， 因此選取7月份高原渦持續(xù)時(shí)間作為研究對(duì)象．

圖1 1979-2017年每月高原渦持續(xù)時(shí)間總和、 平均值、 占比

根據(jù)1979-2017年間7月份高原渦持續(xù)時(shí)間的變化趨勢(shì)， 如圖2， 發(fā)現(xiàn)高原渦持續(xù)時(shí)間整體呈緩慢增加趨勢(shì)， 2009年7月份生成的所有高原渦過(guò)程的總時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)， 2015年最短．

圖2 1979-2017年間7月份高原渦持續(xù)時(shí)間變化趨勢(shì)(持續(xù)時(shí)間/100 h)

圖3為1979-2017年間7月份高原渦初始時(shí)刻生成地空間分布圖， 圖中空心圓的不同顏色及直徑代表高原渦持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短， 直徑越大， 該次高原渦過(guò)程持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)． 高原渦生成位置多分布在高原中西部， 大多數(shù)高原渦持續(xù)時(shí)間都在0～2 d內(nèi)， 能維持6 d以上的高原渦占少數(shù)， 并且?guī)缀醵挤植荚?3°-36°N、 78°-91°E范圍內(nèi)， 該范圍內(nèi)生成的高原渦累計(jì)時(shí)長(zhǎng)占整個(gè)高原地區(qū)累計(jì)時(shí)長(zhǎng)的45%．

圖3 1979-2017年間7月份高原渦生成地空間分布

3 青藏高原大氣水循環(huán)與高原渦持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系

3.1 青藏高原大氣可降水量與高原渦持續(xù)時(shí)間的關(guān)系

統(tǒng)計(jì)1979-2017年間7月發(fā)生的高原渦持續(xù)時(shí)間之和， 計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)化序列， 將高于或低于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的年份定義為高原渦持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)年和較短年， 得到的較長(zhǎng)年有8年： 1980，1981，1984，1991，2000，2005，2008，2009年， 較短年有1983，1989，1993，1997，2003，2006，2015年． 由圖4可以發(fā)現(xiàn)無(wú)論是較長(zhǎng)年還是較短年高原地區(qū)大氣可降水量均表現(xiàn)為較周邊地區(qū)偏低， 大體呈東南部向西北部遞減趨勢(shì)， 較長(zhǎng)年里高原主體及南部邊緣大氣可降水量高于較短年． 圖4(c)中高原中部大氣可降水量差值較大， 即在高原渦持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)年， 高原中部大氣可降水量明顯偏多， 高原西北部大氣可降水量偏少， 差值為負(fù)值． 高原水汽含量的增加對(duì)高原渦的維持具有重要影響[33-34]， 結(jié)合相關(guān)系數(shù)分布圖可以發(fā)現(xiàn)， 高原中部大氣可降水量的增加與高原渦持續(xù)時(shí)間為顯著正相關(guān)， 該范圍內(nèi)大氣可降水量即含有的水汽總量越多， 越有利于高原渦的長(zhǎng)時(shí)間維持， 在高原西北部， 大氣可降水量與高原渦的持續(xù)時(shí)間為負(fù)相關(guān)．

圖4 1979-2017年間7月份大氣可降水量在較長(zhǎng)年、 較短年以及合成差值場(chǎng)和高原渦持續(xù)時(shí)間相關(guān)系數(shù)的分布， 點(diǎn)狀區(qū)域表示通過(guò)95%的顯著性檢驗(yàn)

3.2 水循環(huán)變量與高原渦持續(xù)時(shí)間的關(guān)系

3.2.1 水汽輸送與高原渦持續(xù)時(shí)間的關(guān)系

高原地區(qū)的水汽通量以及水汽的輻合、 輻散在高原渦生成過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用， 水汽是高原渦形成、 發(fā)展的必要條件之一． 圖5為高原渦持續(xù)時(shí)間在較長(zhǎng)年和較短年的7月份平均水汽通量與水汽通量散度． 圖5(a)和圖5(b)中高原渦持續(xù)時(shí)間在較長(zhǎng)年或較短年里高原南部均表現(xiàn)為強(qiáng)水汽輻合， 這與高原持續(xù)吸引相鄰地的暖濕氣流——“熱力泵”和機(jī)械動(dòng)力效應(yīng)相符合[35]． 7月份高原南部、 北部均有大量水汽聚集， 高原南部90°E附近有大量水汽聚集且形成了氣旋形式． 圖中可以看出通往高原的4條水汽通道， 高原北部水汽是由高原西北部輸送過(guò)來(lái)的， 南部水汽則主要來(lái)自阿拉伯海和孟加拉灣以及南海． 高原南部水汽收支在較長(zhǎng)年與較短年的差值變化并不明顯， 東部與西南部的水汽收支差別較大， 高原渦的持續(xù)時(shí)間與高原東部和西南部的水汽輸送異常輸入有關(guān)． 在高原渦持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)年里， 高原整體水汽輻合較強(qiáng)， 其中高原中南部最為明顯， 在24°-28°N、 90°-98°E范圍內(nèi)水汽通量散度表現(xiàn)為強(qiáng)輻散， 圖5(d)顯示高原中部水汽的輻合與高原渦顯著相關(guān)， 水汽在高原中部大量輻合聚集有助于高原渦長(zhǎng)時(shí)間維持， 而高原南部邊緣的水汽輻散與高原渦持續(xù)時(shí)間為弱相關(guān)．

圖5 1979-2017年間7月份水汽通量及水汽通量散度在較長(zhǎng)年、 較短年以及合成差值場(chǎng)和高原渦持續(xù)時(shí)間相關(guān)系數(shù)的分布， 點(diǎn)狀區(qū)域表示通過(guò)95%的顯著性檢驗(yàn)

3.2.2 降水量與高原渦持續(xù)時(shí)間的關(guān)系

高原渦是引起高原地區(qū)降水的重要天氣系統(tǒng)， 高原渦發(fā)生前后生成的降水量對(duì)高原渦能否長(zhǎng)時(shí)間維持具有一定影響[36]． 圖6為7月份平均降水量， 圖6(a)中高原地區(qū)降水量較周邊地區(qū)偏少， 且有明顯的地區(qū)差異， 南部降水多， 尤其是高原南部邊緣87°-98°E處降水極大， 北部降水少， 呈東南向西北遞減趨勢(shì)， 36°N以北地區(qū)降水幾乎為0． 圖6(c)中較長(zhǎng)年里降水在高原東南部邊緣生成量偏少， 結(jié)合圖6(d)， 發(fā)現(xiàn)高原中南部降水量與高原渦持續(xù)時(shí)間呈顯著正相關(guān)， 且該范圍內(nèi)高原渦生成個(gè)數(shù)較多， 持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)， 東南側(cè)邊緣降水量有一處明顯的負(fù)異常， 高原內(nèi)部則幾乎沒(méi)有與高原渦持續(xù)時(shí)間為負(fù)相關(guān)的地區(qū)．

圖6 1979-2017年7月份降水量在較長(zhǎng)年、 較短年以及合成差值場(chǎng)和高原渦持續(xù)時(shí)間相關(guān)系數(shù)的分布， 點(diǎn)狀區(qū)域表示通過(guò)95%的顯著性檢驗(yàn)

3.2.3 地表蒸發(fā)量與高原渦持續(xù)時(shí)間的關(guān)系

地表蒸發(fā)量是大氣水循環(huán)過(guò)程中的重要一環(huán)． 圖7為7月份平均地表蒸發(fā)量． 從圖7可以看出高原的地表蒸發(fā)量與降水量的地理分布類似， 具有明顯的地區(qū)差異， 地表蒸發(fā)量在高原南部較高， 北部低， 且高原70°E以西地區(qū)平均地表蒸發(fā)量極小， 呈東南向西北遞減趨勢(shì)， 在能夠較長(zhǎng)時(shí)間維持的高原渦生成區(qū)域， 地表蒸發(fā)量低． 圖7(c)中， 在較長(zhǎng)年， 高原中部地表蒸發(fā)量偏多， 高原西北部及南側(cè)邊緣地表蒸發(fā)量偏少， 即在高原渦持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的年份， 高原中部地表蒸發(fā)量較大的地區(qū)表現(xiàn)為蒸發(fā)出更多水汽， 地表蒸發(fā)量較小地區(qū)水柱蒸發(fā)量更少． 高原渦持續(xù)時(shí)間與高原中部的地表蒸發(fā)量無(wú)顯著相關(guān)性， 與高原南、 北部邊緣均為負(fù)相關(guān)， 和差值場(chǎng)的分布相對(duì)應(yīng)， 但是總體來(lái)說(shuō)高原內(nèi)部地表蒸發(fā)量偏低， 并不是影響高原渦持續(xù)時(shí)間的主要因素．

圖7 1979-2017年間7月份地表蒸發(fā)量在較長(zhǎng)年、 較短年以及合成差值場(chǎng)和高原渦持續(xù)時(shí)間相關(guān)系數(shù)的分布， 點(diǎn)狀區(qū)域表示通過(guò)95%的顯著性檢驗(yàn)

4 高原渦持續(xù)時(shí)間與青藏高原大氣水循環(huán)的年際變化

選取1979-2017年間7月份高原渦持續(xù)時(shí)間與大氣水循環(huán)因子的顯著相關(guān)區(qū)域， 其中與大氣可降水量Pwv存在兩個(gè)顯著相關(guān)區(qū)域(Pwv+、Pwv-)， 與其他水循環(huán)因子均存在一個(gè)顯著相關(guān)區(qū)域． 通過(guò)對(duì)各顯著相關(guān)區(qū)域范圍內(nèi)的大氣水循環(huán)因子進(jìn)行區(qū)域平均及標(biāo)準(zhǔn)化處理， 生成大氣水循環(huán)因子的原始序列． 將7月份高原渦持續(xù)時(shí)間與大氣水循環(huán)因子的原始序列進(jìn)行EEMD分解， 得到本征模態(tài)分量IMF1-IMF4以及趨勢(shì)分量residual， 如圖8及表1． 表1給出了各變量IMF1-IMF4的周期、 與原始序列的相關(guān)系數(shù)及方差貢獻(xiàn)率， 高原渦持續(xù)時(shí)間的IMF1與其原始序列的相關(guān)系數(shù)為0.77， 方差貢獻(xiàn)率為69.53%， 即高原渦持續(xù)時(shí)間主要由3.4年周期決定． 結(jié)合圖8(a)可以發(fā)現(xiàn)從2000年之后高原渦持續(xù)時(shí)間的變化振幅高于2000年前， 其趨勢(shì)分量整體表現(xiàn)為先緩慢減少后快速增加趨勢(shì)， 2000年后高原渦持續(xù)時(shí)間明顯增加． 而高原渦持續(xù)時(shí)間的IMF4與原始序列的相關(guān)系數(shù)僅為0.26， 方差貢獻(xiàn)率也最小．

表1 高原渦持續(xù)時(shí)間與各大氣水循環(huán)因子的周期及相關(guān)系數(shù)

圖8 1979-2017年間7月高原渦持續(xù)時(shí)間， 大氣可降水量(Pwv+)， 大氣可降水量(Pwv-)， 水汽輻合量(Wvf)， 降水量(Pre)以及地表蒸發(fā)量(E)的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(original為原始序列， IMF1-IMF4表示本征模態(tài)分量， residual表示趨勢(shì)分量)

除E外， 顯著相關(guān)區(qū)域的各個(gè)大氣水循環(huán)因子的IMF1方差貢獻(xiàn)率最高， 與其各自原始序列的相關(guān)系數(shù)也最大， 而E的IMF4方差貢獻(xiàn)率雖大， 但其變化周期并未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)， 因此大氣水循環(huán)因子仍主要表現(xiàn)為3年左右的變化周期．Pwv+，Pwv-和E的趨勢(shì)分量均為顯著增加趨勢(shì)，Wvf的趨勢(shì)分量變化與高原渦持續(xù)時(shí)間類似， 表現(xiàn)為先減弱后增強(qiáng)，Pre的變化趨勢(shì)為減少． 由上述可知， 1979-2017年間7月份高原渦持續(xù)時(shí)間與大氣可降水量、 水汽輸送量和地表蒸發(fā)量在不同時(shí)間尺度均表現(xiàn)為增加的變化趨勢(shì)， 降水則逐年減少．

為進(jìn)一步探討高原渦持續(xù)時(shí)間與大氣水循環(huán)因子在不同時(shí)間尺度中變化趨勢(shì)的關(guān)系， 將各變量的原始序列、 IMF1序列以及趨勢(shì)分量繪制成折線， 如圖9． 可以發(fā)現(xiàn)高原渦持續(xù)時(shí)間整體呈增加趨勢(shì)， 但在2000年左右存在一個(gè)谷值， 2000年后上升速度有所增加， 在2011年左右由負(fù)位相轉(zhuǎn)為正位相， 2015年高原渦持續(xù)時(shí)間為最小值． 高原地區(qū)大氣可降水量為增加趨勢(shì)， 1990-1995年期間Pwv+明顯偏低， 2000年后有所上升， 同時(shí)高原渦持續(xù)時(shí)間表現(xiàn)為增加趨勢(shì)．Pwv-在2000年達(dá)到峰值， 之后上升速度變緩， 最大值出現(xiàn)在2009年左右， 同期高原渦時(shí)間連續(xù)增加， 甚至出現(xiàn)最大值．Wvf變化趨勢(shì)為先減小后增加， 2000年左右達(dá)到一個(gè)谷值， 后緩慢上升， 這與高原渦持續(xù)時(shí)間的變化相似， 由于高原是一個(gè)強(qiáng)大的熱源， 活躍的對(duì)流活動(dòng)使得低層水汽輻合上升， 上升過(guò)程中會(huì)釋放凝結(jié)潛熱， 有利于高原渦的加強(qiáng)．Pre則逐年減少． 地表蒸發(fā)量E為明顯增加趨勢(shì)， 2000年前振幅小， 波動(dòng)平緩， 2000年后振幅偏大， 增加趨勢(shì)明顯． 1992年左右地表蒸發(fā)量E偏低，Pwv+與Pre也偏低， 同期高原渦持續(xù)時(shí)間迅速減少． 在1986-1997年間，Wvf及Pre減少， 同時(shí)期高原渦持續(xù)時(shí)間偏低； 2015年P(guān)wv+及Pre驟減，Wvf為最大值， 同年高原渦持續(xù)時(shí)間驟減． 可以發(fā)現(xiàn)， 高原中部大氣可降水量、 水汽的輻合、 降水量及高原南部地表蒸發(fā)量增加的年份， 高原渦持續(xù)時(shí)間的增加速度較前期顯著提升， 大氣水循環(huán)因子顯著降低的年份高原渦持續(xù)時(shí)間也明顯偏低．

圖9 1979-2017年間7月高原渦持續(xù)時(shí)間， 大氣可降水量(Pwv+)， 大氣可降水量(Pwv-)， 水汽輻合量(Wvf)， 降水量(Pre)以及地表蒸發(fā)量E的變化趨勢(shì)

5 結(jié)論與討論

基于1979-2017年間高原渦活動(dòng)資料、 逐月再分析資料以及衛(wèi)星、 地面觀測(cè)資料， 根據(jù)大氣水分平衡方程， 通過(guò)合成分析、 相關(guān)分析及EEMD等方法， 研究高原渦持續(xù)時(shí)間與高原地區(qū)大氣水循環(huán)的關(guān)系及時(shí)空分布特征， 主要結(jié)論如下：

1) 高原渦多發(fā)生于高原中西部， 1979-2017年間7月份生成的高原渦的持續(xù)時(shí)間平均值和總和最大， 且呈緩慢增加趨勢(shì)．

2) 在高原渦持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)年里， 高原中部大氣可降水量、 水汽輻合量及降水量明顯偏多， 且與高原渦持續(xù)時(shí)間呈顯著正相關(guān)， 高原東部和西南部水汽的異常輸送與高原渦的長(zhǎng)時(shí)間維持有關(guān)， 高原西北部大氣可降水量與高原南北部邊緣的地表蒸發(fā)量與高原渦持續(xù)時(shí)間為負(fù)相關(guān)．

3) 高原渦持續(xù)時(shí)間與大氣水循環(huán)因子均具有不同時(shí)間尺度特征， 主要表現(xiàn)為3年和6～9年的震蕩周期． 在大氣可降水量、 水汽輻合量及地表蒸發(fā)量呈明顯增加趨勢(shì)的時(shí)段， 高原渦持續(xù)時(shí)間較前期有較明顯增長(zhǎng)， 降水量較大的年份高原渦持續(xù)時(shí)間普遍較長(zhǎng)． 綜上所述， 高原地區(qū)大氣水循環(huán)的影響因子的變化對(duì)高原渦持續(xù)時(shí)間存在一定影響．

本文統(tǒng)計(jì)分析了高原渦持續(xù)時(shí)間與高原大氣水循環(huán)的氣候特征、 相關(guān)關(guān)系以及不同時(shí)間尺度變化趨勢(shì)特征， 后續(xù)需要進(jìn)一步研究大氣水循環(huán)因子對(duì)高原渦的影響機(jī)制， 由此可以引申出高原大氣水循環(huán)因子對(duì)高原渦其他特征的影響等問(wèn)題．