拉普拉塔盆地对流降雨系统外文翻译资料

英语原文共 23 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

大气与气候科学，2014，4，757-778

2014年10月在线发表于ScoRes. http://www.scirp.org/journal/acs

http://dx.doi.org/10.4236/acs.2014.44068

拉普拉塔盆地对流降雨系统

AugustoJ.PereiraFilho¹,RichardE.Carbone²,JohnD.Tuttle²

¹巴西圣保罗大学，大气科学系天文学，地球物理与大气科学研究所

²美国科罗拉多州国家大气研究中心

摘要

综合卫星数据的小时降水估计值用于建立南美洲和毗邻海洋拉普拉塔盆地对流生成降水的动态分析。在这里，这份手稿的重点是20S到35S，包括安第斯山脉。重点放在有组织的对流系统下，南美洲和其他大陆已经产生大部分季节性降雨。对于区域大气条件，对各个事件的统计特征进行量化和检验。考虑的因素包括转向风和风切变，可调节潜在能量（CAPE），群岛和湿地（Chaco）之间的局部敏感和潜热源，以及诸如中纬度射流之类的斜压波瞬态干扰。强制和对流触发机制是从大陆昼夜循环和较长时期的自然变率证明的系统模式的二元性推断的。雨季的昼夜循环对于与长期传播的降雨“情节”有关的降雨频率和相位的降低尤为显着。类似于热带北非和热带北澳大利亚的研究结果，存在有组织的对流的强烈存在，可以传播数百至数千公里的中尺度对流系统的连贯序列。对流触发通常与高架地形，安第斯山脉和拉普拉塔盆地区相关联，这是特别丰富的潮湿静电能量。偏转波在安第斯山脉上的通过与向东传播的对流群集一致，其中向西传播系统也存在。利用CMOPRH方法对拉普拉塔盆地的这些有组织的对流系统进行了小时降雨量估算。2002年12月至2008年6月期间获得了8公里空间分辨率的降水估计。缺失数据很少，因此它是迄今为止可用的最完整，最长和最高的分辨率数据集之一，可以全面描述对流的空间和时间分布，从该地区的小时到年际变化。在这项工作中，根据有组织的对流事件，获得并检查了昼夜，季节内，季节和年际周期。拉普拉塔盆地区每日，每月和每年的降水积累空间格局在季节内和季节之间有所不同，并且由于地下动力学和热力学机制而被迫。CMORPH小时降水的时间经度图用于描述有组织对流发生的基础动力学和热力学的起源，结构，寿命，相速度和推论。通过频率分布分析，对持续时间，跨度，相位速度，开始和结束时间，起点和结束经度，月份和年份进行有组织对流的情节分析。大多数有组织的对流系统以相变速度向东移动穿过拉普拉塔盆地。基本描述统计表明，LaPlata东向传播平均相速度为13.0m·s^-1。

关键词

卫星降雨，有组织对流，拉普拉塔盆地，昼夜循环

1.介绍

这个南美洲有两个主要的沉淀区，形成了亚马逊和拉普拉塔盆地，在地形特征中很容易看到（图1）。大陆和盆地规模的水分平衡与人类活动经济相关，但更重要的是，它们决定了亚马逊和查科地区发现的生态系统的复杂性。南美洲拥有最大的排水系统之一，占地球上所有淡水的约12％。拉普拉塔盆地水文循环的主要原因是中尺度对流系统（MCSs）的频繁发生。[1]比较了北美和南美洲，并得出结论，后者区域产生更强大，更大和更持久的事件。春季和夏季，这些系统往往在傍晚时段形成，产生较大量的水[2]。南美洲低水平射流SALLJ[3]的热量和水分运输有助于触发靠近安第斯山脉的事件。这最常发生在25S附近;秋季和春季南向可变东风轨迹;并在夏季北部[1]。这些系统和其他与拉普拉塔流域水循环相关的降水气候学是重要的，难以从点测量中获得，以便确定主要事件制度，昼夜循环，季节性和可变性到年际期间。本文重点介绍了拉普拉塔地区5年以来的降水气候学特征。基于事件的降雨统计包括空间和时间的一致性，事件的频率和强度，先导地点和降雨触发的昼夜阶段;大陆和昼夜海洋模式，海洋年际，年际变率。基于空间分辨率和小时累积降水量估计推断和讨论了潜在的动力机制和日变化。本手册介绍了第2节[4]中CMORPH方法的简要说明。第3节分析了年际，季节间和季节的空间分布，降水系统的频率和变异性，为期5年。事件特征如第4节所示，昼夜模式及其推断原因在第5节中给出。第6节给出了主要结果和结论的简要总结。

2.降水量和频率估计

CMORPH（“CPC变形技术”;[4]）提供了从60˚N到60˚S的高空间（赤道约8km）和时间（半小时）的降水分析。该方法将从已发布算法生成的无源微波（PMW）仪器（SSMI，AMSR-E，AMSU，TMI）的沉淀物混合在一起。然而，由于这些仪器来自低地球轨道平台，采样频率是主要缺点。CMORPH通过使用地球同步红外（IR）数据作为插值和“变形”PMW衍生的降水估计值，每1/2小时产生空间和速度完整的降水场，来减轻采样限制。CMORPH与其他组合的IR/PMW方法不同（例如，TMPA;[5];PERSIANN;[6]），因为它不使用从IR数据生成的降雨估计。相反，它使用IR来确定下雨系统的运动，并将该运动场应用于已经从无源微波（PMW）数据确定的下雨系统。内插降水系统（由PMW数据识别和量化）导致比仅来自IR数据的估计值更多的准确率估计值。这个概念是由几个验证研究证实的（例如[7]）。这个过程的细节由[4]提供。

图1.南美洲的USGS地形（A）在10˚和-60°纬度之间以及-25˚到-90°之间的经度。

地图中显示地理轮廓，纬度和经度。拉普拉塔矩形在-20°—-35°纬度和-25°—-80°之间的经度。

2.1.CMORPH每日，每月和每年积累

图1显示了南美洲的地形图，每年，每月，季节和每年的降雨量累积量估计分析了2003年至2007年拉普拉塔盆地年际，季前和每日对流周期。由纬度20˚S到35˚S，经度25˚W到80˚W是采取CMORPH小时降雨积累的地区。[8]比较了2003年和2004年南美大部分地区的测量和CMOPRH导出的降水积累。他们表明，对于年平均，月和日降水量积累，较长的积累时间间隔与rho;2=0.72，0.62和0.38有较好的相关性。[8]在南美洲每年进行一次小时的降雨气候分析，其中重点是亚马孙和邻近热带地区对流的日间循环。他们以七种空间格局描绘了年降水量：1）亚马孙河流域积雨量高的地区;2）拉普拉塔盆地降水累积次要的次要地区;3）南大西洋的大面积降水相当高;4）南大西洋高压系统引起的降雨量非常低;5）与南太平洋高压系统相关的低降雨地区;6）由于警告雨过程，巴西沿岸的降水条带;和7）亚马孙河降水偏高。他们发现，降水模式的振幅年际变化幅度比相位高，并受到静止和瞬态气候特征的调制[9]。

2.2.时间经度降雨分析

[10]使用的Hovmouml;ller时间分析用于识别拉普拉塔盆地有组织对流的事件。分析100公里或更长时间的所有系统，以估计它们的跨度，相速度，持续时间，起始和终止经度。统计资料。一些有组织降雨的情况被用来描述短期到长期事件的典型情况，以及它们的潜在动力学和热力学，以及它们对该地区估计的总降雨量累积贡献了多少。NCEP分析软件可以获得风，湿度和温度的个人和组合天气分析。动态特征分析以及相应的Hovmouml;ller图也包括了剪切和系统转向水平。通过平均Hovmouml;ller图48小时获得年度和季节对流周期，以说明拉普拉塔地区的静止和传播降雨系统。

3.季节性和年际变异性

图2显示了2003年至2004年期间的年度和季节内月度降水估算值。每月降雨量显示包括两个主要的水分汇集区。一个是跨热带聚集区（ITCZ），生产亚马孙河流域哈德利流通的上升分支。正如这个主要降水地区的流离失所所示，亚马孙河流域的南北从九月到三月迁徙。第二个位于南美洲热带和中纬度地区之间，与初夏的倾斜波浪相关，导致南大西洋汇合区。另外还有另外两个降水特征。一个是与东北Bra-zil的Hadley循环下降分支相关的大面积降雨累积的广泛地区。

这个高压系统是南大西洋的一个永久特征，向东延伸到南非（未显示）。这个大的分歧区域通过低水平的风向运送水分赤道病房和向西。亚马孙河流域的大部分水分运输。其次，在拉普拉塔盆地的查科地区为中心的季节性有组织的对流有一个增加的降水区域。这些瞬态系统的总体气候学在文献[11]中已经很好地建立起来。图2表明，这个二次降雨最大值在秋季和春季早期明显。南美这个次要最大的动力学和动力学特征是这份手稿的主要目的。在北美[10]，澳大利亚[12]和非洲[13]已经观察到并分析了类似的降水特征，并发现与地形升高，差热相关，同时在其形成地区的下游传播较远的距离。稍后将会看到，LaPlata组织的系统在大多数情况下往往与其他地方类似，但较长的时间是由上级射流入口区域（上升）与注入高水分含量的低水平射流之间的相位锁定引起的从亚马逊盆地到燃料组织的额外的热带对流[3]。

图3显示了2003年南美洲的平均小时降水积累面积。亚马逊河以及拉普拉塔盆地的昼夜周期分别是向西和向东传播的主要降雨区域。亚马逊上午一点起，下午开始进展到第二天，而拉普拉塔（LaPlata）的一天在当天早些时候开始。

两个地区的相对降雨量累积相当，而拉普拉塔的相对降雨较少，秋季和春季较明显。尽管有许多其他昼夜事件，这些事件有系统地推行，通过南美洲南部散布太空和时间的降雨。这种传播使有组织的对流更清晰。其他重要的嵌入特征是在查科地区的普通对流系统，但是这些也不能在与减少的垂直风切变相关的不利的动态条件下传播。

图4显示了2003年9月至11月的小时雨量积累频率，图4是拉普拉塔盆地组织对流最活跃的一年，更频繁的组织对接。在频率领域更明显的是，拉普拉塔盆地的事件比亚马逊地区的事件不那么频繁。然而，拉普拉塔地区的平均降雨率较高。因此，与高湿度静态能量和风切变相关的这种潜在的更多的压力环境似乎都在亚马逊地区发挥重要作用，赤道波在这种意义上效果较差。

图5给出了2002年12月至2008年6月期间拉普拉塔盆地有组织对流的所有外延的持续时间（h），相速度（m·s^-1）和跨度（km）的频率分布。更大频率的较小的有组织的对流事件。东移动事件的平均相速为13.0m·s^-1。较长跨度的相速可以是小或大。取决于潜在的动态和热力学条件，更长（更短）的跨度发生可以非常快速（非常慢）地传播。对于较短（较长)的持续时间和跨度，相位速度的特征往往更窄（更宽），并且对于更长（较短)的跨度和持续时间，具有较高（较低）相速度的外延。

相位速度（未显示）对起始经度的依赖性远大于开始时间。最大值位于安第斯山脉，最小值位于南大西洋。下午和傍晚从-40˚到-50˚W经度开始的系统也具有更快的相速度。前发生的高频率[14]和如此强烈的循环与现有的组织对流发生的估计一致。在下午和傍晚，靠近安第斯山脉的情况下，剧烈频率在-70˚到60˚W之间。最高在-65˚经度深夜是显著的（图6）。

系统在-70˚至-60˚W之间的时间间隔更长。东部（大西洋）和西部（安第斯山脉）的轮廓条件下，跨越的上游传播趋向较短，分别通过较低的摩擦力和较高的静态稳定性来限制有组织的对流。在南大西洋，拉普拉塔盆地事件（图6）的频次分布显着高于安第斯山脉（18％）和经度-50˚至-30˚W（gt;10°）之间。

图7显示了拉普拉塔盆地组织对流发生的起始时间频率分布。拉普拉塔盆地起始时间的频率分布是复杂的，通过0100UTC（6.0％），0900UTC（6.5％）和1900UTC（5.6％）的三个主要峰值与亚马逊河流域（未显示）。两个二级峰值和最小值分别为1300UTC（3.6％），1500UTC（4.9％）和0000UTC。拉普拉塔的有组织对流事件受到对流的日间循环的调控，如亚马孙河盆地一样，并被其他动态和热力学特征（如瞬态波浪波（前沿）），地形诱导对流（安第斯山脉）以及在它们之间的任何建设性或破坏性阶段倾向于与昼夜循环相互作用的前锋（南大西洋）。最强烈和持久的与由亚马逊盆地的低水平喷气发生的地形诱导对流相关[15]。

图2.2003年至2004年，南美洲每月一小时的降雨率平均值（毫米/小时/月）。显示了长度，纬度，地理轮廓，颜色尺度（毫米/小时/年）。

图3.2003年UTC时间UTC0300UTC，0600UTC，0900UTC，1200UTC，1500UTC，1800UTC和2100UTC的南美洲的平均小时降水积累场。长度，纬度，地理轮廓，颜色尺度（毫米/小时）被指示。

图4.2003年9月至11月，0200UTC，0500UTC，0800UTC，1100UTC，1400UTC，1700UTC，2000UTC和2300UTC的2003年9月至11月间小时雨量积累频率。指示长度，纬度，地理轮廓，色标（％）。

图5.2002年12月至2008年6月期间，拉普拉塔盆地东部组织对流事件的持续时间（左上），相位速度（右上）和跨度（底部）的频率分布。

图6.2002年至2007年10月，11月和12月，拉普拉塔盆地有组织对流的起始经度（˚）频率分布。

图7.2002年10月至12月期间拉普拉塔盆地有组织对流的时间（UTC）频率分布情况。

4.昼夜循环

图8显示了2002年至2008年期间，拉普拉塔区域的CMOPRH降水估计计算的48小时内1小时降水积累平均值的Hovmouml;ller时间经度图。Hovmouml;ller图中的主要降雨模式是在UTC周期附近的安第斯山脉（-67˚W）附近开始的对流周期，约一天内向东扩散至-46˚W。一般来说，在山脉下降较少，但随着有组织的对流向东传播，当潮湿的静电能量在下午晚些时候更高时，它向着Chaco低海拔地区增

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[26395]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word