东亚夏季风变化及其对长江中下游NDVI的影响

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我国位于东亚季风区,是一个典型的受东亚季风影响的国家,东亚季风的强弱对我国的天气气候分布和变化有着重要的作用,尤其是东亚夏季风的长期变化规律,它对我国气候的影响一直是气象研究中的重要课题。植被是反映生态变化的敏感指示器,它既可以作为气候变化的承受者,同时又可以对气候变化产生积极的反馈作用,因此成为重要的陆地生态因子。本文主要针对东亚夏季风年代际变化的气候特征及其对长江中下游地区NDVI(normalized differential vegetation index,归一化植被指数)的影响进行深入研究,利用NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction,美国国家环境预报中心/National Center for Atmospheric Research,国家大气研究中心)、HadSLP2(英国Hadley中心海平面气压)气候资料、NOAA/AVHRR GIMMS NDVI(长时间序列中国植被指数数据集)以及其他辅助资料,运用趋势分析、相关分析以及Morlet小波分析等多种方法,全面分析了长江中下游地区NDVI对东亚夏季风的响应,具有一定的创新性。主要结论如下:(1)建立了1850-2011年这162年长时间尺度的东亚夏季风指数序列,分析结果表明在20世纪60年代中期,东亚夏季风强度发生减弱,而随后在20世纪70年代中期再次减弱,完成了东亚夏季风强年到东亚夏季风弱年的转换。研究发现,西太平洋副热带高压的变化也会引起东亚夏季风的变化,西太副高强度较弱,西伸脊点偏东,脊线偏北,东亚夏季风较强;西太副高强度增强,西伸脊点偏西,脊线偏南,东亚夏季风较弱。(2)通过讨论东亚夏季风对我国气候分布的影响发现,我国夏季气候与东亚夏季风年代际变化存在显著的相关性,但不同地区存在着不同的相关关系,我国东部地区与西部地区有明显差异。长江中下游地区夏季降水与夏季风呈现明显的负相关,强夏季风时期,我国的降水分布大致为“北湿南干”型,而弱夏季风时期我国的降水则转换为“南湿北干”型,而温度与其呈现正相关。(3)从植被的时间变化来看,长江中下游地区植被覆盖整体表现为略微增加,年际波动变化较为明显,年均变化率为2.6%,全年表现出较强的季节性;从空间变化来看,长江中下游地区植被覆盖较好,春季和秋季植被覆盖程度较高,夏季植被覆盖最高,冬季植被覆盖较差,整体来看,东南部和西北部NDVI变化相差较大,东南部的植被覆盖明显高于西北部。(4)对东亚夏季风及其所影响的降水与NDVI的相关性研究发现,降水是影响植被生长的重要因子之一。东亚夏季风处于弱年时期,长江中下游地区年累计降水量充沛,但降水量时空分布仍有波动:东亚夏季风相对较强时,NDVI值较低,东亚夏季风相对较弱时,NDVI值较高。进一步研究发现:东亚夏季风与NDVI指数共同存在4-6年的周期变化,表明长江中下游地区NDVI的变化可能是由于东亚夏季风的变化所激发,而人为因素可以产生局部影响。
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