2 中山大学季风与环境中心/大气科学系,广州 510275
3 华南农业大学农学院,广州 510642
2 Center for Monsoon and Environment Research/ Department of Atmospheric Sciences, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510275
3 School of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642
Furthermore, the South China rainfall in June is divided into two time series: one is dependent on the EAP pattern and the other is independent of the EAP pattern. Comparisons between the two corresponding atmospheric circulation anomalies are followed up. The atmospheric circulation anomalies corresponding to rainfall time series dependent on the EAP pattern are similar to the distributions of EAP related circulation anomalies. When the EAP rainfall is above-normal, there is a combination of anti-cyclonic, cyclonic, and anti-cyclonic anomalies from low latitudes to high latitudes over the tropical western North Pacific and East Asia in the lower troposphere. The southerly and northerly anomalies meet over South China, leading to above-normal rainfall there. Meanwhile, the Huaihe River basin is occupied by northerly anomalies, resulting in below-normal rainfall. By contrast, the atmospheric anomalies corresponding to the above–normal rainfall time series that is independent of the EAP pattern are characterized by an obvious anti-cyclonic anomaly over the tropical western North Pacific and southwesterly anomalies over South China, which favor water vapor transportation and resultant above-normal rainfall.
1 引言
华南地区是我国雨量最充沛的区域,平均年雨量最大,暴雨次数多,雨季汛期长,从4月初开始直到9月底才结束。每年4~6月为华南经历的第一个多雨期,称为华南前汛期,这一时期的降水主要发生在副热带高压北侧的西风带中。4月初降水量开始缓慢增大,5月中旬雨量迅速增多,进入华南前汛期盛期。5月中旬之前,雨带位于华南北部,主要表现为北方冷空气侵入形成的锋面降水。5月中旬之后,受东亚季风影响,雨带移至华南沿海,降水量增大。7月开始,华南降水进入后汛期,主要表现为副高季节性北跳之后其南侧热带辐合带、热带云团和热带气旋、台风等天气系统造成的降水(朱乾根等,2007)。平均而言,前汛期的降水量占全年降水量的40%~50%,而后汛期一般占30%左右,而且华南前汛期暴雨日数占全年暴雨日数的一半以上(周秀骥等,2003)。前汛期造成的水灾程度较为严重,给人民的生命财产和社会经济的各个方面带来重大的损失,因此对华南前汛期降水的研究历来受到重视。
一些研究分析了影响华南降水异常的物理因子。梁建茵和吴尚森(1999)分析了夏季风对广东汛期(4~9月)不同阶段降水的影响,指出广东前汛期(4~6月)降水与西南季风有一定的正相关关系,但不显著,5~6月份甚至出现相反的情况,此时主要的影响来自于副热带季风的加强,如6月份强降水由副高南撤西伸造成。邓立平和王谦谦(2002)通过对华南前汛期(4~6月)降水异常与前期太平洋海温异常的相关分析,找到一个稳定影响华南前汛期降水的敏感海区,其位置在西太平洋暖池北部,主要影响时段为上年6~8月。陈艺敏和钱永甫(2005)在此基础上,利用全球大气环流模式讨论了该敏感海区海温异常对后期华南地区环流场和降水的影响,指出前期冷(暖)海温异常可以导致华南地区上升(下沉)气流和降水增强(减弱)。马慧等(2009)也表明华南前汛期降水与前一年5~8月西太平洋海温密切相关。Chan and Zhou(2005)、Zhou et al.(2006)指出ENSO和太平洋年代际振荡(PDO)的共同作用对华南地区5~6月降水的年代际变化产生影响,当ENSO和PDO同为正(负)位相时,华南地区的夏季风降水偏少(多),而这种关系是由于ENSO和PDO对副高强度的共同作用引起的。Mao et al.(2011)指出在不同的PDO位相中,华南前汛期(5~6月)降水的年际变化特征明显不同。Li et al.(2011)通过分析华南夏季水汽输送通量的长期变化,指出华南夏季降水的年代际变化和四个边界水汽通量的变化关系密切,而各个边界的水汽输送特征则受到西太副高南北位置的影响。
夏季东亚气候异常和西北太平洋气候异常的密切联系表现为不同纬度间强烈的相互作用(陆日宇和富元海,2009)。东亚—太平洋遥相关型(EAP)(Huang and Li,1987;Nitta,1987)是北半球夏季重要的遥相关型,由位于西太平洋—东亚沿岸的三个正负异常相间的中心构成,分别位于副热带西太平洋地区(WP中心)、东亚中纬度地区(EA中心)和雅库茨克及鄂霍次克海地区(YO中心)。因此,EAP遥相关的异常反映了西太平洋—东亚沿岸各纬度环流系统异常的配置。Huang(2004)根据夏季EAP遥相关活动异常中心定义了一个衡量东亚夏季风强度的EAP指数,这个指数能很好地反映东亚尤其是江淮流域夏季降水、气温的年际变率。
EAP遥相关的形成与来自低纬度的外强迫密切相关。观测资料和数值模拟分析表明西太平洋暖池对流活动异常可激发出向北传播的Rossby波,从而在东亚地区形成EAP型(Huang and Li,1987; Huang,1992; Huang and Sun,1992;陆日宇和黄荣辉,1998)。宗海峰等(2008)指出前期热带太平洋海温异常影响夏季EAP遥相关型的形成和发展。
许多研究表明,华南前汛期降水可以分为锋面性质的降水和热带夏季风降水(罗会邦,1999;郑彬等,2006,2007;吴丽姬等,2007)。郑彬等(2006,2007)以100hPa的高层纬向风由西风转为东风并持续5天以上为标准,划分华南前汛期锋面降水和季风降水,得到气候平均的华南夏季风降水开始日期为5月24日,并分别讨论了这两类降水年际变化的主要模态,指出它们的第一模态空间分布具有明显的不同。吴丽姬等(2007)的研究结果也表明南海夏季风爆发(大致与华南季风降水开始时间相同)前后华南持续性暴雨的时空变化特征显著不同。由于前后两个时段影响降水的天气系统不同,降水分布特征和影响机理均可能有较大差异,因此有必要分时段研究华南前汛期降水。
6月份是华南气候平均月降水量最多的月份,是华南持续性暴雨多发、大范围洪涝灾害发生的主要时段(张振清,2007)。例如2005年6月,华南降水量普遍有200~500 mm,部分地区超过800 mm,广东省龙门县的降水总量高达1637.7 mm,造成广西、广东部分地区发生严重洪涝及滑坡、泥石流等灾害(司东等,2008)。2008年6月,华南大部分地区降水量在400 mm以上,其中广东大部、广西东部达到500~1000 mm,珠三角地区超过1000 mm,广东、广西的月雨量分别为1951年以来历史同期最多值和次多值,出现了严重的洪涝灾害(饶晓琴,2008)。
然而,目前针对华南6月降水异常的研究还比较少。吴晓彤等(1995)对6月份南海海温对华南地区降水的影响进行了数值模拟,结果表明南海初夏海温增暖后,华南地区水汽辐合和上升运动增强,华南降水增多。梁建茵(1994)和张振清(2007)分析了华南6月份降水异常与西太副高的关系,指出副高脊线偏北(南)、菲律宾东面的副高偏弱(强)的异常与华南降水偏少(多)相对应。杨辉(2011)分析了华南6月降水变化的特征及其大气环流条件,指出初夏华南沿海低空西南气流和副高西北侧西风槽带来的冷空气辐合,有利于华南降水增多。姚才等(2011)表明华南6月降水和菲律宾以东与华南之间的850 hPa涡度差关系密切。
本文将针对华南6月降水异常进行研究。首先,我们分析了EAP遥相关和华南地区降水的关系。进而,把华南降水分为与EAP相关和与EAP独立的两个序列,进一步研究了大气环流异常影响华南降水的物理机制。
2 资料本文采用的数据资料主要包括:
(1)美国国家环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)发布的第一套全球逐月再分析数据。采用1959年~2010年共52年的月平均再分析资料,水平分辨率为2.5°×2.5°,垂直方向从1000 hPa到10hPa共17个气压层。包括位势高度场、水平风场资料。
(2)1979年~2010年共32年的NOAA(美国国家海洋和大气局)Interpolated OLR(OutgoingLongwave Radiation)的向外长波辐射月平均资料,水平分辨率为2.5°×2.5°。
(3)1979年~2010年共32年的GPCPV2.2(Global Precipitation Climatology Project)全球格点降水资料,水平分辨率为2.5°×2.5°。
(4)1959年~2010年国家气候中心160个站点逐月降水资料。选取广东、广西、海南省共14个站点代表华南地区。
3 华南降水异常的年际和年代际变化特征华南位于我国东部沿海季风区,降水具有明显的季节变化。图 1a是1959~2010年华南地区月平均降水量的逐月变化,呈现出双峰型。冬春季华南降水量少,逐月变化缓慢。4~9月份是降水充沛期,总降水量占全年的78.9%。从4月份开始降水迅速增加,对应华南前汛期开始;6月份达到峰值,降水量占全年的17.3%,对应前汛期的后期。7月份降水量有明显的回落,这是因为副高在6月下旬至7月上旬有一次明显的北跳过程,之后副高主体控制华南东部地区,高温少雨,降水量减少(朱乾根等,2007)。由于受到台风雨的影响,8月份降水量出现次峰值,降水量占全年的14.3%,9月份之后降水迅速减少,对应华南后汛期的结束。本文的结果与吴尚森和梁建茵(1992)的结果基本一致,尽管两者分析的时间段长短有显著的差异。吴尚森和梁建茵(1992)分析的时间段为1951~1986年,他们选取的华南站点仅比本文多一个站点(厦门)。
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图 1 华南月平均降水量的逐月变化(a)以及标准差的逐月变化(b)(单位:mm)Fig. 1(a)Monthly South China rainfall amount and (b)its st and ard deviation from Jan to Dec |
华南月平均降水标准差的逐月分布呈现单峰型(图 1b)。6月份降水的标准差最大,达到91.3 mm,表明6月的降水最多,年际变化也最强。然而,尽管7月降水比5月和8月少,但7月标准差却比5月和8月大,表明7月降水的年际变化相对较大,这可能和华南地区进入后汛期的早晚年际变化较大有关。8月降水比5月稍少,但是8月标准差比5月大,这可能和后汛期台风活动的年际变化较大有关。
图 2是1959~2010年华南6月降水异常的变化曲线。由图可见,降水不仅具有明显年际变化,还存在显著的年代际变化。从降水异常的变化趋势看,20世纪70年代之前,降水的变化趋势不明显;70~80年代降水有明显的下降趋势,绝大部分年份降水异常为负值;从20世纪90年代初开始,降水呈现出明显的上升趋势,上升幅度明显比70~80年代的下降幅度大。
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图 2 1959~2010年华南6月标准化降水序列Fig. 2 Normalized series of the South China rainfall in Jun from 1959 to 2010 |
我们的这一结果与以往的结果符合。Kwon et al.(2007)指出华南夏季(6~8月)降水在1993/1994年发生明显增加,Wuet al.(2010)也指出华南夏季降水在1992/1993年有显著增加的年代际变化趋势。然而,关于降水增加的年代际变化产生的原因,目前却存在较大的差异。Kwon et al.(2007)认为与经过我国东南部台风个数的显著增加有关,而西太平洋海温的增暖可能是引起台风活跃的重要原因。Wu et al.(2010)认为与赤道印度洋海温温度的增暖和冬春季青藏高原雪盖面积的减少有关,指出这两者分别引起南海—副热带西北太平地区反气旋性环流异常和华北—蒙古反气旋性环流异常,进而有助于华南降水。此外,一些对华南极端降水的研究也表明20世纪90年代初以来有明显增加的趋势。钱维宏等(2007)通过对中国近40年来降水极值事件的分析,指出在1991年华南地区出现了转湿的突变,降水增多。张婷和魏凤英(2009)分析了华南地区近46年汛期极端降水的概率分布特征,也指出1992年华南地区降水发生了由减少趋势到增多趋势的突变。此外,我们的结果(图 2)表明从20世纪90年代开始,华南6月降水也表现出明显增加的趋势。
图 2还表明降水异常的波动幅度存在明显的年代际振荡。20世纪70~80年代降水的波动很小,尤其70年代的降水异常值均在零值附近。70~80年代(1970~1989年)年际变化的标准差为50.5 mm,而70年代之前(1959~1969年)的标准差为104.8 mm,80年代之后(1990~2010年)为105.6 mm。李丽平等(2010)指出华南前汛期(4~6月)近40年来的降水可以分为1969~1984年、1985~1991年、1992~2008年三个时段,第二个时段降水明显偏少,而第一、第三时段降水偏多。此外,该文还给出了三个时段的标准差,分别为67.6 mm、56.0 mm和87.1 mm,相互之间的差别不大,表明华南前汛期(4~6月)降水异常的波动幅度没有明显的年代际变化。这些年代际变化特征与本文给出的华南6月降水的情况差别很大。之所以产生上述的标准差差异,是因为本文分析的是6月降水,而李丽平等(2010)分析的是4~6月降水。为了进一步验证这一点,我们用160站降水资料也计算了1969~2008年华南前汛期(4~6月)降水的变化(图略),得到的结果与李丽平等(2010)一致。由此可见,华南6月降水异常的年代际变化特征与前汛期总体降水有很大差别,这也再一次说明了针对华南6月降水进行研究的必要性。
4 6月东亚—太平洋遥相关型
Huang(2004)定义的EAP遥相关中心位于WP(20°N,125°E)、EA(40°N,125°E)、YO(60°N,125°E),采用该方法计算出的6月EAP指数和华南降水的相关系数为0.27,通过α=0.05的显著性检验。Huang(2004)的定义是针对夏季(6~8月)平均的,而东亚夏季风环流系统在夏季有明显的季节演变。比如,副高有两次明显的北跳过程,伴随着我国雨带由南至北的推进。由于遥相关波列与平均气候态环流关系密切,因而可以推测针对6月的EAP遥相关型可能有别于夏季平均的情况,特别是三个中心所在的位置可能与整个夏季平均的情况有一定差异。因此,本文先从初夏6月份的500hPa位势高度场出发,定义6月份的EAP遥相关中心,以更好地反映初夏东亚上空环流场的配置特征。为了确定EAP遥相关中心,我们参考Huang and Li(1987)的做法,将菲律宾附近区域(10°N~15°N,115°E~125°E)平均的OLR值与西太平洋—东亚地区500 hPa高度场求相关,将得到的相关极值中心定义为EAP遥相关中心。图 3a、b分别为针对初夏6月份和夏季(6~8月)平均的相关图,由图可见,相关场的分布自热带西北太平洋向北都呈现“+、-、+”的EAP波列。然而,与夏季相比,6月EAP遥相关中心位置明显偏南。以位于东亚的负异常为例:6月,该负异常主体位置位于35°N(图 3a),而在夏季平均的结果中,其中心位置位于40°N。EAP遥相关中心位置在6月和夏季之间的这种差异符合初夏环流系统位于较低纬度的特点,说明EAP遥相关在夏季确实存在一定的季节内差异,定义6月的EAP遥相关中心正是出于这个考虑。事实上,EAP遥相关型是6月重要的遥相关型之一(施能等,1993;Shi and Zhu,1993)。
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图 3 菲律宾周围OLR与西太平洋—东亚500 hPa位势高度场相关图:(a)6月;(b)6~8月。阴影:相关系数超过0.3,通过α=0.05的显著性检验Fig. 3 The correlation coefficients of OLR averaged over the region(10°N-15°N,115°E-125°E) and the geopotential height at 500 hPa from the western Pacific to East Asia in(a)Jun and (b)Jun-Aug(Areas with values above 0.3,i.e. significance level at α=0.05 are shaded) |
根据图 3a,选取WP(15°N,115°E)、EA(35°N,125°E)、YO(55°N,135°E)三个中心为初夏6月EAP遥相关中心,并参考Wallace and Gutzler(1981)的做法,定义6月EAP遥相关强度指数为:EAPI=0.25×ZWP-0.5×ZEA+0.25×ZYO (Z为标准化之后的位势高度异常)。
图 4为6月EAP指数的变化曲线。与华南6月降水变化(图 2)相比,EAP指数也存在明显的年际振荡,但是年代际变化不明显。我们还分别分析了三个中心点位势高度的变化趋势(图略),它们都呈现上升趋势,但与降水的年代际变化明显不同。这说明华南6月降水年代际变化不能通过EAP指数或者其中一个中心点的变化给予解释,应该是由另外的环流异常所导致。6月EAP指数与华南降水的相关系数为0.35,通过α=0.02的显著性检验。与用Huang(2004)的方法定义的指数相比,显著水平有一定提高,说明本文定义的EAP指数能更好地反映华南6月降水异常的年际变化。本文的EAP指数和利用Huang(2004)方法定义的EAP指数之间的相关系数为0.75,两者之间能相互解释略多于50%的方差,说明二者之间具有较明显的差别。
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图 4 同图 2,但为EAP遥相关指数菲律宾周围OLR与西太平洋—东亚500 hPa位势高度场相关图:(a)6月;(b)6~8月。阴影:相关系数超过0.3,通过α=0.05的显著性检验Fig. 4 Same as Fig. 2,but for the EAP(East Asia-Pacific)teleconnection index |
图 5a是我国东部地区站点降水对华南6月降水的回归场。由图可见,高的正相关区集中在广 东、广西地区,长江中游地区有微弱的负相关区,其它地区几乎没有信号。这一结果说明华南6月降水与我国其他地区降水没有明显的关联,华南降水表现出显著的区域特性。
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图 5 我国东部地区站点降水对标准化的(a)华南6月降水以及(b)6月EAP指数的回归场(单位: mm)。阴影:通过α=0.05的显著性检验Fig. 5 The regression of station rainfall anomalies in eastern China onto the normalized(a)South China rainfall in Jun and (b)EAP index in Jun(units: mm). Areas with significance level at α=0.05 are shaded |
EAP遥相关对我国东部地区降水有重要的影响。研究指出,当500hPa位势高度场在西太平洋和东亚地区呈现为“热带正异常、中纬度负异常、高纬度正异常”的EAP遥相关波列时,副高偏南,江淮流域的降水偏多,黄河流域的降水偏少(Huang and Li,1987;Huang,1992;Huang and Sun,1992)。这是夏季平均的情况。下面,我们针对6月份进行分析。
图 5b是我国东部地区站点降水对6月EAP指数的回归场,可以发现,与EAP波列相关联的降水异常分布和与华南降水时间序列相关联的降水异常分布(图 5a)差异很大。与EAP指数呈显著正相关的区域位于长江中下游以南的广大地区,同时在长江和黄河之间为大范围的负相关区域。由此可见,6月EAP遥相关不仅可以影响华南降水异常,而且还可以影响到我国东部其他许多地区的降水异常,说明EAP遥相关作为一种大尺度环流异常型,它所影响的降水异常也覆盖广泛的地区。
上述与6月EAP波列相关联的雨带异常位置与Huang(1992)的结果相比偏南,这是因为初夏6月副热带高压位于较低纬度,江南地区位于副高西北侧的西南风中,偏南偏强的副高有利于低纬度的水汽辐合异常,使江南地区降水增多,而淮河流域降水减少。随着季节推移,副高向北移动,夏季平均的副高位置位于长江以南,江淮流域位于副高的西北侧,副高的偏南偏强有利于该地区降水增多,而华南地区和黄河及以北地区降水减少。
以上的结果是基于台站降水资料得到的,因而无法得到海洋上的降水异常分布。下面我们利用GPCP全球降水资料重复上述分析。图 6a是GPCP资料的降水场对华南6月降水时间序列的回归场,最显著的正相关区依然明显集中在华南地区。这一正相关区域向东北延伸至日本南部,而且在长江中游和南海、菲律宾海有负相关区,但都不显著。尽管我们使用的GPCP资料和台站资料时间长度有很大的区别(GPCP资料为1979~2010年,而台站资料为1959~2010年),然而,在我国东部地区,根据这两套资料得到的结果非常相近(图 5a和图 6a),说明我们的结果具有比较好的稳定性和可信度。
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图 6 同图 5,但为GPCP降水Fig. 6 Same as Fig. 5,but for GPCP rainfall |
类似地,图 6b给出了利用GPCP降水资料对EAP指数回归的降水异常场。当EAP指数为正时,经向上自南向北呈现出来的“-、+”降水异常分布非常明显,呈现出相间分布的带状降水异常,长江中下游以南地区和日本南部海域为显著的正相关区,在这个正相关区的北面,即在长江、黄河之间地区淮河流域、韩国、日本海南部为一弱的负相关区。同样地,根据GPCP资料和台站资料得到的结果在我国东部地区相近(图 5b和图 6b)。
6 与EAP相关/独立的降水序列对应的环流异常比较前面的分析得到6月EAP指数与华南降水的相关系数为0.35,尽管通过了α=0.02的显著性检验,但EAP指数的变化只能解释华南降水变化总方差的10%左右,也就是说,华南降水变化的大部分方差是独立于EAP遥相关的。那么,与EAP相关的降水和与EAP独立的降水异常的环流背景有何异同?下面针对这个问题进行具体的分析。我们将华南6月降水分为与EAP相关的降水序列和与EAP独立的降水序列,具体的做法是,先将降水对EAP指数做线性回归得到与EAP线性相关的降水序列(以下称为“EAP降水”),然后用原始降水序列减去相关序列得到独立于EAP的降水序列(以下称 为“非EAP降水”)。为了更好地比较两个降水序列 对应的环流异常,将两个序列各自进行标准化,再分别对位势高度场和风场进行回归,并比较两个序列对应的环流异常。
图 7是500hPa位势高度对两个降水序列的回归场。图 7a是对EAP降水的回归,在500hPa高度场有比较强的异常信号,降水偏多时,在西太平洋和东亚呈现出显著的“+、-、+”相间的分布,与EAP正异常型的分布相像,异常中心均能通过显著性检验。图 7b是对非EAP降水回归的500hPa高度场,异常信号较弱,只有华南地区上空有微弱的负异常中心能通过显著性检验,而且异常的整体分布与EAP相关型有明显的差异。
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图 7 西太平洋—东亚500 hPa高度场对(a)EAP和(b)非EAP降水的回归(单位: gpm)。阴影:通过α=0.05的显著性检验Fig. 7 The regression of geopotential height at 500 hPa from the western Pacific to East Asia onto the Jun rainfall in South China(units: gpm):(a)EAP rainfall;(b)non EAP rainfall. The two rainfall time series are normalized,respectively,prior to the regression; areas with significance level at α=0.05 are shaded |
华南地区作为季风区,其6月降水和低层水汽输送有密切的联系。因而,下面比较两个降水序列对应的低层风场异常特征。对EAP降水回归的850hPa风场(图 8a)从低纬度到高纬度依次呈现出反气旋、气旋、反气旋异常,且三个中心与500 hPa EAP遥相关中心位置相近,说明EAP遥相关型具有准正压的垂直分布特征。上述850 hPa风场异常表明,当EAP降水偏多时,副高的位置偏南偏西,强度偏强,湿的偏南风和干的偏北风在华南上空交汇,降水增多。同时,整个淮河流域上空为偏北风异常,导致南风带来的水汽输送减少,使淮河流域的降水偏少。因而,图 8a给出的850hPa风场异常可以很好地解释图 6b所显示的降水异常分布。
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图 8 同图 7,但为850 hPa风场异常(单位: m/s)。阴影:纬向风或经向风通过α=0.05的显著性检验Fig. 8 Same as Fig. 7,but for 850-hPa wind anomalies with units in m/s. Areas with significance level at α=0.05 for zonal or meridional wind anomalies are shaded |
图 8b为非EAP降水回归的850hPa风场,其主要异常信号为热带西北太平洋上空的反气旋性环流异常。该反气旋性环流异常在华南地区表现为显著的西南风异常,使输送到华南地区的水汽增多,最终导致华南降水偏多。在中高纬地区,850hPa风场异常的信号很弱。值得一提的是,淮河流域上空没有出现偏北风异常,这与图 8a显示的结果不同。杨辉(2011)对引起华南6月降水异常的大气环流条件进行了分析,指出中纬度西风槽带来的偏北风对华南降水偏多有重要作用。而本文的研究结果表明,华南降水偏多之所以对应偏北风异常,实际上是由于华南降水变化中与EAP遥相关型关联的降水分量所引起的。
热带西北太平洋对流层低层的反气旋性环流异常可以为华南地区输送更多的水汽,在一年中的四个季节均是如此(Zhang,2001;Zhang and Sumi,2002)。此外,Zhang(2001)指出印度夏季风通过水汽输送可以影响到东亚夏季风。我们分析了华南EAP降水和非EAP降水与印度夏季风的关系。当EAP降水偏多时,印度洋北部有偏东风异常(图略,但在图 8a中可以部分看出),对应印度夏季风偏弱,这与Zhang(2001)的结论一致。然而,非EAP降水异常对应的印度洋风场异常很微弱。我们利用描述印度夏季风强度的动力季风指数,进一步定量地分析了华南降水和印度夏季风的关系,发现动力季风指数和EAP降水的相关系数为-0.37,通过95%的显著性检验,而和非EAP降水的相关系数仅为0.05。由此可见,印度夏季风对EAP降水有重要影响,但不是影响非EAP降水的主要因子。
7 结论6月降水代表华南地区前汛期季风降水,该月份华南降水量最多,年际变化的幅度也最大。本文分析了6月华南降水变化特征及其与EAP遥相关型的关系,并研究了华南降水变化中与EAP遥相关型线性相关和独立的分量各自对应的降水和环流异常。
首先,考虑到初夏副高等环流系统位于较低纬度的特征,我们对原有的针对夏季(6~8月)的EAP遥相关型定义稍做了调整,给出了针对6月份的EAP遥相关型定义,所得到的EAP指数与6月华南降水的相关系数为0.35,通过α=0.02的显著性检验。
尽管6月华南降水和EAP指数显著相关,然而两者所对应的降水异常具有明显的差别。6月华南降水变化表现出显著的区域特性,即华南降水变化与我国其他地区的降水没有明显的关系。但EAP遥相关型却对应我国东部地区大范围的降水异常。当EAP指数为正时,我国长江中下游以南的广大地区降水偏多,而在长江和黄河之间为降水偏少。尽管EAP指数对应显著的华南降水异常,但江西南部、浙江西南部的降水异常更为明显。
因而,我们将6月华南降水分为EAP降水序列和非EAP降水序列,比较了二者所对应的环流异常的异同点。结果表明,这两个降水序列的正异常均对应华南地区对流层低层的西南风异常。这一西南风异常使输送到华南地区的水汽增多,从而降水偏多。然而,这两个降水序列对应的环流异常具有很明显的差异。EAP降水异常对应的环流异常呈现出EAP相关型的分布特征,而非EAP降水异常则基本上只与局地的环流异常有关。特别地,江淮流域偏北风异常只出现在EAP降水偏多时所对应的环流异常之中,进而和华南上空的偏南风共同构成南北风异常交汇的分布特点;而非EAP降水偏多时所对应的环流异常只有华南上空的偏南风,其北侧没有偏北风。
致谢 两位审稿人详细地指出了文稿中不足之处和修改建议。在此表示感谢。[1] | Chan J C L, Zhou W. 2005. PDO, ENSO and the early summer monsoon rainfall over South China[J]. Geophys. Res. Lett., 32: L08810. |
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