我国东部地处季风区，夏季降水受到热带和中高纬度环流系统的共同影响，气候变率较大，气候异常所造成的旱涝灾害，常给我国国民经济和社会生活造成严重损失。因此，理解季风年际异常的产生机理并准确预测其变化，可以为我国开展防灾、减灾提供重要的科学基础。利用数值模式开展短期气候预测，是当前季节预测的重要手段。值得注意的是，动力气候模式对大尺度环流的预测效果优于降水，因此，选取与降水有关且模式具有较好预测水平的大尺度环流预测因子，开展降水的动力—统计降尺度预测，成为当前开展夏季降水预测的重要方法之一。本文将围绕如下问题开展研究：（1）当前气候模式对夏季亚洲对流层温度年际变率的预报技巧怎样?可预报性来源是什么?（2）采用对流层温度作为中国东部夏季降水的预测因子建立的动力—统计降尺度模型，能否提高夏季降水的预测技巧？与前人定义的夏季环流因子相比，对流层温度作为夏季降水预报因子有何优势？

夏季亚洲对流层温度异常与中国东部夏季降水紧密相关并可能作为降水的有效预报因子。基于欧盟ENSEMBLES计划的季节预测试验耦合模式每年5月1日开始的回报试验，分析了其对1960～2005年夏季亚洲对流层中上层温度（以200～500 hPa厚度替代，简称对流层温度）年际变率的预测结果，发现模式集合平均对夏季亚洲对流层温度年际变率具有较高的预报技巧，可以合理回报其前两个EOF（Empirical Orthogonal Function）主导模态（EOF1、EOF2），只是未能回报出EOF2高纬度的温度异常，模式集合平均预测的第一模态主成分（PC1）和第二模态主成分（PC2）与再分析资料的时间相关系数分别达到0.63和0.77。再分析资料中前两个EOF模态分别由ENSO（El Niño–Southern Oscillation）发展年印度夏季降水异常所激发的丝绸之路遥相关波列和ENSO衰减年西北太平洋夏季降水异常对应的太平洋—日本遥相关波列导致。ENSEMBLES计划可以合理预测出相应的海温异常及遥相关波列，进而合理预测出前两个EOF模态。对流层温度PC1和PC2分别表征了欧亚大陆与周围海洋之间的纬向和经向热力对比异常，模式对由PC1的预报技巧远高于前人定义的纬向热力对比的东亚夏季风指数，对前人定义的经向热力对比指数的预测技巧与PC2相当。将PC1和前人定义的经向热力对比指数作为预报因子，建立了中国夏季降水的动力—统计降尺度预测模型，交叉检验的结果表明该预报模型显著提高了东北和长江流域上游夏季降水的预报技巧。本文提出的亚洲对流层温度年际变率的EOF1及PC1，既能较好表征纬向热力对比与中国东部夏季降水显著相关，又能被模式合理预测，可以作为我国中高纬度地区，特别是东北地区降水的重要预测因子之一。

全文链接：http://www.dqkxqk.ac.cn/dqkx/dqkx/article/html/202001011

引用信息：

张丽霞, 周天军. 2020. 夏季亚洲对流层中上层温度年际变率的预测水平评估及其在我国东部降水预测中的应用 [J]. 大气科学, 44(1): 150-167.   ZHANG Lixia, ZHOU Tianjun. 2020. Evaluation on the Prediction Skill of the Interannual Variability of Summer Asian Upper Tropospheric Temperature and Its Application to Prediction of Precipitation in Eastern China [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 44(1): 150-167.     

插图：1960～2005年夏季东亚（0°～60°N，80°E～180°）Z₂₀₀－Z₅₀₀年际变率的EOF前两个模态及相应的主成分（PC1、PC2）：（a）NCEP/NCAR再分析资料的EOF1；（b）MME预测的EOF1；（c）NCEP/NCAR再分析资料的EOF2；（d）MME预测的EOF2；（e）PC1；（f）PC2。图e、f中，黑线和红线分别代表NCEP/NCAR再分析资料和MME的结果，其右上角数字为二者之间的相关系数