[摘要]文章利用海陸熱力差指數(shù)(LSTD)，來討論東亞夏季風的強弱年際變化及其與夏季降水的關(guān)系。結(jié)果表明：該海陸熱力差指數(shù)不僅能夠很好地反映出夏季風的強弱變化，而且較好地反映了我國東部季風區(qū)夏季降水的異常變化特征。強夏季風年，雨帶偏北，華北、華南降水偏多，長江、淮河流域明顯干旱；弱夏季風年，雨帶偏南，華北、華南降水偏少。長江、淮河流域降水異常偏多。區(qū)域性降水特征鮮明。東亞夏季風強弱年時，夏季北半球500百帕具有截然不同的環(huán)流異常分布，尤其在東亞地區(qū)。這一環(huán)流分布形勢可以較好地解釋東部季風區(qū)夏季降水的異常變化特征。

[關(guān)鍵詞]東亞夏季風；年際變化；中國夏季降水

[作者簡介]符世越，海南省定安縣氣象局，海南定安,571200

[中圖分類號]P434

[文獻標識碼]A

[文章編號]1007-7723(2009)09-0016-0006

一、引言

我國地處東亞季風區(qū)，每年的天氣氣候，尤其是在夏季汛期，我國東部地區(qū)的降水分布、降水帶移動以及旱澇災(zāi)害在很大程度上受夏季風的控制。平均而言，我國每年因受旱澇災(zāi)害少收糧食約2000萬噸。眾所周知，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，糧食生產(chǎn)直接影響著國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此，搞清楚東亞夏季風的強弱變化規(guī)律，改進和提高季風期降水和旱澇預(yù)報，具有特別重要的經(jīng)濟意義。目前，在東亞夏季風強弱年際變化及其對夏季降水和旱澇影響方面進行了一系列研究工作，取得了一定的成果。但是，目前所定義的各種季風指數(shù)，得出的強弱季風年的結(jié)果出入很大，而且在反映降水方面都不甚理想。我們認為，決定東部季風區(qū)季風降水的天氣系統(tǒng)主要是：(1)副熱帶高壓南北位置變化，它們可能與東西、南北向海陸熱力差異有關(guān)；(2)北方冷空氣強弱，它們可能仍和海陸熱力差異有關(guān)。目前的季風指數(shù)若要反映夏季降水分布就需要考慮這一點。根據(jù)季風主要是季節(jié)性海陸熱力差異導(dǎo)致的大氣環(huán)流現(xiàn)象，海陸分布的經(jīng)、緯向非對稱導(dǎo)致的太陽輻射對海陸加熱的非對稱性結(jié)果是季風地理分布和差異的主要原因，采用海陸熱力差來研究季風的強弱變化是合理的。文獻用東亞季風區(qū)(27°N～35°N，105°E以東的大陸)范圍內(nèi)的氣溫和副熱帶西北太平洋(15°N～30°N，120°E～150°E)的海表溫度之差表示東西向熱力差異，用華南地區(qū)(27°N以南，105°E以東的大陸)的氣溫和南海(5° N～18°N，105°E～120°E)海表溫度之差表示南北向海陸熱力差，定義了一個東亞海陸熱力差指數(shù)(LSTD)，來表示決定東亞季風環(huán)流的海陸熱力差異的年際變化強度。研究表明，該指數(shù)能較好地反映夏季風的強弱年際變化，指數(shù)愈大，夏季風愈強；反之，指數(shù)愈小，夏季風愈弱。本文直接采用該指數(shù)，來研究夏季風的強弱變化與我國夏季降水的關(guān)系。

二、資料和方法

1、資料

(1)國家氣象中心整編的1951～1996年中國160站月降水資料；

(2)北半球月平均高度場資料，網(wǎng)格距10°×5°，范圍為10°N～85°N。

2、方法

(1)相關(guān)分析；

(2)合成分析。

三、夏季風強弱年際變化與夏季降水的關(guān)系

表1是1951～1994年各年夏季的海陸熱力差指數(shù)，根據(jù)文獻[棚，把海陸熱力差指數(shù)分作強、正常、弱等三種情況，規(guī)定：LSTD≥0.5為強夏季風年；－0.5

由此可見，無論是從LSTD指數(shù)與夏季降水的相關(guān)分布，還是從夏季風異常年份降水距平合成場中都可以看到，強夏季風年，雨帶偏北，長江、淮河流域明顯干旱，華南、華北降水偏多。弱夏季風年，雨帶偏南，長江、淮河流域降水明顯偏多，華南、華北、東北大部降水偏少。夏季風的強弱年際變化對東部季風區(qū)的降水雨帶和旱澇的分布有重要影響。如果我們預(yù)先能對夏季風的強弱年際變化趨勢進行預(yù)測，這對改進和提高夏季降水預(yù)報具有十分重要的現(xiàn)實意義。

四、東亞夏季風強弱年際變化與高度場的關(guān)系

圖3是1951～1994年夏季LSTD指數(shù)與同期500百帕高度場之間有顯著相關(guān)。在東亞地區(qū)，顯著正負相關(guān)中心由北向南呈緯向分布，其中40°N以南的東亞副熱帶地區(qū)和高緯度地帶為正相關(guān)，顯著相關(guān)中心值為0.6，超過了0.001的顯著相關(guān)信度檢驗；20°N以南的低緯度地區(qū)和歐亞中高緯地區(qū)為負相關(guān)，相關(guān)中心值也達到或超過0.001的信度檢驗。這種相關(guān)場表明，夏季風的強弱年際變化是與中、低緯，中、高緯環(huán)流的相互作用分不開的。同時，還反映了夏季雨季中出現(xiàn)的幾個定常環(huán)流系統(tǒng)強度變化的相互配置和相互制約的關(guān)系，即菲律賓北部的西太平洋副高的增強(減弱)—東亞沿海北部低槽加深和高度降低(升高)—鄂霍茨克海西部阻塞高壓增強(減弱)—極渦加深和高度降低(升高)，則意味著長江、淮河流域降水偏多(少)，出現(xiàn)異常洪澇(干旱)。

這些特征還可以在圖4和圖5中得到進一步的證實。由圖可見：

1、在強夏季風年，從北非經(jīng)南亞至西太平洋是負距平，亞洲大陸副熱帶至北太平洋是正距平，歐亞大陸中緯度是負距平，高緯度地區(qū)又是正距平，從而構(gòu)成(－+－+)的距平分布形式(見圖4a)。這種分布形勢減弱了鄂霍茨克海高壓，減弱了中高緯的經(jīng)向環(huán)流，而使西太平洋副高位置偏北，強度偏弱(面積偏小)，西風帶北推，中高緯盛行緯向環(huán)流。這體現(xiàn)了強夏季風最顯著的特征(見圖5a)。在這種形勢下，夏季風偏北，西風帶擾動位置偏北，又由于冷空氣偏北，梅雨鋒位置偏北，華北地區(qū)可能降水偏多，而江淮流域和長江中下游地區(qū)則在單一強勁的夏季風氣流控制下容易發(fā)生干旱。2、在弱夏季風年，正負距平場分布與上述情形相反(見圖4.2b、4.3b)。從北非經(jīng)南亞至西太平洋是正距平，亞洲大陸副熱帶至北太平洋是負距平，歐亞大陸中緯度是正距平，高緯度地區(qū)又是負距平，從而構(gòu)成(+－+－)的距平分布形式。這種結(jié)構(gòu)又會加強鄂霍茨克海高壓，加強中高緯的經(jīng)向環(huán)流，使西太平洋副高位置偏南，強度偏強(588線所圍面積偏大)。在這種情形下，西風擾動帶偏南，北方冷空氣偏南，梅雨鋒主要位于江淮流域。而且，鄂霍茨克海高壓和西太平洋副熱帶高壓處在上述狀態(tài)下，東亞環(huán)流形勢是較穩(wěn)定的。這樣一來，西南或偏南夏季風氣流與北方冷空氣頻繁地交匯于江淮流域及長江中下游，使江淮流域及長江中下游降水偏多甚至發(fā)生洪澇。

由此司見：

(1)該東亞海陸溫差指數(shù)較好地反映了東亞夏季風環(huán)流系統(tǒng)各成員在強弱夏季風年的異常分布特征，說明了東亞夏季風環(huán)流系統(tǒng)各成員的異常變化對東亞夏季風強弱變化的影響。(2)強夏季風年，對應(yīng)的500百帕環(huán)流形勢使華北地區(qū)降水偏多，江淮流域及長江中下游容易發(fā)生干旱；弱夏季風年，對應(yīng)的環(huán)流形勢有利于江淮流域及長江中下游降水偏多。

(3)從中我們還可以看到比較有趣的一點是，在東亞地區(qū)，從我國華南經(jīng)江淮一日本到鄂霍茨克海，強弱夏季風年高度距平場總是正負距平相間的分布形勢。這種分布型與黃榮輝等所指出的東亞一太平洋(EAP)遙相關(guān)型類似。而EAP遙相關(guān)型是我國江淮流域夏季旱澇的一個重要原因。這從一方面說明該海陸溫差指數(shù)能夠較好地反映我國江淮流域這個關(guān)鍵季風性降水區(qū)域的降水異常狀況。

五、結(jié)論

1、該海陸熱力差指數(shù)不僅能夠很好地反映出夏季風的強弱變化，而且較好地反映了我國東部季風區(qū)夏季降水的異常變化特征。強夏季風年，雨帶偏北，華北、華南降水偏多，長江、淮河流域明顯干旱；弱夏季風年，雨帶偏南，華北、華南降水偏少，長江、淮河流域降水異常偏多。區(qū)域性降水特征鮮明。2、東亞強弱夏季風年時，夏季北半球500百帕具有截然不同的環(huán)流異常分布，尤其在東亞地區(qū)。這一環(huán)流分布形勢可以較好地解釋東部季風區(qū)夏季降水的異常變化特征。

3、本文討論了東亞夏季風的強弱變化與北半球500百帕及我國降水異常有密切聯(lián)系。然而，除了季風本身的強度以外，季風爆發(fā)的遲早、進退的異常變化是不可忽視的因素。這就需要做更仔細的研究。例如，計算出更早時間的季節(jié)強度或更短的時間尺度，如旬、候考慮變化異常?？傊?，研究夏季風在各種時空尺度的變化特征、機理及預(yù)報方法，對我國夏季大尺度降水預(yù)報有重要意義。

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