董才桂趙 平＊劉 舸陳軍明

1）（中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081）2）（中國氣象科學(xué)研究院，北京100081）

冬季亞洲—太平洋濤動年際變率與東亞氣候異常

董才桂1）趙 平1）＊劉 舸2）陳軍明1）

1）（中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081）2）（中國氣象科學(xué)研究院，北京100081）

利用1948—2011年NCEP／NCAR月平均再分析資料和1951—2010年我國160站降水量資料，研究了冬季亞洲—太平洋區(qū)域的大氣遙相關(guān)及其與東亞冬季風(fēng)和降水的關(guān)系。結(jié)果表明：冬季在亞洲—西太平洋與中、東太平洋中低緯度對流層上層擾動溫度之間存在類似于夏季的亞洲—太平洋濤動（APO）現(xiàn)象，即當(dāng)東亞中低緯度對流層中、上層偏暖時，中東太平洋中低緯度對流層中上層溫度偏冷，反之亦然。冬季APO可以反映冬季亞洲—太平洋東西向熱力差異強(qiáng)度變化，與夏季相比，冬季APO遙相關(guān)在亞洲的中心位置略偏南、偏東，且冬季APO與大氣環(huán)流關(guān)系與夏季也有所不同；當(dāng)冬季APO指數(shù)偏高時，對流層上層?xùn)|亞大槽位置偏西，而東亞熱帶地區(qū)的高壓向北伸展，導(dǎo)致我國南方對流層為深厚的異常反氣旋系統(tǒng)所控制，此時南方地區(qū)對流層低層盛行異常的偏東北氣流，并伴隨水汽輻散和異常下沉運(yùn)動，南方降水偏少；冬季APO指數(shù)與ENSO有緊密聯(lián)系。

亞洲—太平洋濤動；東亞冬季風(fēng)；降水；年際變化

引 言

關(guān)于亞洲—北太平洋區(qū)域大尺度大氣遙相關(guān)研究長期以來受到高度關(guān)注，并取得了顯著進(jìn)展［1－6］。一些遙相關(guān)型被廣泛應(yīng)用于解釋冬季和夏季北半球氣候異常的原因，且這些遙相關(guān)異常變化常常與厄爾尼諾／南方濤動事件有關(guān)［7］。

東亞冬季風(fēng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，表現(xiàn)為在東亞地區(qū)對流層低層盛行的東北風(fēng)或西北風(fēng)。一些研究指出，在東亞的西北內(nèi)陸地區(qū)冬季風(fēng)與東亞大陸沿岸及太平洋地區(qū)呈反相關(guān)關(guān)系［8］。冬季東亞低層風(fēng)的異常變化與北半球大尺度環(huán)流有關(guān)，受到中高緯度大氣環(huán)流系統(tǒng)的影響［9］，特別是與東亞大槽、西伯利亞高壓等關(guān)系緊密［10－11］。歐亞大陸中緯度對流層上層西風(fēng)急流和定長波擾動異常通過引起西伯利亞高壓異常，進(jìn)一步對東亞冬季風(fēng)產(chǎn)生影響［4，12］。此外，冬季北大西洋濤動和北極濤動也影響著東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度，當(dāng)冬季北大西洋濤動指數(shù)偏高（低）時，東亞冬季風(fēng)減弱（增強(qiáng)），而冬季北極濤動處于正（負(fù)）位相時，東亞冬季風(fēng)偏弱（強(qiáng)）［13］。

東亞冬季風(fēng)在很大程度上受到西伯利亞冷源和熱帶海洋的熱力對比的影響［15－16］。如青藏高原冬季熱狀況異常變化影響著亞洲大氣環(huán)流和東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度［17－19］；在更大尺度上，歐亞中高緯度地區(qū)表面熱狀況也與東亞冬季風(fēng)有關(guān)［20］。此外，冬季歐亞大陸、太平洋上空大氣環(huán)流和東亞大槽年際變化與熱帶中東太平洋海表溫度異常有關(guān)［21－23］；在東亞冬季風(fēng)偏強(qiáng)年份，熱帶西太平洋為正距平，熱帶東太平洋為負(fù)距平，而在東亞冬季風(fēng)偏弱年份，熱帶太平洋海溫異常型相反［24－27］，且赤道東太平洋海溫異?？赡艹皷|亞季風(fēng)變化2個月左右［28］。施能［29］利用東亞陸地與西太平洋之間的海平面氣壓差來指示海陸熱力差異，研究了冬季東亞—西太平洋熱力差異對東亞冬季風(fēng)的影響。晏紅明等［30］研究了亞洲陸地不同區(qū)域地面溫度之間的聯(lián)系，指出南亞與東北亞地表溫度存在反位相變化關(guān)系，并根據(jù)這種反位相關(guān)系定義了一個冬季風(fēng)熱力差異指數(shù)，分析了其對東亞冬季風(fēng)和隨后的夏季風(fēng)的影響。最近研究［31］表明，1990—2009年冬季西伯利亞高壓呈增強(qiáng)趨勢，伴隨亞洲大陸中高緯度地區(qū)地表溫度的降溫趨勢，導(dǎo)致近年來東亞嚴(yán)冬頻發(fā)，且冬季西伯利亞高壓的這種變化與前期秋季到冬季北冰洋東部、歐亞大陸北部邊緣海區(qū)的海冰密集度有密切聯(lián)系。

盡管關(guān)于東亞冬季風(fēng)變化規(guī)律及其與亞洲陸地、周邊海洋關(guān)系的研究取得了顯著進(jìn)展，但一些問題仍然不清楚，特別是從亞洲陸地與太平洋熱力差異角度研究冬季風(fēng)的報(bào)道還較少。趙平等［32］利用EOF方法研究亞洲與太平洋海平面之間的聯(lián)系，指出二者之間存在反位相關(guān)系，并分析了其對東亞冬季風(fēng)的影響。由于海平面氣壓場在一定程度上可以指示其上空的溫度狀況［33］，那么在亞洲與太平洋海平面氣壓之間的反位相關(guān)系是否意味著在亞洲與太平洋之間對流層溫度也存在這種遙相關(guān)仍需探討。此外，Jiang等［34］采用EOF方法研究了冬季青藏高原及周邊區(qū)域?qū)α鲗由蠈訙囟鹊闹饕B(tài)與東亞冬季風(fēng)的聯(lián)系。在更大尺度上冬季北半球?qū)α鲗訙囟却嬖诤畏N遙相關(guān)，如果冬季存在遙相關(guān)，那么對于不同于夏季的冬季大氣環(huán)流平均狀況，與冬季遙相關(guān)相聯(lián)系的大氣環(huán)流異常特征如何均有待深入研究。

為了回答上述問題，本文利用NCEP／NCAR再分析資料，我國160站降水資料分析冬季北半球?qū)α鲗訙囟葓龅拇髿膺b相關(guān)特征，并進(jìn)一步研究這種遙相關(guān)異常與東亞冬季風(fēng)和降水年際變率之間的關(guān)系。

1 資料和方法簡介

本文所用資料包括1948—2011年 NCEP／NCAR月平均大氣再分析資料［35］，水平分辨率為2.5°×2.5°；國家氣候中心提供的1951—2010年我國160站月降水量資料。

本文所用的方法包括含有面積權(quán)重的自然正交函數(shù)分解、功率譜分析、相關(guān)分析、回歸和合成分析方法。

本文選擇的研究時段為1951—2009年的59個冬季。其中，冬季指當(dāng)年12月至次年1—2月。

2 冬季亞洲—太平洋濤動及其變率

參考Zhao等［36］方法，對1951—2009年冬季北半球0°～60°N區(qū)域的200～300hPa平均T′（這里T為溫度，為T的緯向平均）距平場進(jìn)行EOF分析，結(jié)果表明：第1模態(tài)（EOF1）的方差貢獻(xiàn)為33%（特征值為20036.3），第2模態(tài)（EOF2）為14%（特征值為8587.4），滿足 North 等［37］提出的判據(jù)，說明這兩個模態(tài)是可區(qū)分的。圖1給出了EOF1和EOF2的分布特征。對于EOF1（圖1a），異常正值主要出現(xiàn)在歐亞大陸、非洲、西太平洋、熱帶大西洋，中心值出現(xiàn)在30°N，120°E附近；而異常負(fù)值主要出現(xiàn)在東太平洋和北大西洋中緯度地區(qū)，中心值出現(xiàn)在20°N，150°W附近地區(qū)。這種特征是與趙平等［38］利用1958—2002年ERA－40再分析資料分析得到的結(jié)果一致。與EOF1不同，在EOF2中（圖1b），正值主要出現(xiàn)在歐亞大陸中高緯度地區(qū)，負(fù)值主要出現(xiàn)在北太平洋中高緯度地區(qū)南亞和大西洋高緯度地區(qū)。很明顯，EOF2的正負(fù)中心與EOF1的弱值區(qū)相對應(yīng)，這進(jìn)一步證明了兩個模態(tài)的差異。EOF1所揭示的異常特征反映了在東亞與中東太平洋中低緯度對流層上層溫度之間的一種反位相變化關(guān)系。

圖1 冬季北半球0°～60°N區(qū)域200～300hPa平均T′距平場的EOF模態(tài)（a）EOF1（方框分別代表東亞—西太平洋和中東太平洋區(qū)域），（b）EOF2Fig.1 EOF modes of anomaly of December－January－February（DJF）200－300hPa meanT′over the Northern Hemisphere（0°－60°N） （a）EOF1（boxes denote Asian－western Pacific and central－eastern Pacific，respectively），（b）EOF2

參考EOF1正、負(fù)中心位置，分別用10°～40°N，90°～140°E和10°～40°N，110°～160°W（圖1a）指示東亞—西太平洋和中東太平洋區(qū)域，并分別定義為東亞—西太平洋溫度指數(shù)和中東太平洋溫度指數(shù)。圖2a給出了冬季東亞—西太平洋和中東太平洋地區(qū)200～300hPa平均的T′指數(shù)。由圖2a可知，這兩個指數(shù)存在著明顯的反位相關(guān)系，59年中有46年符號相反，占78%，僅13年同號，且總體上同號年份的異常均偏弱，這兩個指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)為－0.84（達(dá)到0.001顯著性水平）。這些結(jié)果進(jìn)一步證明冬季在亞洲與太平洋地區(qū)對流層上層T′之間存在東西向的反位相變化關(guān)系，且這種遙相關(guān)型與Zhao等［36］所揭示的夏季亞洲—太平洋濤動（Asian－Pacific Oscillation，APO）特征相似，只是與夏季遙相關(guān)位置相比，亞洲上空冬季遙相關(guān)的正中心位置稍偏東和偏南。本文仍將這種遙相關(guān)稱為APO遙相關(guān)，定義東亞—西太平洋與中東太平洋之間的對流層上層（200～300hPa）之間的溫度差異作為APO指數(shù)，即

圖2 標(biāo)準(zhǔn)化的冬季指數(shù)時間序列（a）冬季東亞—西太平洋和中東太平洋平均T′指數(shù)，（b）冬季APO指數(shù)Fig.2 Standard time series of DJF indices（a）T′indices of Asian－western Pacific and central－eastern Pacific in winter，（b）DJF APO index

相關(guān)分析表明，1951—2009年冬季APO指數(shù)與EOF1模態(tài)的時間系數(shù)變化特征一致，二者相關(guān)系數(shù)為0.98，說明可以用冬季APO指數(shù)近似代替EOF1模態(tài)的時間系數(shù)，而EOF1模態(tài)的時間系數(shù)變率可以反映亞洲與太平洋之間的東西向熱力差異變化，即冬季陸地與太平洋之間的對流層上層T′之間的變率不是完全獨(dú)立的，參考EOF1模態(tài)正負(fù)中心位置定義的熱力差異指數(shù)可以很好地反映亞洲與太平洋之間對流層上層溫度的差異程度。

圖3a顯示了冬季APO指數(shù)回歸的對流層T′沿25°N的剖面。由圖3a可知，顯著T′正值出現(xiàn)在東亞上空200～700hPa，中心值為0.8，位于200～500hPa之間；顯著T′負(fù)值出現(xiàn)在中東太平洋上空200～700hPa，中心值為－1.2，位于200～300hPa之間。圖3b給出了回歸的250hPaT′水平分布。由圖3b可知，超過0.6的顯著正差值主要出現(xiàn)在東亞和西太平洋中低緯度地區(qū)，中心值為1.2，位于我國東部30°N附近；超過0.6的顯著負(fù)差值主要出現(xiàn)在中東太平洋中低緯度地區(qū)，中心值為－1.2，位于22.5°N，140°W 附近。此外，在200hPa以上這種“蹺蹺板”結(jié)構(gòu)仍然存在，只是其位相與對流層中上層相反，即在亞洲上空100～150hPa存在顯著T′負(fù)差值，而在中東太平洋為顯著的T′正差值（圖3a）。在表面（圖3c），亞洲陸地上空（除了青藏高原區(qū)域）和西太平洋副熱帶地區(qū)以顯著的負(fù)差值為主，中心值為0.4，位于我國東部30°N附近，顯著的負(fù)差值也出現(xiàn)在150°W以東的太平洋中緯度地區(qū)和熱帶中東太平洋；顯著的正差值出現(xiàn)在中太平洋中緯度地區(qū)和熱帶西太平洋地區(qū)。這些結(jié)果說明冬季APO特征在對流層中上層更明顯。此外，與冬季APO指數(shù)回歸的溫度（T）的特征進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：回歸的T特征與圖3給出的很相似（圖略）。

圖3 冬季APO指數(shù)回歸的同期T′（灰色區(qū)域表示達(dá)到0.05顯著性水平，黑色區(qū)域表示地形）（a）沿25°N的經(jīng)度－高度垂直剖面，（b）250hPaT′水平分布，（c）表面氣溫Fig.3 RegressedT′against DJF APO index（the grey denotes passing the test of 0.05level，the black denotes the topography）（a）longitude－h(huán)eight cross section along 25°N，（b）T′at 250hPa，（c）surface temperature

續(xù)圖3

由圖2b可知，冬季APO指數(shù)沒有表現(xiàn)出明顯的線性趨勢，而是呈明顯的年際變率，功率譜分析結(jié)果表明：冬季APO指數(shù)有顯著的2～6年變化周期，也指示著明顯的年際變率。為了采用合成分析方法研究與冬季APO異常相關(guān)的氣候變化特征，根據(jù)圖2b的冬季APO指數(shù)分別選擇9個高指數(shù)年和低指數(shù)年，其中9個APO高指數(shù)年分別為1954，1970，1973，1975，1988，1998，1999，2007，2008 年；9個 APO低指數(shù)年分別為1957，1977，1982，1986，1991，1992，1997，2002，2009年。其中這些極端年的冬季APO指數(shù)距平絕對值都大于1倍時間序列標(biāo)準(zhǔn)差（即1.5℃）。從冬季APO高指數(shù)年和低指數(shù)年合成的250hPa擾動溫度差值圖（略）可知：顯著T′正差值主要位于亞洲—西太平洋中低緯度地區(qū)，中心位于我國中東部及附近海域；而顯著的T′負(fù)差值主要位于北太平洋中東部，中心位于東太平洋20°N，這種分布特征與圖1a和圖3b一致，說明用上述冬季APO指數(shù)的極端年份能夠較好地指示冬季APO的年際變率。

3 與冬季APO異常相關(guān)聯(lián)的東亞冬季風(fēng)和降水變化

圖4a給出了在冬季APO高指數(shù)年和低指數(shù)年合成的擾動位勢高度差值（H′）沿25°N的經(jīng)度－高度剖面，可以看到，在亞洲—西太平洋上空的對流層中、高層（100～400hPa）存在顯著正差值，中心值為6dagpm，而在對流層低層（600～1000hPa）為顯著負(fù)差值；在東太平洋上空的對流層上層（100～300hPa）為顯著的H′負(fù)差值，在中低層（500～1000hPa）為顯著正差值。圖4b給出了合成的擾動位勢高度差值（H′）沿115°E的緯度－高度剖面，可以看到，顯著的負(fù)H′中心值出現(xiàn)在30°N以北的對流層，其中心位于200～400hPa；而在偏低緯度的400hPa以上存在顯著正差值，其中7dagpm中心值位于100～200hPa。圖4c給出了200hPa的H′差值，可以看到，在亞洲中高緯度地區(qū)為顯著負(fù)差值，而在其南側(cè)為顯著正差值，中心位于我國南方；中東太平洋地區(qū)正和負(fù)中心分別出現(xiàn)在中高緯度和熱帶地區(qū)。在200hPa氣候平均圖上（略），東亞中高緯度沿岸是東亞大槽平均位置附近，而在南、北半球的熱帶地區(qū)為環(huán)繞全球的高壓帶控制，因此在圖4c中東亞中高緯度地區(qū)的H′負(fù)差值反映了一個位置偏西的東亞大槽，而在東亞低緯度地區(qū)的H′正差值說明熱帶地區(qū)的高壓系統(tǒng)在東亞地區(qū)偏強(qiáng)。很顯然，由于東亞季風(fēng)區(qū)冬季氣候平均狀況與夏季不同，因此與冬季APO相關(guān)聯(lián)的東亞大氣環(huán)流的異常特征也與夏季情況［36］不一致。

對應(yīng)于對流層上層H′正異常，由合成的200hPa風(fēng)場差值圖（圖5a）可知，一個異常反氣旋出現(xiàn)在東亞和西太平洋中緯度地區(qū)，異常環(huán)流中心在30°N，120°E附近，該中心北側(cè)的異常偏西風(fēng)指示著東亞中緯度地區(qū)的西風(fēng)急流加強(qiáng)。該異常反氣旋深厚，在850hPa（圖5b）異常反氣旋環(huán)流出現(xiàn)在江南，環(huán)流中心位于30°N，110°E附近，該中心東南側(cè)的異常東北氣流盛行于東亞中低緯度地區(qū)。該異常反氣旋也出現(xiàn)在合成的海平面氣壓場上（圖5c），我國東部地區(qū)為較弱的異常高氣壓控制。這些結(jié)果表明，在整個對流層中，我國南方地區(qū)為一個深厚的異常高壓系統(tǒng)控制。圖5d給出了冬季APO高指數(shù)年和低指數(shù)年合成的經(jīng)向垂直環(huán)流沿107.5°～120°E的緯度－高度剖面，可以看到，在對流層高層?xùn)|亞中高緯度異常反氣旋環(huán)流中心附近（圖5a）為異常的下沉運(yùn)動區(qū)（圖5d），下沉氣流在對流層低層向南和向北輻散，其中向南的一支伴隨低層的異常偏北風(fēng)，指示在東亞20°～30°N之間的東北風(fēng)是下沉的，而異常上升運(yùn)動區(qū)出現(xiàn)在20°N的熱帶地區(qū)，并伴隨著一個異常順時針垂直環(huán)流中心出現(xiàn)在20°N上空300hPa附近。由冬季APO高指數(shù)年和低指數(shù)年合成的925hPa水汽輸通量和水汽通量散度（圖略）可以看到，我國南方地區(qū)的異常水汽通量由東北指向西南，表現(xiàn)為弱的水汽通量散度；正的水汽通量散度也位于南方地區(qū)，說明該地區(qū)有異常的水汽輸出，不利于降水發(fā)生。

圖4 冬季APO高指數(shù)年和低指數(shù)年合成的冬季H′（單位：dagpm，灰色區(qū)域代表達(dá)到0.05顯著性水平，黑色區(qū)域代表地形）（a）沿25°N的經(jīng)度－高度剖面，（b）沿115°E的緯度－高度剖面，（c）200hPaH′水平分布Fig.4 Composite difference of winter meanH′between high and low DJF APO indices（the grey denotes passing the test of 0.05level，the black denotes the topography）（a）longitude－h(huán)eight cross section along 25°N，（b）latitude－h(huán)eight cross section along 115°E，（c）H′at 200hPa

圖5 冬季APO高指數(shù)年和低指數(shù)年合成差值（灰色區(qū)域代表達(dá)到0.05顯著性水平，黑色區(qū)域代表地形）（a）200hPa風(fēng)場，（b）850hPa風(fēng)場，（c）海平面氣壓（單位：hPa），（d）沿107.5°～120°E緯度－垂直環(huán)流差值剖面（水平速度單位：m·s－1，垂直速度單位：10－2Pa·s－1）Fig.5 Composite difference between the high and low DJF APO indices（the grey denotes passing the test of 0.05level，the black denotes the topography）（a）200hPa wind，（b）850hPa wind，（c）sea level pressure（unit：hPa），（d）latitude－h(huán)eight cross section along 107.5°－120°E（unit for horizontal wind is m·s－1，unit for vetical wind is 10－2Pa·s－1）

對應(yīng)于我國南方地區(qū)的異常垂直下沉運(yùn)動和異常水汽輻散，我國南方地區(qū)降水偏少。從合成的冬季APO高指數(shù)年冬季總降水量圖（略）可以看到，超過20mm的降水出現(xiàn)在35°N以南的我國中東部地區(qū)，其最大值僅為60mm左右，位于江南；而在低指數(shù)年合成的降水量圖（略）上，我國中東部的降水有所增加，特別是位于江南的降水中心值超過100mm。圖6a給出了在APO高指數(shù)年、低指數(shù)年合成的冬季總降水量差值，可以看到，顯著的降水負(fù)差值出現(xiàn)在我國30°N以南地區(qū)，中心值超過40mm。參考顯著降水負(fù)異常區(qū)位置，計(jì)算了冬季APO指數(shù)與長江以南地區(qū)（20°～28°N，108°～120°E）同期降水時間序列的相關(guān)，結(jié)果表明：冬季APO指數(shù)與江南降水在1951—2009年相關(guān)系數(shù)為－0.38（達(dá)到0.01顯著性水平）。這些結(jié)果說明冬季APO指數(shù)與同期我國南方降水之間確實(shí)存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。圖6b給出了在冬季APO高指數(shù)年和低指數(shù)年合成的表面空氣溫度差值，可以看到，該差值的正、負(fù)異常特征總體上是與圖3c所示的T′一致，其中負(fù)異常出現(xiàn)在亞洲中高緯度和我國中東部地區(qū)，指示這些地區(qū)氣溫下降，冬季冷空氣活動頻繁，而正異常出現(xiàn)在青藏高原地區(qū)，指示著較少的冷空氣活動。這也說明青藏高原與其周邊地區(qū)的冷空氣活動呈現(xiàn)出一定的反相變化關(guān)系。

圖6 冬季APO高和低指數(shù)年合成的差值（灰色區(qū)域代表達(dá)到0.1顯著性水平）（a）冬季總降水量（單位：mm，圓圈代表160站的分布，方框指示著南方地區(qū)），（b）表面氣溫（單位：℃）Fig.6 Composite difference between the high and low DJF APO indices（the grey denotes passing the test of 0.1level） （a）winter total rainfall（unit：mm，dots denote 160stations in China，the box denotes southern China），（b）surface air temperature（unit：℃）

4 結(jié)論與討論

本文利用NCEP／NCAR月平均再分析資料和我國160站降水量資料，探討了冬季亞洲—太平洋濤動（APO）變化特征及其與東亞冬季風(fēng)和降水的關(guān)系，得到以下主要結(jié)論：

1）EOF和相關(guān)分析表明：冬季在亞洲—西太平洋與中、東太平洋中低緯度對流層中上層擾動溫度之間存在一種反位相變化的“蹺蹺板”現(xiàn)象，類似于夏季的APO，稱為冬季APO；與夏季APO相比，冬季亞洲上空的中心位置偏南、偏東。當(dāng)東亞中低緯度地區(qū)對流層200～700hPa偏暖（冷）時，中東太平洋中低緯度對流層偏冷（暖），反映了冬季型的亞洲—太平洋的東西向熱力差異偏弱（強(qiáng)）。

2）1951—2009年亞洲與太平洋之間對流層熱力差異沒有明顯的線性變化趨勢，而呈顯著的2～6年周期變化。當(dāng)冬季APO指數(shù)偏高時，亞洲中高緯度對流層擾動位勢高度偏低，而太平洋該緯度帶擾動位勢高度偏高，在亞洲—太平洋的較低緯度地區(qū)也存在“蹺蹺板”現(xiàn)象，只是位相與中高緯度地區(qū)的位相相反，反映了對流層上層?xùn)|亞大槽位置偏西和東亞熱帶地區(qū)的高壓帶向北伸展。

3）對應(yīng)于偏高的冬季APO指數(shù)，我國南方對流層為深厚的異常反氣旋系統(tǒng)，此時南方地區(qū)盛行異常偏東北氣流，伴隨水汽輻散，在異常反氣旋中心附近為異常下沉運(yùn)動，于是南方降水偏少；反之亦然。與冬季APO相關(guān)聯(lián)的東亞冬季風(fēng)和降水的這些異常特征與夏季不同，這可能與冬季東亞平均環(huán)流與夏季不同有關(guān)。

過去關(guān)于東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度變化的研究［29，39－44］很多，王寧［45］對先前的研究工作進(jìn)行了較全面的分析總結(jié)。這里將冬季APO指數(shù)與一些冬季風(fēng)指數(shù)進(jìn)行了比較，如計(jì)算Jhun等［39］定義的冬季風(fēng)指數(shù)

相關(guān)分析表明，在1951—2009年冬季APO指數(shù)與IEAWM的相關(guān)系數(shù)為0.24，僅達(dá)到0.1顯著性水平；同時對比了冬季APO指數(shù)與 Wu等［46］定義的西伯利亞高壓指數(shù)，這里西伯利亞指數(shù)被定義為40°～60°N，80°～120°E范圍內(nèi)海平面氣壓平均值。這些結(jié)果表明，冬季APO與這些冬季風(fēng)指數(shù)之間的聯(lián)系可能不是很緊密。相反，計(jì)算1951—2009年Ni珘no3.4指數(shù)與冬季APO指數(shù)的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)為－0.88，達(dá)到0.001顯著性水平，即冬季APO與赤道中東太平洋海表溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，關(guān)于這種相關(guān)的物理聯(lián)系需今后深入研究。

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Inter－annual Variability of Winter Asia－Pacific Oscillation and Its Relationship with the East Asian Climate Anomalies

Dong Caigui1）Zhao Ping1）Liu Ge2）Chen Junming1）

1）（State Key Laboratory of Severe Weather，Chinese Academy of Meteorological Sciences，Beijing100081）
2）（Chinese Academy of Meteorological Sciences，Beijing100081）

Using 1948－2011NCEP／NCAR monthly reanalysis data and 1951－2010precipitation data at 160 meteorological stations of China，the empirical orthogonal function（EOF），correlation analysis and composite analysis methods，the winter（December，January and February）atmospheric teleconnection over the Asian－Pacific and its association with East Asian winter monsoon and precipitation are examined.Results show an Asian－Pacific Oscillation（APO）teleconnection in upper－tropospheric temperature disturbance between the Asian－western Pacific and the central－eastern Pacific region during winter，which is similar to the APO phenomenon during summer.When the mid－upper troposphere temperature in mid－lower latitudes of East Asia is warmer，it is colder in mid－lower latitudes of the central and eastern North Pacific，and vice versa.The APO reflects the variability of the zonal thermal contrast between Asia and North Pacific.Compared to summer，the Asian anomalous center of DJF APO is southward and eastward in position.DJF APO index does not show a significant linear trend.The power spectrum analysis shows that the APO index has the varying periods of 2－6years.Corresponding to a higher APO index，geopotentialheight disturbance in mid－upper tropospheres is lower in mid－h(huán)igher latitudes of East Asia and it is higher in mid－h(huán)igher latitudes of central and eastern North Pacific.Also，there is a“seesaw”in lower latitudes between the Asian－western Pacific region and the central－eastern Pacific，but with a reversed phase comparing to that in higher latitudes.This anomalous feature in geopotential height in the upper troposphere indicates a westward long－wave trough in East Asia and a northward high pressure in the tropics of East A－sia，with a deep anti－cyclonic anomaly over southern China.Wind anomalies of northeasterly prevail over southern China in the lower troposphere，with divergence anomalies of water vapor and downward motion anomalies in southern China.Accordingly，the local precipitation decreases.However，these relationships between DJF APO and atmospheric circulation are different from those during summer.Moreover，the APO index is highly correlated with ENSO as well.

Asian－Pacific Oscillation；East Asian winter monsoon；precipitation；inter－annual variability

董才桂，趙平，劉舸，等.冬季亞洲—太平洋濤動年際變率與東亞氣候異常.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2014，25（6）：669－679.

2014－03－06收到，2014－09－16收到再改稿。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41205056，41221064），國家國際合作專項(xiàng)（2011DFG23450）

＊通信作者，email：zhaoping＠cams.cma.gov.cn