明靜 孫建奇 李國(guó)平 裴軍林

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南半球中緯度偶極模態(tài)與亞洲—非洲夏季降水

明靜1, 2孫建奇2李國(guó)平1裴軍林3

1成都信息工程學(xué)院，成都610225;2中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所竺可楨—南森國(guó)際研究中心，北京100029;3西昌衛(wèi)星發(fā)射中心, 西昌615000

南半球大氣環(huán)流第一模態(tài)為南極濤動(dòng)，它表現(xiàn)出較好的緯向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)。本工作利用經(jīng)驗(yàn)正交分解方法研究發(fā)現(xiàn)，在南半球的東半球，夏季（6～9月）大氣環(huán)流還存在一個(gè)重要的模態(tài)。不同于南極濤動(dòng)，該模態(tài)表現(xiàn)為顯著的緯向偶極分布，本文定義其為偶極模態(tài)。在海平面氣壓場(chǎng)上，該模態(tài)的解釋方差可以達(dá)到20%以上，表現(xiàn)出顯著的年際變化特征。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，該偶極模態(tài)與亞非夏季降水存在密切聯(lián)系，尤其與我國(guó)華南、南亞以及熱帶非洲東部地區(qū)的夏季降水存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。機(jī)制分析表明，南半球這一偶極模態(tài)的異常會(huì)影響東半球越赤道氣流的變化，從而造成向上述三個(gè)地區(qū)的水汽輸送的多寡，并最終導(dǎo)致這三個(gè)地區(qū)夏季降水發(fā)生變化。本工作揭示的偶極模態(tài)變化獨(dú)立于南極濤動(dòng)，研究結(jié)果不但可以深化對(duì)南半球環(huán)流系統(tǒng)變化特征及影響的認(rèn)識(shí)，而且對(duì)亞非夏季降水的變化特征和機(jī)制研究也具有重要意義。

偶極模態(tài) 夏季降水 越赤道氣流

1 引言

南北半球相互作用一直是氣象學(xué)研究的重點(diǎn)問(wèn)題。在南北半球的相互作用中，冬半球常常處于積極主動(dòng)的地位，而夏半球則深受其影響，被動(dòng)做出各種反應(yīng)（趙宗慈和王紹武，1979）。早在20世紀(jì)50年代，李憲之（1956）就發(fā)現(xiàn)南半球冷空氣活動(dòng)與北半球臺(tái)風(fēng)生成之間存在密切聯(lián)系。趙宗慈和王紹武（1979）進(jìn)一步的研究指出，北大西洋、北太平洋和北印度洋熱帶氣旋的數(shù)量變化分別與南半球副熱帶的三個(gè)高壓，即南大西洋副熱帶高壓、澳大利亞高壓和馬斯克林高壓的強(qiáng)弱有著明顯的關(guān)系。此外，研究還發(fā)現(xiàn)冬半球環(huán)流的變化對(duì)夏半球的降水也有著顯著的影響。陶詩(shī)言等（1962）的研究顯示在東亞低緯度盛行經(jīng)向環(huán)流期間，南半球澳洲也盛行經(jīng)向環(huán)流，并且在澳洲附近從南半球向北半球的質(zhì)量輸送也最強(qiáng)烈；而當(dāng)東亞低緯度為緯向環(huán)流期間，南半球也盛行緯向環(huán)流，此時(shí)澳洲附近的冷空氣活動(dòng)不顯著，向北半球的質(zhì)量輸送也明顯較弱。

Findlater（1969）通過(guò)分析索馬里低空急流的變化特征，發(fā)現(xiàn)其對(duì)印度夏季風(fēng)的建立和爆發(fā)的重要作用，并進(jìn)一步指出其與印度西部的西南季風(fēng)降水之間的關(guān)系。20世紀(jì)80年代之后，隨著高質(zhì)量觀測(cè)資料的積累，其他幾支低空越赤道氣流通道相繼被揭示（陳于湘，1980；陳隆勛，1984；王興東和陶詩(shī)言，1984；湯明敏等，1985），并確認(rèn)了它們與南半球寒潮爆發(fā)的顯著關(guān)系，并且發(fā)現(xiàn)越赤道氣流的強(qiáng)弱與東亞夏季風(fēng)及降水有密切的關(guān)系。越赤道氣流是兩半球氣候相互作用的關(guān)鍵，而北半球夏季這幾支越赤道氣流的強(qiáng)弱主要受制于南半球副熱帶高壓的變化。對(duì)于東半球越赤道氣流而言，澳大利亞高壓和馬斯克林高壓的變化最為主要。黃士松和湯明敏（1987）從東亞夏季風(fēng)的活動(dòng)與低緯環(huán)流系統(tǒng)的關(guān)系研究入手，分析了東亞夏季風(fēng)體系結(jié)構(gòu)，提出馬斯克林高壓不僅是印度夏季風(fēng)系統(tǒng)的成員，也是東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)的重要成員。此外，南半球副熱帶的兩大高壓呈現(xiàn)明顯的低頻振蕩，當(dāng)馬斯克林高壓增強(qiáng)后，其下游的澳大利亞高壓亦隨之增強(qiáng)，兩高壓對(duì)其北部的越赤道氣流產(chǎn)生影響并進(jìn)一步影響到西太平洋副熱帶高壓（薛峰和何卷雄，2005）。更多的研究顯示，東亞夏季風(fēng)降水與馬斯克林高壓和澳大利亞高壓有著密切的關(guān)系。當(dāng)北半球從春到夏馬斯克林高壓增強(qiáng)時(shí)，我國(guó)長(zhǎng)江流域至日本一帶多雨，而華南到臺(tái)灣以東的西太平洋以及東亞中緯度大部分地區(qū)為少雨（王會(huì)軍和薛峰，2003；薛峰等，2003）。相比馬高，澳大利亞高壓的影響僅限于華南地區(qū)，當(dāng)澳大利亞高壓增強(qiáng)時(shí)華南多雨（薛峰等，2003）。

南極濤動(dòng)（AAO）作為南半球中高緯大氣環(huán)流最主要的模態(tài)，不僅對(duì)南半球氣候有重要影響，而且對(duì)熱帶和北半球氣候的作用也不容忽視。例如，春季南極濤動(dòng)可以顯著的影響到東亞夏季降水（高輝等，2003；Xue et al.，2004；Wang and Fan，2005；Sun et al.，2009）和沙塵頻次的變化（Fan and Wang，2004）、西北太平洋臺(tái)風(fēng)生成頻次（王會(huì)軍和范可，2006）以及西非和北美夏季風(fēng)等（Sun，2010；Sun et al.，2010）。在春季南極濤動(dòng)影響東亞和西非夏季風(fēng)的過(guò)程中，海洋性大陸地區(qū)對(duì)流和熱帶大西洋海溫的變化起著重要的橋梁作用（Sun et al.，2009，2010）。因此，南極濤動(dòng)影響的揭示對(duì)深入認(rèn)識(shí)北半球氣候變化具有重要意義，而且春季南極濤動(dòng)的變化相對(duì)于東亞以及西非季風(fēng)的變異具有較好的季節(jié)超前性，這一點(diǎn)具有重要的預(yù)測(cè)價(jià)值。

然而，已有關(guān)于南半球大尺度環(huán)流模態(tài)的研究，包括AAO、馬斯克林高壓和澳大利亞高壓等，關(guān)注的基本都是大氣環(huán)流緯向?qū)ΨQ的模態(tài)，尤其在東半球，這主要是由于馬斯克林高壓和澳大利亞高壓表現(xiàn)出顯著的一致變化特征（薛峰，2005）。除了緯向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)外，是否還存在其他結(jié)構(gòu)的主要模態(tài)？如果有，進(jìn)一步該模態(tài)的變化特征及其影響又如何？為了回答上述問(wèn)題，本工作對(duì)南半球大氣環(huán)流進(jìn)行了再分析。

2 資料

本文研究所用資料包括：（1）歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）發(fā)展的ERA-Interim大氣再分析資料，分析變量包含逐月海平面氣壓（SLP）、風(fēng)場(chǎng)、高度場(chǎng)、比濕資料（Dee et al.，2011），該資料起始于1979年1月，水平分辨率為1.5°×1.5°；（2）美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）發(fā)展的逐月射出長(zhǎng)波輻射（OLR）資料，該資料水平分辨率為2.5°×2.5°，資料起始于1974年6月，其中由于NOAA-5衛(wèi)星故障使得1978年3月1日～1978年12月31日的數(shù)據(jù)缺測(cè)，本文所使用的OLR數(shù)據(jù)并不包含這一時(shí)間段；（3）降水資料是來(lái)自全球降水氣候計(jì)劃（GPCP）發(fā)展的逐月降水資料（Adler et al.，2003），該資料的分辨率為2.5°×2.5°，資料時(shí)間從1979年1月至今。

本文分析時(shí)段為1979～2012年，季節(jié)為北半球夏季6～9月的平均。由于本文主要關(guān)注年際變化，因此在分析前所有資料均已去除線性趨勢(shì)。

3 南半球SLP偶極模態(tài)

為了探討南半球大氣環(huán)流的主要模態(tài)，首先對(duì)過(guò)去34年南半球的東半球6～9月平均的SLP做經(jīng)驗(yàn)正交分解（EOF）分析（圖1）?？梢钥吹?，EOF第一模態(tài)表現(xiàn)出緯向?qū)ΨQ的中、高緯度反相變化的特征，即典型的AAO模態(tài)分布，該模態(tài)的解釋方差可以占到總方差的41.9%。在該模態(tài)中，南半球副熱帶呈緯向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，這表明，位于該地區(qū)的兩個(gè)副熱帶高壓系統(tǒng)，馬斯克林高壓和澳大利亞高壓首先表現(xiàn)出一致變化的特征，這與已有研究結(jié)果一致（薛峰，2005）。不同于第一模態(tài)，EOF第二模態(tài)表現(xiàn)為顯著的緯向偶極模態(tài)，南半球中緯度基本上以110°E為界，東西兩側(cè)的SLP呈現(xiàn)出反相變化的特征，該模態(tài)的解釋方差也達(dá)到了20.9%。為了進(jìn)一步探討南半球這一偶極模態(tài)存在的客觀性，本文還利用NCEP/NCAR的兩套再分析資料以及ERA-40再分析資料做了同樣的分析研究，也得到了與本文相似的結(jié)果，EOF第二模態(tài)均為緯向偶極模態(tài)，并且解釋方差也均在20%以上（圖略）。這說(shuō)明了偶極模態(tài)獨(dú)立于資料的選擇，也進(jìn)一步證實(shí)了本文利用ERA-Interim資料的研究結(jié)果。

圖1 夏季（6～9月）南半球SLP的EOF模態(tài)空間分布：（a）第一模態(tài)；（b）第二模態(tài)

如引言部分所述，之前關(guān)于AAO已有多項(xiàng)工作開(kāi)展，取得了一系列研究成果，因此本文將不再對(duì)該模態(tài)進(jìn)行研究，后續(xù)內(nèi)容將主要針對(duì)第二模態(tài)開(kāi)展分析，本文稱之為偶極模態(tài)。

偶極模態(tài)的時(shí)間系數(shù)如圖2所示，可以看出在過(guò)去30多年中，該模態(tài)表現(xiàn)出較強(qiáng)的年際變化特征。在1988年、2003年、2006年和2007年，偶極模態(tài)的異常值可以超過(guò)兩倍標(biāo)準(zhǔn)差。通過(guò)對(duì)該偶極模態(tài)的時(shí)間系數(shù)進(jìn)行小波分析（使用Morlet連續(xù)小波變換），從圖3可以看到該模態(tài)存在4～8年的準(zhǔn)周期變化，在該周期內(nèi)，存在通過(guò)95%信度檢驗(yàn)的顯著譜峰。為了進(jìn)一步研究偶極模態(tài)呈不同位相時(shí)各氣候系統(tǒng)的變化差異，本文定義偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)大于1的年份為偶極模態(tài)極端正異常年、小于－1的年份為偶極模態(tài)極端負(fù)異常年，共得出七個(gè)極端正異常年（1988、1994、1997、1999、2006、2007、2011）和九個(gè)極端負(fù)異常年（1979、1981、1986、2002、2003、2004、2008、2009、2012）。后文的合成分析將依據(jù)這些年份開(kāi)展，文中所提到的異常即極端正異常年平均值與極端負(fù)異常年平均值的差值。

如果將這些極端正、負(fù)異常年份的SLP做合成（圖略），通過(guò)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，在偶極模態(tài)正異常年份馬斯克林高壓偏強(qiáng)，影響區(qū)域向南拓展，而澳大利亞高壓強(qiáng)度偏弱，影響區(qū)域向南收縮，反之亦然。所以，該偶極模態(tài)在物理本質(zhì)上反映了馬斯克林高壓和澳大利亞高壓反向變化的特點(diǎn)。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)化的偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)

圖3 偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)的Morlet小波分析。黑色陰影為超過(guò)95%信度檢驗(yàn)的區(qū)域

4 南半球偶極模態(tài)與亞非地區(qū)夏季降水的關(guān)系

大量研究結(jié)果表明南半球的大氣環(huán)流異常對(duì)北半球氣候具有重要的影響，如馬斯克林高壓、澳大利亞高壓以及AAO等。那么本文揭示的南半球偶極模態(tài)對(duì)北半球夏季氣候是否也存在重要作用呢？這是本節(jié)所要探討的主要科學(xué)問(wèn)題。

圖4為偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)與亞非地區(qū)夏季OLR之間的相關(guān)分布圖。可以看到，在熱帶非洲東部、南亞以及我國(guó)華南地區(qū)存在顯著的負(fù)相關(guān)區(qū)。說(shuō)明在偶極模態(tài)正異常年，熱帶非洲東部、南亞以及我國(guó)華南這三個(gè)地區(qū)對(duì)流活動(dòng)顯著偏強(qiáng)；反之，在負(fù)異常年，這些地區(qū)的OLR值為正異常，說(shuō)明此時(shí)對(duì)流活動(dòng)受到抑制、偏弱。這表明本文所揭示的南半球偶極模態(tài)與亞非地區(qū)的對(duì)流活動(dòng)具有密切的聯(lián)系。

圖4 偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)與亞非地區(qū)夏季（6～9月）OLR的相關(guān)系數(shù)分布。粗實(shí)線：零線；實(shí)（虛）線：正（負(fù)）值；紅（藍(lán)）色陰影代表正（負(fù)）相關(guān)系數(shù)通過(guò)95%信度檢驗(yàn)的區(qū)域

為了進(jìn)一步探討南半球偶極模態(tài)與上述三個(gè)地區(qū)對(duì)流活動(dòng)的時(shí)間演變關(guān)系，本文定義了三個(gè)對(duì)流指數(shù)，分別為熱帶非洲東部（12.5°S～2°N，35°E～45°E）、南亞（15°N～25°N，60°E～90°E）以及華南（20°N～30°N，110°E～120°E）三個(gè)地區(qū)區(qū)域平均的OLR值。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)流指數(shù)與偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)的變化曲線如圖5所示，可以發(fā)現(xiàn)，熱帶非洲東部、南亞以及華南地區(qū)的OLR指數(shù)與南半球偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)均具有相似的年際變化特征。計(jì)算結(jié)果顯示，偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)與熱帶非洲東部夏季OLR指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為－0.46，與南亞地區(qū)的相關(guān)系數(shù)為－0.54，與華南地區(qū)的相關(guān)系數(shù)為 －0.41，三個(gè)相關(guān)系數(shù)均通過(guò)了95%的信度檢驗(yàn)。這進(jìn)一步說(shuō)明南半球偶極模態(tài)與北半球夏季對(duì)流活動(dòng)存在顯著的關(guān)聯(lián)，且影響區(qū)域主要集中在赤道非洲東部、南亞以及我國(guó)華南地區(qū)。

圖5 偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)（藍(lán)色實(shí)線）與（a）熱帶非洲東部、（b）南亞以及（c）華南地區(qū)的OLR指數(shù)（紅色虛線）

中低緯度的對(duì)流活動(dòng)與降水具有較為一致的變化，圖6為偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)與夏季降水的相關(guān)分布。和OLR空間分布相似（符號(hào)相反），在熱帶非洲東部、南亞以及我國(guó)華南存在顯著的正相關(guān)區(qū)。這進(jìn)一步證實(shí)了南半球偶極模態(tài)與亞非夏季氣候存在密切聯(lián)系。與OLR空間分布有所差異的是，在降水相關(guān)場(chǎng)上，非洲北部地區(qū)也存在一個(gè)顯著的正相關(guān)區(qū)，但是從本文后續(xù)的環(huán)流分析來(lái)看，該地區(qū)的降水與南半球中緯度偶極模態(tài)的變化沒(méi)有直接的物理關(guān)聯(lián)，因此，這里的降水與偶極模態(tài)的高相關(guān)很可能只是統(tǒng)計(jì)上的關(guān)系，該地降水的變化可能更多受制于其他氣候因素的影響。因?yàn)楸疚闹饕芯磕习肭蚺紭O模態(tài)的影響，因此這里將不再對(duì)非洲北部地區(qū)降水變化的歸因做進(jìn)一步的探討。

5 對(duì)越赤道氣流以及水汽的分析

為了進(jìn)一步研究南半球偶極模態(tài)與亞非夏季降水聯(lián)系的物理過(guò)程，本文利用合成分析方法探討了該模態(tài)異常所對(duì)應(yīng)的環(huán)流變化。

在南北半球相互作用研究中，越赤道氣流是連接南北兩個(gè)半球氣候系統(tǒng)的重要機(jī)制。圖7為偶極模態(tài)極端正、負(fù)異常年合成的印度洋—西太平洋地區(qū)850 hPa異常風(fēng)場(chǎng)。首先在南半球中緯度地區(qū)異常風(fēng)場(chǎng)呈現(xiàn)出東西反向的偶極模態(tài)分布，這與SLP的EOF模態(tài)空間分布相一致。與該模態(tài)相對(duì)應(yīng)，澳大利亞北側(cè)呈現(xiàn)出顯著的異常東南風(fēng)，該異常氣流在西進(jìn)和北進(jìn)的過(guò)程中，于蘇門答臘島地區(qū)上空分為了兩支，一支折向東北越過(guò)南海到達(dá)我國(guó)華南；另一支繼續(xù)向西，在熱帶西印度洋上空又分為兩支，一支折向東北抵達(dá)印度半島，另外一支向西抵達(dá)非洲東部。

圖6 偶極模態(tài)時(shí)間系數(shù)與夏季亞非地區(qū)降水的相關(guān)系數(shù)分布圖。粗實(shí)線：零線；實(shí)（虛）線：正（負(fù)）值；深/淺紅色（藍(lán)色）陰影表示正（負(fù)）相關(guān)系數(shù)通過(guò)95%/90%信度檢驗(yàn)的區(qū)域

圖7 偶極模態(tài)極端正、負(fù)異常年合成的印度洋—西太平洋地區(qū)850 hPa風(fēng)場(chǎng)差值矢量圖（單位：m s?1）。藍(lán)色陰影表示風(fēng)場(chǎng)差值通過(guò)95%信度檢驗(yàn)的區(qū)域

越赤道氣流的變化主要對(duì)兩半球間水汽的分配起著重要的調(diào)制作用，并進(jìn)而導(dǎo)致兩半球氣候的異常。在上述越赤道氣流的影響下，兩半球水汽輸送的變化也十分顯著（圖8）。尤其是位于我國(guó)南海地區(qū)的那支越赤道氣流，通過(guò)它可以把大量水汽輸送到我國(guó)華南地區(qū)。這支越赤道氣流在偶極模態(tài)極端正、負(fù)異常年有著鮮明的變化，因此，它的異常對(duì)我國(guó)華南地區(qū)夏季降水的多寡具有重要的影響和貢獻(xiàn)。

除了向我國(guó)華南地區(qū)的水汽輸送外，在偶極模態(tài)極端正異常年，位于印度洋上的越赤道水汽輸送也顯著加強(qiáng)，該水汽輸送帶在熱帶西印度洋分為兩支分別加強(qiáng)了向熱帶非洲東部和印度半島的水汽輸送。并且顯著變化的氣流在我國(guó)華南、印度半島和熱帶非洲東部上空呈現(xiàn)出異常氣旋性流場(chǎng)，造成水汽的輻合。圖8中藍(lán)色陰影部分是偶極模態(tài)極端正、負(fù)異常年合成的顯著OLR變化區(qū)，可以看到在熱帶非洲東部、南亞和華南這些水汽輸送強(qiáng)烈的地區(qū)，OLR值也相對(duì)減小，說(shuō)明該地對(duì)流不穩(wěn)定在增強(qiáng)。

越赤道氣流的變化，直接影響向熱帶非洲東部、南亞和我國(guó)華南地區(qū)水汽輸送和輻合的變化，直接導(dǎo)致上述三個(gè)地區(qū)大氣含水量的異常。如圖9所示，在偶極模態(tài)極端正異常年，熱帶非洲東部、印度半島以及華南地區(qū)，大氣中水汽含量顯著偏多，這為上述三個(gè)地區(qū)降水的偏多準(zhǔn)備了良好的水汽條件。

綜上所述，與南半球偶極模態(tài)極端負(fù)異常年相比，極端正異常年?yáng)|印度洋地區(qū)的越赤道氣流有所增強(qiáng)，這將加強(qiáng)向熱帶非洲東部、南亞以及華南地區(qū)的水汽輸送，從而使得這些地區(qū)大氣含水量增加，同時(shí)對(duì)流增強(qiáng)，最終導(dǎo)致這三個(gè)地區(qū)降水偏多，反之亦然。

圖8 偶極模態(tài)極端正、負(fù)異常年合成的夏季整層積分水汽輸送通量差值（矢量，單位：kg m?1 s?1）。綠色陰影區(qū)代表水汽輸送通量差值通過(guò)95%信度檢驗(yàn)的區(qū)域；藍(lán)色曲線代表OLR差值通過(guò)95%信度檢驗(yàn)的區(qū)域

圖9 偶極模態(tài)極端正、負(fù)異常年合成的夏季整層積分水汽含量差值（單位：g）。粗實(shí)線：零線；實(shí)（虛）線：正（負(fù)）值；深/淺紅色（藍(lán)色）陰影表示正（負(fù)）差值通過(guò)95%/90%信度檢驗(yàn)的區(qū)域

6 結(jié)論與討論

本文利用EOF分析方法，揭示出夏季南半球中緯度大氣環(huán)流存在一個(gè)偶極模態(tài)，該模態(tài)在SLP場(chǎng)可以占到20.9%的解釋方差，表現(xiàn)出明顯的年際變化特征。進(jìn)一步，本文研究了該模態(tài)與亞非地區(qū)夏季降水的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)該偶極模態(tài)與亞非地區(qū)夏季降水存在密切聯(lián)系，尤其是熱帶非洲東部、南亞以及我國(guó)華南地區(qū)，在其極端正（負(fù)）異常年，這三個(gè)地區(qū)夏季降水顯著偏多（少）。環(huán)流分析結(jié)果顯示，在南半球偶極模態(tài)影響亞非夏季降水的過(guò)程中，熱帶東印度洋地區(qū)越赤道氣流的變化起著重要的橋梁作用。當(dāng)該偶極模態(tài)偏強(qiáng)時(shí)，它可以引起熱帶印度洋地區(qū)越赤道氣流的加強(qiáng)，進(jìn)而使得向熱帶非洲東部、南亞和我國(guó)華南地區(qū)水汽輸送的增加，使得上述三個(gè)地區(qū)夏季水汽含量偏多、對(duì)流偏強(qiáng)，從而最終導(dǎo)致這三個(gè)地區(qū)降水偏多。

以上研究均表明偶極模態(tài)對(duì)亞非夏季降水具有重要的影響。進(jìn)一步的問(wèn)題是，該模態(tài)變化的機(jī)理如何？現(xiàn)有氣候模式對(duì)該模態(tài)是否具有模擬能力？這些問(wèn)題是未來(lái)需要關(guān)注的，對(duì)于這些問(wèn)題的回答將進(jìn)一步加深對(duì)該偶極模態(tài)變化及其影響的認(rèn)識(shí)。

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Dipole Pattern in Southern Hemispheric Mid-latitude and Asian–African Summer Precipitation

MING Jing1, 2, SUN Jianqi2, LI Guoping1, and PEI Junlin3

1,610225;2,,100029;3,615000

As the first middle and high latitude circulation mode in the Southern Hemisphere, the Antarctic Oscillation (AAO) has a zonally symmetric structure. Using the empirical orthogonal function method, this study reveals existence of another dominant mode of atmospheric circulation in the eastern Southern Hemisphere boreal summer (June–September). Different from the AAO, this mode shows a significant zonal dipole distribution, or dipole pattern. This dipole pattern accounts for more than 20% of the total variance in the regional sea-level pressure field, and shows a strong interannual variation. Further research has demonstrated that the dipole pattern is significantly positively correlated with summer rainfall in Asia and Africa, especially in South China, South Asia, and tropical eastern Africa. Analysis suggests this pattern anomaly can influence the variation of cross-equatorial flow in the Eastern Hemisphere, which can affect the transportation of water vapor into South China, South Asia, and tropical eastern Africa, and ultimately result in summer precipitation anomalies over the three regions. The dipole pattern revealed in this study is independent from the AAO, and the results of this study are not only helpful for better understanding the variation and influence of the atmospheric circulation in the Southern Hemisphere but also for examining summer precipitation variations and mechanisms in Africa and Asia.

Dipole pattern, Summer precipitation, Cross-equator flow

1006-9895(2015)02-0413-09

P466

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1409.14193

2014-07-16；網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版日期2014-09-10

公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)GYHY201306026，中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)XDA05090306，中國(guó)科學(xué)院澳大利亞聯(lián)邦科工組織戰(zhàn)略合作項(xiàng)目GJHZ1223，江蘇省氣候變化協(xié)同創(chuàng)新中心

明靜，女，1988年出生，碩士研究生，主要從事氣候變異研究。E-mail: stupidmj@163.com

孫建奇，E-mail: sunjq@mail.iap.ac.cn