李靖怡 王遵婭 溫 敏

1)(中國(guó)氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081) 2)(國(guó)家氣候中心，北京 100081)

引 言

大氣低頻振蕩是熱帶大氣變化的重要組成部分之一，通常包括兩種主要振蕩：以30～60 d為主周期的季節(jié)內(nèi)振蕩[1-4]和以10～20 d為主周期的準(zhǔn)雙周振蕩[5-12]。無論冬季、夏季，熱帶大氣10～20 d振蕩動(dòng)能均高于30～60 d振蕩，其結(jié)構(gòu)和活動(dòng)又與30～60 d振蕩有所不同[13]。準(zhǔn)雙周振蕩作為最重要的季節(jié)內(nèi)信號(hào)之一，對(duì)季風(fēng)活動(dòng)和熱帶氣旋的生成等天氣氣候異常事件有重要影響[14-20]。因而，準(zhǔn)雙周振蕩特征、機(jī)理和影響等一直是學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，而選取何種指標(biāo)表征準(zhǔn)雙周振蕩、不同指標(biāo)表征有何異同是研究的重要基礎(chǔ)，也是本文的主要出發(fā)點(diǎn)。

Fukutomi等[8]對(duì)初夏(6—7月)西北太平洋10～25 d對(duì)流和大氣環(huán)流異常的時(shí)空演變進(jìn)行研究后指出，南海是10～25 d對(duì)流活動(dòng)的中心。Ko等[21]分析東亞季風(fēng)區(qū)7—8月月內(nèi)振蕩與熱帶氣旋聯(lián)系時(shí)指出，這一區(qū)域存在明顯的準(zhǔn)雙周振蕩。Chen等[22]基于850 hPa渦度資料分析夏季西北太平洋的準(zhǔn)雙周振蕩特征后發(fā)現(xiàn)，除去天氣尺度(6～10 d)擾動(dòng)，10～20 d振蕩是夏季西北太平洋的重要低頻系統(tǒng)。Jia等[23]基于向外長(zhǎng)波輻射(outgoing longwave radiation, OLR)資料分析得出，準(zhǔn)雙周振蕩是東亞季風(fēng)區(qū)夏季對(duì)流的一個(gè)重要的次季節(jié)振蕩信號(hào)，且該信號(hào)在南海表現(xiàn)尤為明顯。陶麗等[18]通過研究熱帶大氣準(zhǔn)雙周振蕩對(duì)西北太平洋地區(qū)熱帶氣旋路徑影響發(fā)現(xiàn)，西北太平洋地區(qū)存在準(zhǔn)雙周振蕩現(xiàn)象。Kikuchi 等[12]和Wang等[24]研究表明：在北半球夏季亞洲季風(fēng)區(qū)，赤道西太平洋是準(zhǔn)雙周振蕩對(duì)流信號(hào)的主要源地。準(zhǔn)雙周振蕩與亞洲夏季風(fēng)的活躍和中斷也有密切聯(lián)系。12～24 d振蕩變化在東亞夏季風(fēng)和南海夏季風(fēng)相互作用中起重要作用[25]。Mao等[26]研究南海夏季風(fēng)的季節(jié)內(nèi)變化后指出，10～20 d振蕩對(duì)南海夏季風(fēng)活動(dòng)有一定調(diào)制作用。由此可見，包括南海和西北太平洋在內(nèi)的東亞季風(fēng)區(qū)是最重要的準(zhǔn)雙周振蕩特征區(qū)域之一，且該區(qū)域的準(zhǔn)雙周振蕩與我國(guó)的天氣氣候密切相關(guān)[27-32]。因此本文選取該區(qū)域進(jìn)行分析。

不同學(xué)者采用不同要素討論準(zhǔn)雙周振蕩現(xiàn)象。Numaguti[33]分析200 hPa和850 hPa緯向風(fēng)發(fā)現(xiàn)，在赤道太平洋上存在明顯的15～20 d振蕩信號(hào)，且主要表現(xiàn)為向西傳播特征。Fukutomi等[8]基于OLR和緯向風(fēng)分析發(fā)現(xiàn)，10～25 d振蕩在熱帶季風(fēng)區(qū)表現(xiàn)出西傳特征。陳隆勛等[34]指出，850 hPa 動(dòng)能和云頂黑體溫度(TBB)存在準(zhǔn)雙周振蕩現(xiàn)象，擾動(dòng)均起源于140°～160°E的西太平洋并向西傳播，經(jīng)南海到達(dá)孟加拉灣。Zhang等[35]對(duì)季風(fēng)爆發(fā)期850 hPa風(fēng)場(chǎng)和750 hPa垂直速度分析發(fā)現(xiàn)，12～25 d 的準(zhǔn)雙周振蕩與中南半島夏季風(fēng)爆發(fā)有關(guān)，且均表現(xiàn)出西傳特征。但同一地區(qū)不同要素所表征的準(zhǔn)雙周振蕩特征存在差異。李麗平等[36]對(duì)比OLR和風(fēng)場(chǎng)(200 hPa和850 hPa)季節(jié)內(nèi)振蕩強(qiáng)度與熱帶海表溫度異常間的年際異常關(guān)系發(fā)現(xiàn)，OLR季節(jié)內(nèi)振蕩強(qiáng)度與熱帶海表溫度異常存在顯著局地正相關(guān)關(guān)系，而風(fēng)場(chǎng)的季節(jié)內(nèi)振蕩強(qiáng)度與熱帶海表溫度異常聯(lián)系不緊密。Li等[37]對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩的垂直熱力結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后指出，位勢(shì)渦度在500 hPa存在一個(gè)異常中心，相對(duì)渦度和比濕的異常中心分別位于850 hPa和750 hPa。且850 hPa緯向風(fēng)和850 hPa經(jīng)向風(fēng)分別在赤道太平洋和南海地區(qū)也存在明顯的準(zhǔn)雙周振蕩的信號(hào)[33,35]?？梢姡藗儾捎枚喾N要素研究準(zhǔn)雙周振蕩，即準(zhǔn)雙周振蕩是一種普遍存在于各種要素和現(xiàn)象中的大氣內(nèi)部振蕩，但不同要素表征的準(zhǔn)雙周振蕩特征是否一致，正是本文重點(diǎn)討論的問題。

本文將對(duì)不同熱力和動(dòng)力要素所反映的東亞地區(qū)大氣準(zhǔn)雙周振蕩活動(dòng)特征進(jìn)行分析，對(duì)比表征性能，為合理選取指標(biāo)探討大氣準(zhǔn)雙周振蕩提供參考，并以此加深對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩特征的認(rèn)識(shí)和理解。

1 資料和方法

1.1 資 料

本文以1979—2018年5—10月為研究時(shí)段，使用美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)提供的逐日向外長(zhǎng)波輻射(OLR)資料，水平分辨率為2.5°×2.5°[38]。此外，還采用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)ERA-Interim再分析資料，水平分辨率為2.5°×2.5°，時(shí)間分辨率為6 h，所用要素包括位勢(shì)渦度、相對(duì)渦度、比濕、緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)等[39]。降水資料為日本氣象廳(JMA)提供的JRA55(Japanese 55-year Reanalysis)逐日再分析資料，水平分辨率為1.25°×1.25°[40]。

1.2 方 法

本文采用Lanczos帶通濾波方法[41]對(duì)全年逐日氣象要素進(jìn)行低頻帶通濾波以獲得次季節(jié)振蕩信號(hào)，提取5—10月次季節(jié)振蕩信號(hào)以去除濾波所產(chǎn)生的邊界效應(yīng)影響。利用EOF分析方法獲得東亞季風(fēng)區(qū)大氣準(zhǔn)雙周振蕩的前兩個(gè)模態(tài)，以此定義準(zhǔn)雙周振蕩的8個(gè)位相[23,42-43]。將要素進(jìn)行位相合成，以揭示準(zhǔn)雙周振蕩傳播特征。本文采用單樣本t檢驗(yàn)方法對(duì)合成場(chǎng)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)[44]，由于帶通濾波后的時(shí)間序列不滿足獨(dú)立性假設(shè)，不能通過計(jì)算一階自回歸得到有效樣本量，因此通過引進(jìn)方差膨脹系數(shù)V估計(jì)方差，詳細(xì)步驟可參考Wilks[44]的研究。

如前所述，有很多研究者采用不同要素表征準(zhǔn)雙周振蕩。本文選取的要素，包括OLR和500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa相對(duì)渦度、850 hPa緯向風(fēng)、850 hPa 經(jīng)向風(fēng)、750 hPa比濕等進(jìn)行對(duì)比分析，這些要素分布于不同層次，也兼顧動(dòng)力和熱力因子。另外，本文以10～20 d振蕩作為準(zhǔn)雙周振蕩，以30～60 d振蕩作為季節(jié)內(nèi)振蕩。

2 不同要素準(zhǔn)雙周振蕩分布特征對(duì)比

圖1顯示OLR所反映的亞洲季風(fēng)區(qū)10～20 d 振蕩和30～60 d振蕩的方差占比。由圖1可以看到，在東亞季風(fēng)區(qū)，10～20 d振蕩方差占比明顯高于30～60 d振蕩，表明準(zhǔn)雙周振蕩比季節(jié)內(nèi)振蕩更為顯著，這與前人的研究一致[6,8,12,21-23]。同時(shí)，還可以發(fā)現(xiàn)，無論是準(zhǔn)雙周振蕩還是季節(jié)內(nèi)振蕩，均顯示出南亞季風(fēng)區(qū)和東亞季風(fēng)區(qū)各具有1個(gè)獨(dú)立的低頻活動(dòng)中心，這與東亞季風(fēng)區(qū)、南亞季風(fēng)區(qū)相對(duì)獨(dú)立的認(rèn)識(shí)一致[45-46]。

圖1 1979—2018年5—10月OLR的方差分布(a)未濾波的OLR，(b)10～20 d濾波的OLR，(c)30～60 d濾波的OLR，(d)10～20 d濾波與30～60 d濾波的OLR方差之比

采用500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa相對(duì)渦度、850 hPa 緯向風(fēng)、850 hPa經(jīng)向風(fēng)和750 hPa比濕等不同要素對(duì)亞洲季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩分布特征(圖略)進(jìn)行分析，結(jié)果與OLR基本一致：以100°E為界，東亞季風(fēng)區(qū)和南亞季風(fēng)區(qū)相對(duì)獨(dú)立；東亞季風(fēng)區(qū)方差大值中心從南海向東北方向延伸。表明各要素均能表征東亞季風(fēng)區(qū)明顯的準(zhǔn)雙周振蕩的活動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)，750 hPa比濕表征的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩中心位置與其他幾個(gè)要素相比略偏北。

3 不同要素準(zhǔn)雙周振蕩位相循環(huán)和傳播特征

對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)10～20 d濾波的逐日OLR(1979—2018年5—10月)進(jìn)行EOF分解。第1模態(tài)(EOF1)的方差貢獻(xiàn)為7.5%(圖略)，對(duì)流旺盛和對(duì)流抑制中心分別位于赤道西太平洋和南海至菲律賓一帶，從而形成西北—東南向的偶極型。第2模態(tài)(EOF2)的方差貢獻(xiàn)為6.4%(圖略),其正負(fù)中心均較EOF1偏西、偏北，同時(shí)在日界線以西的赤道太平洋上空維持一弱對(duì)流抑制區(qū)，從而形成一條西北—東南的對(duì)流“抑制-活躍-抑制”波列。本文主要以5—10月為研究時(shí)段，與前人進(jìn)行EOF分析的時(shí)段相比較長(zhǎng)[18,22-23]，因此EOF1和EOF2的方差貢獻(xiàn)略小于前人研究結(jié)果。求取EOF1和EOF2的主成分(PC1,PC2)的超前和滯后相關(guān)，發(fā)現(xiàn)PC1超前于PC2大約4 d時(shí)相關(guān)系數(shù)達(dá)最大，這大約為1/4個(gè)準(zhǔn)雙周活動(dòng)周期(圖略)。

依照前人的方法[23,42-43,47]，本文利用EOF1和EOF2的主成分(PC1,PC2)定義東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩的振幅和位相。簡(jiǎn)而言之，將PC1和PC2根據(jù)PC1的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，將準(zhǔn)雙周振蕩用一個(gè)二維相空間矢量Z表示。

為了減少噪聲信號(hào)，在進(jìn)行位相合成時(shí)只采用振幅大于1的值。對(duì)于OLR場(chǎng)，850 hPa風(fēng)場(chǎng)和500 hPa位勢(shì)渦度進(jìn)行位相合成，位相1時(shí)，對(duì)流異常型與OLR準(zhǔn)雙周分量的EOF2相似，自南海經(jīng)熱帶西太平洋到日界線以西的赤道西太平洋維持西北—東南向的對(duì)流“活躍-抑制-活躍”區(qū)，分別對(duì)應(yīng)“+-+”的異常位勢(shì)渦度場(chǎng)和“氣旋-反氣旋-氣旋”的低層波列(圖2)。上述環(huán)流系統(tǒng)隨位相向西并向北移動(dòng)，至位相5時(shí)，旺盛的對(duì)流中心完全替代原位于熱帶西太平洋的對(duì)流衰減區(qū)，而一個(gè)新的活躍對(duì)流伴隨著熱帶西風(fēng)異常在熱帶太平洋上形成。位相1～8的環(huán)流演變揭示了一次準(zhǔn)雙周振蕩自東南向西北的活動(dòng)過程。

圖2 根據(jù)10～20 d濾波的OLR進(jìn)行EOF分析結(jié)果對(duì)10～20 d濾波的850 hPa風(fēng)場(chǎng)(矢量)、OLR距平場(chǎng)(填色)和500 hPa位勢(shì)渦度(綠色等值線，單位：10-2 PVU，1 PVU=10-6·K·m2·kg-1·s)在準(zhǔn)雙周振蕩不同位相合成圖(圖中所示的850 hPa風(fēng)場(chǎng)、OLR距平場(chǎng)和500 hPa位勢(shì)渦度均達(dá)到0.05顯著性水平)

對(duì)500 hPa位勢(shì)渦度的準(zhǔn)雙周振蕩分量進(jìn)行EOF分解，EOF1表現(xiàn)為南北反位相的經(jīng)向型偶極子，兩個(gè)緯向型位勢(shì)渦度中心分別位于副熱帶西太平洋和菲律賓以東洋面。EOF2為“+-+”的經(jīng)向型波列，位勢(shì)渦度中心自南向北分別位于熱帶西太平洋，南海及中國(guó)華南。EOF2的位勢(shì)渦度中心位置較EOF1偏西、偏北。很明顯，與OLR準(zhǔn)雙周分量的主要模態(tài)分布特征相比，500 hPa位勢(shì)渦度準(zhǔn)雙周振蕩中心位置更為偏東，且更傾向于經(jīng)向型分布(圖略)。

由500 hPa位勢(shì)渦度表征的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩位相循環(huán)如圖3所示，在位相1時(shí)，赤道西太平洋、南海及其以東洋面、中國(guó)華南自南向北維持一對(duì)流“抑制-活躍-抑制”分布，其上空分別對(duì)應(yīng)著“-+-”的異常500 hPa位勢(shì)渦度及“反氣旋-氣旋-反氣旋”的異常環(huán)流波列。伴隨位相循環(huán)，環(huán)流系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的北移和較弱的西移，這與OLR表現(xiàn)出的明顯的西北移動(dòng)特征有差異。

圖3 同圖2，但為10～20 d濾波的500 hPa位勢(shì)渦度EOF分析結(jié)果

850 hPa相對(duì)渦度EOF分解所得EOF1，EOF2空間分布與500 hPa位勢(shì)渦度相似，但經(jīng)向性稍弱，表現(xiàn)出一定的西北—東南向特征(圖略)。與OLR相比，850 hPa相對(duì)渦度活動(dòng)中心偏東，也更偏經(jīng)向型分布。與500 hPa位勢(shì)渦度相同，850 hPa相對(duì)渦度表征的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩也表現(xiàn)出更為明顯的北移特征而西移特征相對(duì)較弱(圖4)。總體而言，850 hPa相對(duì)渦度和500 hPa位勢(shì)渦度表征的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩無論在時(shí)空分布還是位相循環(huán)均表現(xiàn)出較高的相似性，這可能源于兩者均是表征渦旋結(jié)構(gòu)的要素。

圖4 同圖2，但為10～20 d濾波的850 hPa相對(duì)渦度EOF分析結(jié)果

與850 hPa相對(duì)渦度和500 hPa位勢(shì)渦度相似的還有850 hPa緯向風(fēng)。850 hPa緯向風(fēng)準(zhǔn)雙周分量EOF分析的前兩個(gè)模態(tài)與500 hPa位勢(shì)渦度基本一致(圖略)。圖5所描繪的位相循環(huán)特征也反映更明顯的準(zhǔn)雙周振蕩北移特征，而西移特征不明顯。

圖5 同圖2，但為10～20 d濾波的850 hPa緯向風(fēng)EOF分析結(jié)果

850 hPa經(jīng)向風(fēng)所描述的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩活動(dòng)特征則表現(xiàn)出明顯差異。850 hPa經(jīng)向風(fēng)準(zhǔn)雙周分量前兩個(gè)主模態(tài)呈明顯的緯向型分布特征(圖略)。EOF1表現(xiàn)為中國(guó)華南及副熱帶西太平洋上空的緯向偶極型分布，EOF2為中國(guó)華南、副熱帶西太平洋及其以西洋面的“-+-”波列，EOF2的振蕩中心位置較EOF1偏西。850 hPa經(jīng)向風(fēng)及其描述的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩的位相循環(huán)特征也不同，表現(xiàn)出明顯的西移特征，但北移特征不明顯(圖6)。相較前述其他要素，850 hPa經(jīng)向風(fēng)表征的準(zhǔn)雙周振蕩無論在空間分布還是位相循環(huán)，均表現(xiàn)出更強(qiáng)的緯向型特征。

圖6 同圖2，但為10～20 d濾波的850 hPa經(jīng)向風(fēng)EOF分析結(jié)果

750 hPa比濕場(chǎng)準(zhǔn)雙周振蕩的前兩個(gè)模態(tài)方差貢獻(xiàn)分別為6.1%和4.9%，比濕中心更為偏北，達(dá)到30°N附近(圖略)。準(zhǔn)雙周振蕩在各合成場(chǎng)上通過顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域相對(duì)較少，表明750 hPa比濕并不能很好地描述東亞季風(fēng)區(qū)的準(zhǔn)雙周振蕩。且從位相循環(huán)特征看，活躍的對(duì)流主要表現(xiàn)為從中國(guó)大陸向東南方向移動(dòng)，消失在赤道太平洋附近(圖7)。很明顯，無論是時(shí)空特征還是位相循環(huán)，750 hPa 比濕所描述的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩特征均與前述要素不同，不能較好地表征準(zhǔn)雙周振蕩特征。Sun等[48]指出對(duì)流層的溫度會(huì)影響同一層比濕變化，且濕度會(huì)涉及降水相態(tài)轉(zhuǎn)化等復(fù)雜的物理過程影響。復(fù)雜的熱動(dòng)力相互作用可能影響比濕場(chǎng)對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩的表征能力。

圖7 同圖2，但為10～20 d濾波的750 hPa比濕EOF分析結(jié)果

前述分析表明：不同要素表征的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩的傳播方向大體一致，但西傳和北傳程度有所不同，這反映了準(zhǔn)雙周振蕩傳播速度的差異。根據(jù)不同要素的位相-緯度剖面(100°～130°E平均)及位相-經(jīng)度剖面(0°～20°N平均)，將不同要素在緯向和經(jīng)向的傳播特征進(jìn)行定性對(duì)比。由圖8和圖9可知, OLR表征的準(zhǔn)雙周振蕩表現(xiàn)出明顯的北傳和西傳(圖8a和圖9a)。500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa 相對(duì)渦度和850 hPa緯向風(fēng)準(zhǔn)雙周分量以北傳為主，西傳較弱(圖8b，8c，8d和圖9b，9c，9d)。850 hPa經(jīng)向風(fēng)描述的準(zhǔn)雙周振蕩以西傳為主，北傳不明顯(圖8e和圖9e)。而750 hPa比濕所描述的準(zhǔn)雙周振蕩特征與前述要素不同，表現(xiàn)出明顯的東南向傳播特征(圖8f和圖9f)。就傳播速度而言，若波動(dòng)帶的傾斜軸越靠近垂直方向則表明傳播速度越快，反之，越靠近水平方向則表明傳播速度越慢?？梢钥吹?，OLR，850 hPa相對(duì)渦度和850 hPa經(jīng)向風(fēng)的西傳速度相近，傳播速度均高于500 hPa位勢(shì)渦度和850 hPa緯向風(fēng)。500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa 相對(duì)渦度和850 hPa緯向風(fēng)的北傳速度最快，OLR較之略慢，850 hPa經(jīng)向風(fēng)北傳速度最慢。傳播速度的快慢，影響準(zhǔn)雙周振蕩傳播在某個(gè)方向上明顯與否。

圖8 10～20 d濾波的OLR 根據(jù)OLR(a)、500 hPa位勢(shì)渦度(b)、850 hPa相對(duì)渦度(c)、850 hPa緯向風(fēng)(d)、850 hPa經(jīng)向風(fēng)(e)和750 hPa比濕(f)準(zhǔn)雙周振蕩主成分進(jìn)行合成的的經(jīng)度-位相剖面(單位：W·m-2，填色區(qū)表示達(dá)到0.05顯著性水平)

圖9 10～20 d濾波的OLR 根據(jù)OLR(a)、500 hPa位勢(shì)渦度(b)、850 hPa相對(duì)渦度(c)、850 hPa緯向風(fēng)(d)、850 hPa經(jīng)向風(fēng)(e)和750 hPa比濕(f)準(zhǔn)雙周振蕩主成分進(jìn)行合成的的緯度-位相剖面(單位：W·m-2，填色區(qū)表示達(dá)到0.05顯著性水平)

另外，本文還對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)降水準(zhǔn)雙周振蕩位相循環(huán)和傳播特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)無論是準(zhǔn)雙周振蕩時(shí)空分布、位相循環(huán)還是傳播特征，東亞季風(fēng)區(qū)降水準(zhǔn)雙周振蕩與OLR基本相同(圖略)。再一次印證在中低緯地區(qū)OLR可以近似表征降水特征，也很好地驗(yàn)證了OLR分析結(jié)果。

4 不同要素準(zhǔn)雙周振蕩的強(qiáng)度對(duì)比

在東亞季風(fēng)區(qū)，750 hPa比濕準(zhǔn)雙周振蕩的方差百分比較其他要素總體偏低，為10%～18%，其余要素為14%～24%。就區(qū)域平均而言，OLR，500 hPa 位勢(shì)渦度、850 hPa相對(duì)渦度、850 hPa緯向風(fēng)、850 hPa經(jīng)向風(fēng)和750 hPa比濕準(zhǔn)雙周振蕩的平均方差貢獻(xiàn)率分別為16.6%，17.5%，18.2%，18.7%，17.5%和16.1%?？梢姡?50 hPa緯向風(fēng)準(zhǔn)雙周振蕩的解釋方差最高，而由750 hPa比濕表征的準(zhǔn)雙周振蕩相對(duì)其他要素更弱。

依照文獻(xiàn)[49-50]方法，可利用EOF1和EOF2的主成分(PC1和PC2)計(jì)算東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩的強(qiáng)度，為了方便不同要素間比較，將不同要素表征的強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(圖10)。不同要素準(zhǔn)雙周振蕩強(qiáng)度有一定差異，但大體一致。由不同要素間準(zhǔn)雙周振蕩強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系可知，除750 hPa 比濕外，其余各要素間的相關(guān)系數(shù)均在0.49 及以上，達(dá)到0.01顯著性水平，表明這些要素準(zhǔn)雙周振蕩強(qiáng)度變化非常一致。而750 hPa比濕準(zhǔn)雙周振蕩強(qiáng)度與其余各要素的相關(guān)系數(shù)最小值僅為0.23，最大值為0.45，表明750 hPa比濕的準(zhǔn)雙周振蕩的強(qiáng)度演變特征與其他要素差異大。前述分析已表明：500 hPa位勢(shì)渦度和850 hPa相對(duì)渦度的準(zhǔn)雙周振蕩在時(shí)空分布、位相循環(huán)及傳播特征等方面非常相似，兩者強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.77。由此，500 hPa位勢(shì)渦度和850 hPa相對(duì)渦度準(zhǔn)雙周振蕩在各方面特征具有高度相似性。

圖10 1979—2018年5—10月東亞季風(fēng)區(qū)平均OLR和500 hPa位勢(shì)渦度、850hPa相對(duì)渦度、850 hPa緯向風(fēng)、850 hPa經(jīng)向風(fēng)、750 hPa比濕準(zhǔn)雙周振蕩的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化值演變

5 結(jié)論和討論

本文在對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩時(shí)空特征和位相循環(huán)揭示的基礎(chǔ)上，對(duì)OLR和500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa相對(duì)渦度、850 hPa風(fēng)場(chǎng)、750 hPa比濕場(chǎng)等要素描述的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩活動(dòng)特征進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：

1)無論是準(zhǔn)雙周振蕩還是季節(jié)內(nèi)振蕩，南亞季風(fēng)區(qū)和東亞季風(fēng)區(qū)存在各自獨(dú)立的活動(dòng)中心，準(zhǔn)雙周振蕩普遍強(qiáng)于季節(jié)內(nèi)振蕩，且準(zhǔn)雙周振蕩在南海最強(qiáng)，各要素均表現(xiàn)出這種分布特征。

2)OLR及500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa相對(duì)渦度、850 hPa緯向風(fēng)描述的準(zhǔn)雙周振蕩能很好地表現(xiàn)出東亞季風(fēng)區(qū)大氣準(zhǔn)雙周振蕩向西北方向傳播的特征，但500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa相對(duì)渦度、850 hPa 緯向風(fēng)北傳更明顯，北傳速度更快。相反，850 hPa經(jīng)向風(fēng)準(zhǔn)雙周分量能表現(xiàn)出更明顯的大氣準(zhǔn)雙周振蕩西移特征，但北移特征不明顯，北傳速度最慢。而750 hPa比濕的準(zhǔn)雙周振蕩向東南方向傳播。

3)不同要素準(zhǔn)雙周振蕩在東亞季風(fēng)區(qū)的解釋方差約為18%，但750 hPa比濕準(zhǔn)雙周振蕩強(qiáng)度整體偏小。不同要素準(zhǔn)雙周振蕩強(qiáng)度大體一致，但750 hPa 比濕與其他要素差異大。

4)受到降水相態(tài)轉(zhuǎn)化、熱量釋放等復(fù)雜的物理過程影響，750 hPa比濕不能較好地表征東亞季風(fēng)區(qū)大氣準(zhǔn)雙周振蕩特征。而OLR和500 hPa位勢(shì)渦度、850 hPa相對(duì)渦度、850 hPa風(fēng)場(chǎng)等要素能很好地表征東亞季風(fēng)區(qū)大氣準(zhǔn)雙周振蕩，其中500 hPa 位勢(shì)渦度和850 hPa相對(duì)渦度準(zhǔn)雙周振蕩的特征在各方面都具有很高的一致性。

需要指出的是，導(dǎo)致不同要素表征的東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩具有不同特征的原因仍需深入探討。作為與東亞季風(fēng)區(qū)相互獨(dú)立的活動(dòng)中心，不同要素所表征的南亞季風(fēng)區(qū)低頻振蕩特征有何異同、南亞季風(fēng)區(qū)和東亞季風(fēng)區(qū)低頻振蕩有何異同等問題也需要討論。準(zhǔn)雙周振蕩與亞洲夏季風(fēng)的活躍、中斷聯(lián)系密切，且對(duì)夏季風(fēng)建立尤為重要[25-26,51]，不同要素表征東亞季風(fēng)區(qū)準(zhǔn)雙周振蕩對(duì)東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的調(diào)制作用有待進(jìn)一步研究。