周彬彬 王有香 陳紅 林朝暉 張賀 吳成來 蔣燕 陳凱 張聰通

1 云南電力調(diào)度控制中心，昆明 650011

2 中國科學院大氣物理研究所國際氣候與環(huán)境科學中心，北京 100029

1 引言

云南地處低緯高原，地形復(fù)雜，西北邊為青藏高原，南鄰孟加拉灣和南海兩個熱帶海洋，受東亞季風和印度季風的共同影響，降水的年際變率較大，旱澇災(zāi)害頻發(fā)。如2010 年遭遇了百年一遇的大旱，造成2045 萬人受災(zāi)，直接經(jīng)濟損失近200 億元。2014 年7 月云南遭遇多輪強降雨，局部地區(qū)發(fā)生重大泥石流、山體滑坡災(zāi)害，因災(zāi)死亡106 人，失蹤72 人，受傷311 人。云南的降水主要集中在夏季，因此對云南地區(qū)夏季降水異常的準確預(yù)測對科學防災(zāi)減災(zāi)意義重大。

已有研究表明，影響云南夏季降水的因素是多方面的。相關(guān)學者從季風活動、海氣相互作用、大氣環(huán)流變化等方面進行分析研究并取得成果。有研究表明，南亞夏季風對云南降水的影響要大于東亞夏季風（Li et al., 2015）。劉瑜等（2007）認為西太平洋副熱帶高壓面積和強度的增強、脊點偏西、位置偏南，會影響來自北方的冷空氣南下，是造成云南夏季干旱的重要環(huán)流系統(tǒng)之一。夏季云南南部降水與南亞高壓面積呈顯著負相關(guān)（郭志榮等,2014）。肖子牛等（2016）的研究表明，印度洋熱帶赤道地區(qū)低層?xùn)|風加強和高空西風加強，亞洲地區(qū)中高緯度溫度的升高是2002 年云南夏季降水顯著減少的重要原因。不少學者分析了云南夏季降水與海溫的關(guān)系。研究認為El Ni?o 年云南地區(qū)初夏降水容易偏少（張小玲等, 1999; 琚建華和陳琳玲,2003）。云南夏季降水異常分布對ENSO 發(fā)展和衰減階段的響應(yīng)存在明顯差異，La Ni?a 事件的發(fā)展階段可作為影響云南夏季降水的一個強信號因子（劉麗等, 2011）。云南西南部的夏季降水與前期孟加拉灣海溫有顯著的正相關(guān)，滇東南的夏季降水只與前期南海的海溫有顯著的正相關(guān)（張云瑾和張?zhí)焓? 2008）。

上述云南夏季降水影響因素的分析，主要關(guān)注的是外強迫海溫和環(huán)流異常的影響。作為全球重要的積雪區(qū)，青藏高原積雪通過改變地表反照率等過程，直接影響高原地氣間的能量和水分交換，進而對全球尤其是亞洲季風系統(tǒng)的變化起著十分重要的作用（Lin et al., 1996; Yao et al., 2012; 除多等,2018; Xue et al., 2021）。以往研究集中探討了高原積雪和東亞夏季降水的關(guān)系，大量診斷和數(shù)值模擬結(jié)果表明高原積雪主要通過季風影響我國降水時空分布，青藏高原積雪和東亞夏季風呈顯著負相關(guān)，和夏季長江流域降水呈正相關(guān)，和華南、華北降水呈負相關(guān)（Chen and Wu, 2000; 陳興芳和宋文玲,2000;吳統(tǒng)文和錢正安, 2000; 張順利和陶詩言,2001; Wu and Qian, 2003; Zhao et al., 2007; 王順久,2017; 李燕等, 2018; 段安民等, 2018）。趙紅旭（1999）利用高原臺站1 月雪深資料分析了高原雪深與云南夏季降水的關(guān)系，指出青藏高原積雪多的年份，昆明夏季降水偏多，云南大部7 月降水偏多。但針對高原積雪對云南夏季降水的影響研究總體說來相對較少，且由于資料所限，以往的研究工作大多采用集中于高原東部的有限的站點觀測資料來探討高原積雪異常和大尺度旱澇的相關(guān)關(guān)系，高原西部積雪的作用考慮的較少。

空間分布均勻的高分辨率遙感雪深資料可以提供更高精度的青藏高原積雪信息（Che et al., 2008;李小蘭等, 2012），這些高分辨率觀測資料的出現(xiàn)，為進一步揭示高原積雪對氣候的影響提供了可能?；诖?，本文采用1980～2019 年中國長時間序列雪深資料、CN05 降水資料及ERA5 環(huán)流資料，利用奇異值分解（Singular Vector Decomposition, SVD）尋找不同季節(jié)青藏高原積雪與云南夏季降水之間的聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上，通過回歸分析等方法研究高原關(guān)鍵區(qū)積雪異常對云南夏季降水的可能影響過程。

2 資料和方法

2.1 資料來源

本文所用積雪數(shù)據(jù)來源于國家青藏高原科學數(shù)據(jù)中心（https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/[2020-07-14]）的中國雪深長時間序列數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集提供1979 年1 月1 日至2019 年12 月31 日逐日的中國范圍的積雪厚度分布數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)集通過使用Che et al.（2008）的修正算法，對美國國家冰雪數(shù)據(jù)中心（NSIDC）處理的SMMR（1979～1987 年）、SSM/I（1987～2007 年）和SSMI/S（2008～2019年）逐日被動微波亮溫數(shù)據(jù)（EASE-Grid）進行反演得到。雪深資料水平分辨率為25 km。此套資料與臺站觀測資料在積雪穩(wěn)定區(qū)分布較為一致，具有較好的代表性（李小蘭等, 2012），同時該數(shù)據(jù)集資料具有空間分辨率高、分布均勻和資料完整等優(yōu)點。

使用的觀測降水資料為CN05.1 格點資料（吳佳和高學杰, 2013）。CN05.1 為CN05（Xu et al.,2009）數(shù)據(jù)的更新版本，本文所用資料水平分辨率為0.25o（緯度）×0.25°（經(jīng)度），時長為1980～2019 年。CN05 資料是基于2400 余個中國地面氣象臺站的觀測資料，采用“距平逼近”方法插值建立的高分辨率格點化數(shù)據(jù)集。

本文分析中的環(huán)流場資料來自歐洲中期天氣預(yù)報中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，簡稱ECMWF）ERA5 第五代大氣再分析數(shù)據(jù)集（Hersbach et al., 2020），該資料是通過數(shù)據(jù)同化將數(shù)值天氣預(yù)報模型估計值與來自衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)和地面觀測數(shù)據(jù)相結(jié)合而得出的，數(shù)據(jù)自1940 年始。本文所用ERA5 數(shù)據(jù)時長為1980～2019 年，水平分辨率為0.5°（緯度）×0.5°（經(jīng)度），使用到的物理場包括高度場、風場、溫度場和水汽輸送場等。

2.2 研究方法

本研究使用SVD 來尋求云南夏季降水與青藏高原不同季節(jié)積雪之間的聯(lián)系。SVD 是以兩個要素場的最大協(xié)方差為基礎(chǔ)展開，最大限度地從左右場分離出相互獨立的耦合分布型，從而揭示出兩個場所存在的時域相關(guān)性的空間聯(lián)系。它能夠以最少的模態(tài)來描述兩個要素間關(guān)系的主要特征。不少工作都表明，SVD 方法計算簡便，所得耦合信號物理解釋清晰，在氣象要素診斷分析中具有普適性，特別適合于大尺度氣象要素場的遙相關(guān)研究（丁裕國和江志紅, 1996）。本文以每年冬春季3 個連續(xù)月（如1～3 月）的形式，進行季節(jié)尺度高原積雪與云南夏季降水的SVD 分解。

此外，本文也使用了相關(guān)分析、回歸分析等常規(guī)的統(tǒng)計分析方法?？紤]到高原積雪氣候趨勢的復(fù)雜性（You et al., 2020），且由于研究主要針對年際尺度時間上的聯(lián)系，因此將所有數(shù)據(jù)的線性趨勢去除，來分析積雪和降水的關(guān)系及可能影響機制。

3 結(jié)果分析

3.1 冬春季雪深與云南夏季降水的關(guān)系

SVD 可以給出云南夏季降水和青藏高原冬春季雪深的協(xié)同變化特征，從而揭示高原雪深變化對云南降水的影響。圖1 給出的是高原冬季（DJF）雪深與云南夏季降水SVD 分解第一模態(tài)的結(jié)果，第一模態(tài)的方差貢獻率為42%。夏季降水SVD 分解圖上顯示，云南地區(qū)基本為正相關(guān)區(qū)，相關(guān)系數(shù)大于0.5 的區(qū)域位于云南北部的金沙江流域及西南部分區(qū)域。除西北部區(qū)域外，其他區(qū)域相關(guān)基本都能通過95%的顯著性檢驗。冬季雪深的相關(guān)分布顯示，除南北兩側(cè)邊緣區(qū)外，高原96°E 以西大部為顯著的正相關(guān)區(qū)。從SVD 分解的時間系數(shù)看，降水和雪深年際變化比較一致，兩者相關(guān)為0.71?？傮w來說，SVD 分解結(jié)果表明，冬季高原中西部雪深偏多，有利于云南夏季降水的偏多。

圖1 （a）高原冬季（DJF）雪深與（b）云南夏季降水奇異值分解（Singular Vector Decomposition, SVD）第一模態(tài)異質(zhì)相關(guān)分布（帶點區(qū)域為通過95%信度檢驗的區(qū)域）和（c）時間系數(shù)（藍線為SVD 第一主模態(tài)對應(yīng)的夏季降水的時間系數(shù)，紅線則為冬季雪深的時間系數(shù)）Fig. 1 Heterogeneous correlation of the first Singular Value Decomposition (SVD) mode between the (a) winter (DJF) Tibetan Plateau snow depth and (b) summer precipitation in Yunnan (regions above 95% confidence level are dotted) and (c) the corresponding time series (red line and blue line for snow depth and rainfall, respectively)

1、2、3 月平均（JFM）和2、3、4 月平均（FMA）高原積雪與云南夏季降水的SVD 第一模態(tài)與DJF結(jié)果（圖1）十分相似。由圖2 可見，當青藏高原積雪表現(xiàn)為高原中西部多雪的模態(tài)時，降水云南降水模態(tài)顯示為降水整體偏多，除西北部小部分區(qū)域外，降水為顯著的正異常。JFM 和FMA 高原積雪與云南夏季降水SVD 第一模態(tài)的時間序列（圖略）相關(guān)系數(shù)分別為0.72 和0.67。3、4、5 月平均（MAM）高原雪深與云南夏季降水的SVD 第一模態(tài)與DJF 結(jié)果不一致（圖略）。

圖2 高原（a、b）1、2、3 月平均（JFM）和（c、d）2、3、4 月平均（FMA）雪深（左列）與云南夏季降水（右列）SVD 分解第一模態(tài)異質(zhì)相關(guān)分布（帶點區(qū)域為通過95%信度檢驗的區(qū)域）Fig. 2 Heterogeneous correlation of the first SVD mode between (a, b) average of Jan-Mar (JFM) and (c, d) average of Feb-Apr (FMA) snow depth in the Tibetan Plateau (left panel) and summer precipitation in Yunnan (right panel). Regions above 95% confidence level are dotted

SVD 分析給出的第一模態(tài)相關(guān)系數(shù)分布只是表征了響應(yīng)信號最強的一種遙相關(guān)型，并不能完全代表降水對積雪變化的響應(yīng)情況。為此，本文還對高原關(guān)鍵區(qū)的積雪與云南區(qū)域降水間的關(guān)系作了相關(guān)分析。將圖1 中SVD 分解積雪相關(guān)顯著的高原中西部區(qū)域（29oN～36oN，78oE～96oE）選為高原積雪關(guān)鍵區(qū)。對高原積雪關(guān)鍵區(qū)的積雪進行區(qū)域平均，作為高原雪深指數(shù)（Index of Snow Depth, ISD，記為ISD），并用于計算不同時段的ISD 與云南夏季降水的相關(guān)。

圖3 給出了青藏高原DJF、FMA 雪深指數(shù)與云南夏季降水相關(guān)的空間分布。從冬季DJF 雪深指數(shù)與夏季降水的相關(guān)來看，除西北部邊緣區(qū)域外，其余區(qū)域兩者均為正相關(guān)，顯著正相關(guān)區(qū)域位于云南北部的金沙江流域及西南部分區(qū)域，這與SVD第一模態(tài)夏季降水相關(guān)大值區(qū)比較一致。從FMA雪深指數(shù)與夏季降水的相關(guān)來看，相關(guān)空間分布與圖3a 的比較接近，云南西北存在負相關(guān)區(qū)，其他區(qū)域基本為正相關(guān)，顯著正相關(guān)也位于云南北部的金沙江流域及西南部分區(qū)域，只是西南的顯著正相關(guān)區(qū)相比于圖3a 更偏向西南?？傮w來說，冬春季高原中西部雪深偏多，有利于云南夏季降水的增多，特別是云南北部的金沙江流域及西南區(qū)域，增多比較顯著。

圖3 （a）DJF、（b）FMA 雪深指數(shù)與云南夏季降水的相關(guān)（帶點區(qū)域為通過90%信度檢驗的區(qū)域）Fig. 3 Temporal correlation coefficients (TCCs) between summer precipitation in Yunnan and snow depth index in (a) DJF and (b) FMA (black dots are statistically significant above 90% confidence level)

氣候異常成因復(fù)雜，諸多影響因子對氣候的作用是非線性的，高原積雪與中國降水之間的聯(lián)系可能還存在其他因子的協(xié)同作用。ENSO 是影響中國降水的重要因子，為了解積雪與云南降水的關(guān)系是否受ENSO 的影響，本文計算了濾去ENSO 信號后的雪深指數(shù)與云南夏季降水的相關(guān)。ENSO 一般冬季發(fā)展最為強盛，本文將冬季Ni?o3 區(qū)海溫距平（Inino3）作為前期ENSO 信號，通過一元線性回歸去除ENSO 信號，可得到去除ENSO 信號線性影響后的高原雪深指數(shù)（ISD_R）：

其中a為ISD向Inino3的回歸系數(shù)。我們計算了冬季雪深指數(shù)與冬季Ni?o3 指數(shù)相關(guān)，原始雪深指數(shù)與海溫指數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.23，扣除ENSO 信號的雪深指數(shù)與Ni?o3 指數(shù)相關(guān)為3.4×10-8。

圖4 為濾去ENSO 信號后的雪深指數(shù)與云南夏季降水的相關(guān)。從圖4 上可見，去除ENSO 作用后，高原中西部雪深與云南夏季降水的相關(guān)關(guān)系沒有減弱，與圖3 相關(guān)分布比較一致，DJF 積雪與降水的相關(guān)在除云南西北部小部分區(qū)域外，整個區(qū)域為正相關(guān)，顯著相關(guān)區(qū)主要位于北部金沙江流域和云南西南部。FMA 高原中西部雪深與云南夏季降水的相關(guān)關(guān)系在去除ENSO 的影響后也沒有明顯變化，顯著正相關(guān)也位于云南北部的金沙江流域及西南區(qū)域，西南部的顯著正相關(guān)范圍甚至還略有增大。此外，我們也計算了雪深指數(shù)與云南夏季降水及ENSO 指數(shù)的偏相關(guān)系數(shù)（圖略）。通過偏相關(guān)計算，也可以得到去除ENSO 信號線性影響后的高原雪深與云南降水的關(guān)系。從計算結(jié)果來看，偏相關(guān)系數(shù)分布與圖4 是基本一致的。因此，從上述分析看，冬春季高原中西部關(guān)鍵區(qū)域雪深與云南夏季降水的關(guān)系基本不受ENSO 的影響，是獨立于前期ENSO 信號的。

3.2 高原關(guān)鍵區(qū)雪深對云南夏季降水影響的可能機制

通過上節(jié)分析可以知道，對應(yīng)于前期高原中西部積雪偏多，云南夏季降水偏多。為探討高原積雪影響云南夏季降水的過和途徑，首先利用回歸方法估算了大氣環(huán)流場對高原積雪異常的響應(yīng)情況。本節(jié)所使用的積雪指數(shù)為濾去ENSO 信號的雪深指數(shù)。因為FMA 積雪包含了冬季和春季的積雪信息，所以本節(jié)給出使用FMA 雪深指數(shù)進行回歸分析的結(jié)果，DJF、JFM 雪深指數(shù)的回歸結(jié)果與之非常接近。

圖5 給出了FMA 雪深指數(shù)回歸的700 hPa 風場和500 hPa 高度場。從圖5 可以發(fā)現(xiàn)，當高原中西部積雪偏多時，北印度洋區(qū)域為東風異常，南亞夏季風偏弱，南亞季風低壓偏弱，對應(yīng)孟加拉灣西北部為反氣旋環(huán)流，青藏高原南側(cè)為異常偏西氣流，偏西氣流一直到達云南區(qū)域，加強了西邊界的水汽輸送。此外，高原中西部積雪偏多時，南海上為異常反氣旋環(huán)流控制，有利于云南地區(qū)西南風的增強及其水汽的輸送。劉華強等（2005）利用氣候模式考察高原西部積雪的氣候效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)西部積雪增多對應(yīng)孟加拉灣北部至我國東南部為明顯的反氣旋環(huán)流差值帶，與本文結(jié)果比較接近。

圖5 FMA 雪深指數(shù)回歸的夏季700 hPa 風場（箭頭）和500 hPa高度場（陰影）（綠色帶點區(qū)域為高度場的回歸場通過90%信度檢驗的區(qū)域）Fig. 5 Regression pattern of 700-hPa wind (vectors) and 500-hPa geopotential height (shadings) in summer with respect to FMA snow depth index (green dots denote where the regression coefficients above the 90% confidence level)

高原南側(cè)偏西氣流，與南海反氣旋西北側(cè)的西南風在云南上空形成低空切變，有利于云南區(qū)域氣流的輻合和抬升。已有研究也表明，中低空切變是云南夏季降水的主要動力機制（王秀英和王俊杰,2021）。從雪深指數(shù)回歸的500 hPa 垂直速度場（圖略）可以發(fā)現(xiàn)，500 hPa 等壓面上云南上空為負相關(guān)，說明前期高原中西部積雪偏多時，云南區(qū)域為上升氣流控制，有利云南夏季降水增多。此外，從圖5 還可以發(fā)現(xiàn)，對應(yīng)于高原中西部積雪偏多，東北亞為異常氣旋性環(huán)流，西側(cè)冷空氣南下到云南地區(qū)，與暖濕氣流匯合，有利云南夏季降水的增多。

區(qū)域降水的變化與區(qū)域水汽輻合關(guān)系密切，即水汽輻合越強，降水越多。將水汽輸送通量及散度回歸到FMA 雪深指數(shù)上（圖6），發(fā)現(xiàn)東亞季風環(huán)流在菲律賓群島周邊向西水汽輸送增強。該異常環(huán)流在我國南海和北孟加拉灣分別形成了兩個反氣旋異常。孟加拉灣反氣旋引起的高原南側(cè)西風異常攜帶水汽從云南的西邊界向云南輸送，南海反氣旋在西南翼帶動更多的氣流從中南半島進入云南地區(qū)，云南區(qū)域為負的水汽通量散度，水汽通量在云南地區(qū)輻合，有利于云南區(qū)域降水的形成。

圖6 FMA 雪深指數(shù)回歸的夏季整層水汽輸送通量（箭頭）和水汽輸送通量散度（陰影）（綠色帶點區(qū)為水汽輸送通量散度的回歸場通過90%信度檢驗的區(qū)域）Fig. 6 Regression pattern of vertically integrated water vapor flux (vectors) and divergence (shadings) in summer with respect to FMA snow depth index (green dots denote where the regression coefficients of water vapor flux divergence exceed the 90% confidence level)

上述分析表明，高原中西部積雪偏多所對應(yīng)的夏季大氣環(huán)流是有利于云南夏季降水的。那么高原積雪是通過怎樣的物理過程影響大氣環(huán)流的？我們給出了FMA 雪深指數(shù)回歸的春季氣溫（圖7）。由于冬春季高原中西部積雪的偏多，高原對大氣的加熱作用減弱，高原及周邊地區(qū)呈現(xiàn)冷偏差。由圖7 可見，春季高原大部及高原西南側(cè)南亞北部的近地面為冷偏差，500 hPa 上高原大部也為冷偏差。溫度異常的這種分布，不利于青藏高原以南地區(qū)春末初夏對流層溫度梯度的轉(zhuǎn)向，進而導(dǎo)致亞洲夏季風爆發(fā)偏晚（張順利和陶詩言, 2001），南亞夏季風偏弱。由雪深指數(shù)回歸的風場圖（圖5）也可見，北印度洋為東風異常，說明高原中西部積雪偏多，南亞夏季風偏弱。

圖7 FMA 雪深指數(shù)回歸春季（a）近地面和（b）500 hPa 氣溫（帶點區(qū)為通過90%顯著性檢驗的區(qū)域）Fig. 7 Regression pattern of spring (a) near surface temperature and (b) 500-hPa air temperature with respect to FMA snow depth index (black dots denote where the regression coefficients exceed the 90% confidence level)

從FMA 雪深指數(shù)回歸的夏季氣溫場看（圖8），夏季高原西部及高原以西區(qū)域近地面氣溫為負的回歸值，500 hPa 氣溫也是如此，這說明冬春季高原中西部積雪偏多，對應(yīng)夏季高原西部及高原以西區(qū)域氣溫的偏低。由于夏季高原中東部的積雪已經(jīng)融化，因此也只有冬春季高原西部的積雪異常能持續(xù)到夏季。圖9 給出了FAM 雪深指數(shù)與5～8 月高原雪深的時間相關(guān)。由圖可見，冬春季高原中西部積雪偏多，對應(yīng)5～6 月高原西部雪深的偏多，7～8 月積雪偏多區(qū)則在高原西部的邊緣地區(qū)，夏季高原西部區(qū)域的積雪偏多有利于高原西部及附近區(qū)域氣溫偏低。

圖8 FMA 雪深指數(shù)回歸夏季（a）近地面氣溫和（b）500 hPa 氣溫（帶點區(qū)為通過90%顯著性檢驗的區(qū)域）Fig. 8 Regression pattern of summer (a) near surface temperature and (b) 500-hPa air temperature with respect to FMA snow depth index (black dots denote where the regression coefficients exceed the 90% confidence level)

圖9 FMA 雪深指數(shù)與（a）5 月、（b）6 月、（c）7 月和（d）8 月高原雪深的時間相關(guān)Fig. 9 TCC between FMA snow depth index and snow depth in (a) May, (b) Jun, (c) Jul, and (d) Aug (TCCs with black dots are statistically significant above 90% confidence level)

已有研究表明，高原積雪異常所引發(fā)的表面熱力狀況改變，能激發(fā)高、低空的Rossby 波列（霍飛等, 2014），從而影響東亞環(huán)流。圖10 給出了FMA 雪深指數(shù)回歸的夏季200 hPa 和850 hPa 環(huán)流場。為了突出高原積雪與Rossby 波之間的聯(lián)系，去除緯向平均流對二者聯(lián)系的影響，在回歸前每個格點的各大氣變量均去除其緯向平均值（霍飛等,2014）。從圖10 上可以發(fā)現(xiàn)，對流層高層自高原西部經(jīng)蒙古到達東北亞呈現(xiàn)明顯的“負—正—負”位勢高度異常傳播，東北亞為氣旋性環(huán)流異常，氣旋性環(huán)流西側(cè)的偏北氣流有利于中高緯冷空氣南下。低層850 hPa 在高原南側(cè)為“正—負—正”的波列，波列起源于高原西南側(cè)，經(jīng)孟加拉灣至中國南海，導(dǎo)致南海的反氣旋性異常環(huán)流。

圖10 FMA 雪深指數(shù)回歸的夏季（a）200 hPa 及（b）850 hPa 風場（箭頭）和高度場（陰影）（綠色帶點區(qū)為高度場回歸場通過90%信度檢驗的區(qū)域）Fig. 10 Regression pattern of summer wind (vectors) and geopotential height (shadings) at (a) 200 hPa and (b) 850 hPa with respect to FMA snow depth index (green dots denote where the regression coefficients for geopotential height exceed the 90% confidence level)

總體來說，冬春季高原中西部積雪偏多時，春季高原中西部及附近區(qū)域近地面氣溫降低，南亞夏季風偏弱，南亞季風低壓減弱，高原南側(cè)為西風異常；此外，當前期高原中西部積雪偏多時，夏季高原西部溫度偏低，激發(fā)高低空波列。高層波列沿中高緯西風急流傳播，東北亞為氣旋性環(huán)流異常，氣旋性環(huán)流西側(cè)的偏北氣流有利于中高緯冷空氣南下到云南地區(qū)，與低緯來的暖濕氣流匯合，可導(dǎo)致云南地區(qū)夏季降水偏多。低層波列自高原西南側(cè)往南海傳播，低層南海為反氣旋環(huán)流，高原南側(cè)西風和南海反氣旋西北側(cè)的西南風在云南上空形成低空切變，有利于云南夏季降水。

4 結(jié)論與討論

基于1980～2019 年總共40 年的中國區(qū)域長時間序列雪深資料、CN05 格點降水資料及ERA5 大氣再分析資料，研究前期青藏高原雪深與云南區(qū)域夏季降水的關(guān)系。從SVD 分解結(jié)果來看，冬春季高原中西部雪深偏多，有利于云南夏季全域降水的偏多。計算前期高原關(guān)鍵區(qū)（中西部）區(qū)域平均雪深與云南夏季降水的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，冬春季高原中西部雪深偏多對應(yīng)云南大部夏季降水的偏多，特別是云南北部金沙江流域和西南部區(qū)域偏多顯著。進一步的分析表明，去除前期ENSO 影響后，高原雪深與云南夏季降水的這種相關(guān)關(guān)系變化很小，說明前期高原雪深與云南夏季降水的關(guān)系基本不受ENSO的影響。

利用線性回歸方法初步揭示了冬春季高原關(guān)鍵區(qū)雪深對云南夏季降水的可能影響機制。結(jié)果表明，前期高原中西部積雪偏多時，對應(yīng)春季高原中西部及附近區(qū)域近地面氣溫降低，南亞夏季風爆發(fā)偏晚，南亞夏季風偏弱，對應(yīng)南亞季風低壓減弱，高原南側(cè)為西風異常；此外，當前期高原中西部積雪偏多時，夏季高原西部溫度偏低，激發(fā)高低空波列。高層200 hPa 波列沿中高緯西風急流傳播，自高原西部經(jīng)蒙古到達東北亞呈現(xiàn)明顯的“負—正—負”位勢高度異常傳播，東北亞為氣旋性環(huán)流異常，氣旋性環(huán)流西側(cè)的偏北氣流有利于中高緯冷空氣南下。對流層低層850 hPa 波列自高原西南側(cè)往南海傳播，導(dǎo)致低層南海為反氣旋環(huán)流；高原南側(cè)西風和南海反氣旋西北側(cè)的西南風在云南上空形成低空切變，有利于上升運動，云南水汽輻合增強，夏季降水增多，同時冷空氣南下到云南地區(qū)，與低緯度暖濕氣流匯合，也導(dǎo)致云南地區(qū)降水偏多。

以往研究工作大多采用集中于高原東部的站點觀測資料來探討高原積雪異常和大尺度旱澇的相關(guān)關(guān)系，本文則利用包含整個高原區(qū)域的遙感積雪資料來進行相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)高原冬春季中西部雪深對云南夏季降水有重要影響，突出了高原西部積雪的作用。就本文研究結(jié)果來看，冬春季高原積雪與云南夏季降水間的相關(guān)性存在區(qū)域差異，有些區(qū)域相關(guān)不是很高，如云南西北區(qū)域，這說明云南降水并不僅僅與高原積雪有關(guān)，可能還受到其他多種因素的影響。此外，本文基于對觀測資料的診斷分析，揭示了前期高原積雪和云南夏季降水的關(guān)系及其可能影響機制，具體物理機制需要我們在下一步工作中從數(shù)值模擬的角度出發(fā)，利用數(shù)值模式對此問題進行深入研究。