華南前汛期降水異常與太平洋海表溫度異常的關(guān)系

強(qiáng)學(xué)民，楊修群

1 南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，南京 210093

2 解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院，南京 211101

1 引 言

海溫是影響大氣環(huán)流和氣候變化的重要外強(qiáng)迫.早在1960年代，Bjerkness［1］就提出赤道東太平洋海溫異?？梢悦黠@地影響中高緯度地區(qū)甚至全球的大氣環(huán)流和天氣氣候.許多研究一致認(rèn)為，我國(guó)汛期降水尤其是長(zhǎng)江中下游梅雨［2－3］及華北雨季［4－5］都與海溫異常、特別是與西太平洋暖池海溫異常及其相聯(lián)系的ENSO現(xiàn)象有相當(dāng)密切的關(guān)系，包括熱帶太平洋在內(nèi)的熱帶海溫異常對(duì)東亞夏季氣候的影響，也已經(jīng)為大量的數(shù)值試驗(yàn)所證實(shí)［6－7］，熱帶太平洋海溫和西北太平洋局地海溫異常對(duì)亞澳季風(fēng)年際變率模態(tài)的重要驅(qū)動(dòng)作用，亦在AMIP型的氣候模式模擬試驗(yàn)中得到證實(shí)［8］.關(guān)于華南地區(qū)降水與太平洋海溫的聯(lián)系近年來也受到了人們的關(guān)注.每年的4－9月是華南的降水集中期，其中4—6月是其經(jīng)歷的第一個(gè)多雨的時(shí)期，人們往往稱其為前汛期.然而，作為華南地區(qū)主汛期的前汛期降水同海溫和ENSO的聯(lián)系似乎不如上述地區(qū)那樣明顯和一致.如吳志偉等［9］提出前期西太平洋暖池海溫同前汛期降水存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，但與孟加拉灣及其以南地區(qū)的負(fù)相關(guān)更顯著；梁建茵等［10］也認(rèn)為西太平洋暖池海溫同廣東前汛期降水存在顯著負(fù)相關(guān)；吳勝池等［11］則指出熱帶東太平洋海溫與廣東夏季（5—8月）降水存在顯著的反相關(guān)關(guān)系.徐蕾如等［12］提出，在ENSO的當(dāng)年和次年，華南沿海地區(qū)3—6月的降水僅僅表現(xiàn)為稍偏多，前汛期降水與ENSO的關(guān)系不如中國(guó)中部地區(qū)顯著.鄧立平等［13］、馬慧等［14］則認(rèn)為，穩(wěn)定影響華南前汛期降水的敏感區(qū)位于我國(guó)近海海域，陳藝敏和錢永甫［15］還利用數(shù)值模式對(duì)該海域海溫異常影響前汛期降水的情況進(jìn)行了研究.

分析發(fā)現(xiàn)，上述差異可能與所使用的資料、選取的站點(diǎn)、研究的區(qū)域和降水時(shí)段以及研究對(duì)象等因素有關(guān).考慮到其年際變化，在華南前汛期降水的研究中，有必要事先確定每年的開始和結(jié)束日期.最近，強(qiáng)學(xué)民和楊修群［16］通過對(duì)汛期雨量標(biāo)準(zhǔn)、研究時(shí)段、區(qū)域及站點(diǎn)選擇等問題的分析，對(duì)前汛期的起、止日期進(jìn)行了合理劃分，得到了逐年的華南前汛期降水時(shí)間序列.

關(guān)于太平洋海溫異常與我國(guó)氣候的聯(lián)系，前人研究中已經(jīng)得到了很多有意義的結(jié)論，但與華南前汛期降水的研究中不僅存在著上述問題和差異，而且也多偏重于夏季風(fēng)盛行季節(jié).發(fā)生在熱帶西太平洋暖池的海溫異常及其相聯(lián)系的ENSO現(xiàn)象，是目前所發(fā)現(xiàn)的引起氣候年際變化、尤其是季節(jié)性降水異常的最強(qiáng)信號(hào)，它和華南前汛期降水之間的關(guān)系值得我們對(duì)其做進(jìn)一步更深入的研究.

本文利用前期工作得到的逐年華南前汛期降水時(shí)間序列，分析了華南前汛期降水的年際變化特征，并研究其與太平洋海溫、特別是西太平洋暖池海溫變化的聯(lián)系，尋找影響華南前汛期降水年際異常的前期海溫信號(hào)，為做好前汛期降水短期氣候預(yù)測(cè)提供理論依據(jù).

2 資料和方法

本文使用的降水資料為中國(guó)氣象局整編的1957—2004年中國(guó)740站逐日降水觀測(cè)資料；大氣資料是美國(guó) NCEP／NCAR逐日再分析資料［17］，分辨率為2.5°×2.5°；海溫資料是英國(guó)氣象局 Hadley中心整編的全球逐月海表面溫度格點(diǎn)資料［18］，分辨率為1°×1°.

文中主要采用線性相關(guān)分析、合成分析和奇異值分解（SVD）［19］等統(tǒng)計(jì)方法.奇異值分解方法用來研究與前汛期降水場(chǎng)相聯(lián)系的前期海溫場(chǎng)時(shí)空結(jié)構(gòu)特征.合成分析用于研究對(duì)應(yīng)于前期冬季海溫異常的大氣環(huán)流及前汛期降水異常.

3 華南前汛期降水異常的變化特征

采用文獻(xiàn)［16］確定的華南站點(diǎn)及前汛期降水時(shí)段，用前汛期降水時(shí)段的站點(diǎn)平均降水定義華南前汛期降水指數(shù).圖1給出了華南前汛期降水指數(shù)距平的時(shí)間序列，該指數(shù)反映了華南前汛期降水異常的變化特征.由圖1可見，華南前汛期降水存在明顯的年際和年代際變化，20世紀(jì)50年代末—60年代和90年代是前汛期降水偏多期，而70年代末—90年代初以及本世紀(jì)初降水偏少.前汛期降水正距平超過200mm 的年份有：1957、1959、1966、1968、1983、1993、1997和1998年（共8年），定義這些年份為前汛期嚴(yán)重澇年.降水負(fù)矩平超過200mm的年份有：1963、1970、1977、1988、1991、2002和2004年（共7年），定義這些年份為嚴(yán)重旱年.若對(duì)前汛期降水指數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)化，并以±1作為劃分嚴(yán)重旱、澇年的標(biāo)準(zhǔn)，得到的旱澇年份與上述結(jié)果相同.

利用回歸方法計(jì)算華南前汛期降水指數(shù)的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)其線性變化趨勢(shì)曲線（圖1中虛線）為一條斜率為負(fù)的直線，趨勢(shì)系數(shù)為－2.7mm／a.這表明近50年來，華南前汛期降水總體上大致以每年－2.7mm的趨勢(shì)在減少，表現(xiàn)為明顯的干旱趨勢(shì).從圖1還可看到，進(jìn)入2000年以后，前汛期降水有加速減少傾向.經(jīng)過t檢驗(yàn)，驗(yàn)證其趨勢(shì)相關(guān)系數(shù)r＝0.37，達(dá)到α＝0.05信度水平（rα＝0.28）的條件，表明該趨勢(shì)變化顯著存在.

4 華南前汛期降水與太平洋海溫異常的聯(lián)系

大量研究表明，前期海溫異常及其后續(xù)發(fā)展將引起大氣環(huán)流的異常［20］，從而影響降水發(fā)生異常.如黃榮輝等［21］認(rèn)為，位于熱帶西太平洋暖池附近的大氣環(huán)流，在海溫?zé)嵩吹膹?qiáng)迫作用下，將激發(fā)自菲律賓附近至北美的遙相關(guān)型波列，從而對(duì)東亞氣候產(chǎn)生間接影響.蔡學(xué)湛等［22］也認(rèn)為，冬季暖池附近對(duì)流活動(dòng)異常作為一個(gè)強(qiáng)的征兆信號(hào)，可通過影響大氣環(huán)流的遙相關(guān)波列而影響華南前汛期早澇.因此，前期冬季海溫異常作為前兆信號(hào)，常常被用于季節(jié)降水預(yù)測(cè).

4.1 華南前汛期降水與前期冬季海溫異常的SVD分析

為分析華南前汛期降水與前期冬季海溫異常的時(shí)空分布特征，對(duì)降水距平場(chǎng)和前冬全球海溫距平場(chǎng)進(jìn)行SVD異性相關(guān)分析.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第一模態(tài)協(xié)方差貢獻(xiàn)達(dá)到69.34%，遠(yuǎn)大于第二模態(tài)（8.24%）.可見，海溫異常變化對(duì)華南前汛期降水的影響主要表現(xiàn)在第一模態(tài)中，其左右場(chǎng)異性相關(guān)系數(shù)分布及時(shí)間系數(shù)見圖2（圖中陰影區(qū)絕對(duì)值大于0.28表示通過0.05的顯著性統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，大于0.36的通過0.01的顯著性統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)）.其中，降水場(chǎng)的異性相關(guān)分布呈現(xiàn)出一致的正值變化特征，幾乎都達(dá)到顯著水平.這個(gè)結(jié)果說明，對(duì)應(yīng)于前期冬季海溫異常，華南前汛期降水異常的主要響應(yīng)表現(xiàn)為全區(qū)一致的特征（圖2a）.

從海溫異性相關(guān)場(chǎng)上（圖2b）可以看到，前期冬季海溫異常影響華南前汛期降水的耦合分布，主要表現(xiàn)為一個(gè)類似于太平洋ENSO型的分布特征，其中熱帶西太平洋暖池為顯著的負(fù)相關(guān)區(qū)，并以它為中心，分別在南、北太平洋向東延伸至中緯度地區(qū)；而赤道中、東太平洋為正相關(guān)區(qū)，但顯著特征稍弱.該相關(guān)分布型表明，當(dāng)前冬熱帶西太平洋海溫異常偏低、赤道東太平洋海溫異常偏高時(shí)（與ENSO暖位相對(duì)應(yīng)），華南前汛期降水將偏多；反之亦然.海溫場(chǎng)和降水場(chǎng)異常SVD第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)（見圖2c）的相關(guān)亦達(dá)到了R＝0.638，且該時(shí)間系數(shù)與圖1給出的華南前汛期降水指數(shù)時(shí)間序列變化特征類似，并在年際、年代際變化基礎(chǔ)上存在一個(gè)負(fù)的減小趨勢(shì).聯(lián)系降水場(chǎng)和海溫場(chǎng)分布，這個(gè)趨勢(shì)表明了近50年來，前冬熱帶西太平洋暖池存在一個(gè)顯著的總體變暖趨勢(shì)，這個(gè)總體趨勢(shì)對(duì)應(yīng)華南前汛期降水的總體減少.

上述分析表明，華南前汛期降水同太平洋ENSO型海溫異常存在著密切的聯(lián)系.前人研究中認(rèn)為前汛期降水與ENSO的相關(guān)不明顯或研究結(jié)論的不一致，可能與所用資料，特別是與華南前汛期的不同定義有關(guān)，同時(shí)也與海溫變化的關(guān)鍵區(qū)不同有關(guān)系.注意，圖2b揭示的海溫異常分布型中作為ENSO主要信號(hào)區(qū)的赤道中東太平洋上的正相關(guān)區(qū)并非是顯著相關(guān)區(qū)，而顯著負(fù)相關(guān)區(qū)位于暖池附近，類似于暖池區(qū)ENSO.

4.2 海溫關(guān)鍵區(qū)的選取

在上述分析基礎(chǔ)上，參考文獻(xiàn)中暖池區(qū)域［23］的劃分，重點(diǎn)是考慮到SVD分析中負(fù)顯著相關(guān)區(qū)的分布，以及冬季28.5℃海溫等值線所包圍的區(qū)域，選取120°E—180°E，20°S—20°N作為影響華南前汛期降水的、具有預(yù)報(bào)意義的海溫關(guān)鍵區(qū).對(duì)關(guān)鍵區(qū)海溫求區(qū)域平均并做標(biāo)準(zhǔn)化，其年際時(shí)間序列同標(biāo)準(zhǔn)化處理后的華南前汛期降水指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為－0.598，超過0.01顯著水平.如圖3所示，圖中海溫異常同降水異常之間存在反相變化，尤其是在一些轉(zhuǎn)折年份，這個(gè)特征更為明顯.

特別值得注意的是，如果把上圖同前文SVD第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)圖作比較，發(fā)現(xiàn)二者具有明顯的聯(lián)系.降水異性相關(guān)場(chǎng)第一模態(tài)表征的是前汛期降水全區(qū)具有一致性，時(shí)間系數(shù)反映了其時(shí)間變化特征，其與降水指數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)化處理）的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.974；而海溫場(chǎng)第一模態(tài)的時(shí)間系數(shù)同暖池關(guān)鍵區(qū)海溫時(shí)間序列（經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理）相關(guān)達(dá)－0.895.這充分說明暖池關(guān)鍵區(qū)海溫異常同華南前汛期降水異常之間的重要聯(lián)系.

參照前文中前汛期旱、澇年份的劃分，進(jìn)行合成分析.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，旱、澇年前期冬季海溫分布具有明顯的反位相特征（圖4），其中澇年前期冬季，熱帶西太平洋暖池海溫為負(fù)距平，赤道中、東太平洋海域海溫為正距平；旱年前期冬季，暖池關(guān)鍵區(qū)海溫為正距平，而赤道中東太平洋則為負(fù)距平.旱澇年海溫場(chǎng)的差值則和線性相關(guān)場(chǎng)形勢(shì)類似（圖略）.

在檢驗(yàn)影響區(qū)域性旱澇前期海溫強(qiáng)信號(hào)時(shí)，苗秋菊［24］等認(rèn)為須同時(shí)滿足“高相關(guān)”與“反位相”兩個(gè)條件，即關(guān)鍵區(qū)海溫與區(qū)域性降水的相關(guān)要高，同時(shí)典型旱、澇年前期海溫分布具有反位相特征.結(jié)合前文分析可以認(rèn)為，本文得到的暖池區(qū)域（120°E—180°，20°S—20°N）確實(shí)就是影響華南前汛期旱澇的前期海溫強(qiáng)信號(hào)關(guān)鍵區(qū).

5 前期冬季暖池關(guān)鍵區(qū)海溫異常影響華南前汛期降水的可能途徑

暖池的熱狀況及其上空的對(duì)流活動(dòng)不僅對(duì)維持熱帶緯圈環(huán)流起重要作用，而且在經(jīng)向上對(duì)北半球氣候和大氣環(huán)流也有很大影響.下面通過研究熱帶對(duì)流活動(dòng)、大氣環(huán)流及降水在冷暖海溫年的不同響應(yīng)，來分析暖池關(guān)鍵區(qū)海溫異常影響華南前汛期旱澇的可能物理機(jī)制.

5.1 熱帶對(duì)流活動(dòng)異常的響應(yīng)

使用向上長(zhǎng)波輻射通量（Upward Longwave Radiation Flux，ULWRF）來表征大氣垂直對(duì)流活動(dòng)的強(qiáng)弱.相對(duì)于多年平均，ULWRF正距平表示海表溫度低、對(duì)流活動(dòng)弱，大氣層頂向外長(zhǎng)波輻射偏多；負(fù)距平則相反.對(duì)暖池關(guān)鍵區(qū)前期冬季冷、暖海溫年份的合成分析發(fā)現(xiàn)，冷海溫年冬季（圖5a）暖池上空表現(xiàn)為一致的正距平，ULWRF高值區(qū)位于菲律賓東部海域；赤道中東太平洋為負(fù)距平，中心位于赤道140°W—180°附近，負(fù)距平還分布在我國(guó)江淮流域及以南的華南地區(qū)、南海，以及同緯度的北太平洋西部海域.而暖海溫年的ULWRF距平分布基本相反（圖5b）.圖中暖池正、負(fù)距平范圍大致在110°E—160°E，20°S—20°N，與選取的暖池關(guān)鍵區(qū)相對(duì)應(yīng).有研究提出［25］，冬季熱帶太平洋海表面溫度的ENSO模態(tài)異常分布型常?？梢砸恢本S持到夏季，因此，與華南前汛期同期的熱帶對(duì)流活動(dòng)的異常類似于冬季的情況（圖5（c，d）），其中冷、暖海溫年熱帶西太平洋暖池以及赤道中、東太平洋的ULWRF距平基本上依然呈相反分布，只是受季節(jié)因素影響，對(duì)流活動(dòng)中心有從赤道向低緯地區(qū)偏移的趨勢(shì).

熱帶西太平洋ULWRF距平的這種反位相特征表明，前冬海表熱力強(qiáng)迫的異常將引起暖池上空對(duì)流活動(dòng)異常，使該區(qū)域海氣熱量交換加強(qiáng)（減弱），產(chǎn)生異常強(qiáng)（弱）的上升運(yùn)動(dòng)；而在赤道中、東太平洋和東亞中緯地區(qū)上空出現(xiàn)了異常強(qiáng)（弱）的下沉運(yùn)動(dòng)，使得Walker和Hadley環(huán)流的上升和下沉氣流都得到加強(qiáng)（減弱）.

5.2 大氣垂直環(huán)流異常的響應(yīng)

熱帶對(duì)流活動(dòng)中的上升和下沉運(yùn)動(dòng)同緯向和經(jīng)向垂直環(huán)流有關(guān)，暖池海溫異常將影響Hadley環(huán)流和 Walker環(huán)流發(fā)生異常.沿105°E—120°E平均的風(fēng)場(chǎng)垂直剖面圖反映了華南前汛期期間該區(qū)域Hadley環(huán)流對(duì)冷暖海溫異常的響應(yīng).對(duì)于暖池冷海溫年（圖6a），赤道及其以南的低緯地區(qū)為下沉運(yùn)動(dòng)距平，而10°N以北的整個(gè)對(duì)流層都被強(qiáng)的垂直上升距平所控制，最大值位于25°N附近.從圖上還可以看到，在25°N—30°N上空有一個(gè)西風(fēng)風(fēng)速正距平中心，表明副熱帶西風(fēng)急流偏強(qiáng)，較常年位置（30°N附近）偏南.暖海溫年的分布形勢(shì)大致相反（圖6b），赤道及低緯地區(qū)為上升運(yùn)動(dòng)距平，華南區(qū)域上空為一致的下沉氣流距平；30°N以南有一個(gè)負(fù)西風(fēng)距平，以北是正西風(fēng)距平，說明副熱帶西風(fēng)急流強(qiáng)度偏弱，位置偏北，負(fù)距平中心位于35°N—40°N附近.垂直風(fēng)場(chǎng)的這種異常響應(yīng)表明，暖池冷海溫年，前汛期期間北半球Hadley環(huán)流的上升和下沉運(yùn)動(dòng)都減弱了，華南地區(qū)對(duì)流活動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)，因此降水較多；而在暖海溫年，隨著Hadley環(huán)流上升支的增強(qiáng)，前汛期期間副熱帶地區(qū)下沉運(yùn)動(dòng)也增強(qiáng)了，華南地區(qū)對(duì)流活動(dòng)受到抑制，因此降水較少.

圖7反映了對(duì)應(yīng)于前期暖池海溫異常年的華南前汛期期間 Walker環(huán)流的異常情況.對(duì)于暖池冷海溫年，沿5°S—5°N平均的經(jīng)度－高度剖面圖中（圖7a），氣候平均狀況為大規(guī)模上升區(qū)的暖池上空（90°E—120°E），在前汛期期間出現(xiàn)了下沉運(yùn)動(dòng)異常距平，而日界線附近及印度洋東部原來的下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)則出現(xiàn)了上升運(yùn)動(dòng)異常.該結(jié)果說明，冬季暖池海溫冷異常，使得前汛期期間赤道緯向環(huán)流的上升支和下沉支都減弱了，因此 Walker環(huán)流明顯減弱.對(duì)于暖海溫年，情形剛好相反.其中，暖池上空為上升運(yùn)動(dòng)異常，其東、西兩側(cè)有下沉運(yùn)動(dòng)異常，說明前汛期期間Walker環(huán)流得到加強(qiáng)（圖7b）.

5.3 西太平洋副熱帶高壓的響應(yīng)

圖8 冷、暖海溫年前汛期期間500hPa位勢(shì)高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)合成圖，其他說明同圖6（a）冷海溫年；（b）暖海溫年.Fig.8 As in Fig.6，but for composite horizontal distribution of 500hPa geopotential height and wind

吳國(guó)雄等［26］研究指出，西太平洋副熱帶高壓同北半球Hadley環(huán)流的下沉支有密切的聯(lián)系，因此，Hadley環(huán)流的異常會(huì)引起西太平洋副熱帶高壓異常.對(duì)華南前汛期降水指數(shù)與同期北半球500hPa高度場(chǎng)的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)（圖略），從南亞經(jīng)東亞到北美，相關(guān)系數(shù)的空間分布在南海與菲律賓附近為弱的正相關(guān)，我國(guó)華南至江淮流域、朝鮮半島及日本等東亞地區(qū)為顯著的負(fù)相關(guān).正、負(fù)相關(guān)中心還分別出現(xiàn)在東亞大陸北部和北美的西部.該相關(guān)分布型在東亞太平洋所呈現(xiàn)的波列現(xiàn)象，在形式上相似于文獻(xiàn)［27］所揭示的菲律賓周圍海域?qū)α骰顒?dòng)異常所引起的Nitta波列或東亞太平洋遙相關(guān)型.利用合成分析的方法，對(duì)比冬季冷、暖海溫年之后的前汛期期間位勢(shì)高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)，二者存在顯著差異.其中在500hPa圖上（圖8），與冷海溫年弱的Hadley環(huán)流對(duì)應(yīng)，前汛期期間西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度較弱，5870線收縮至130°E附近，脊線位置偏南.在暖海溫年，副高顯著增強(qiáng)，5870線西伸至110°E以西，所包圍的面積擴(kuò)展到幾乎是冷海溫年的兩倍以上，脊線位置也偏北一些.類似結(jié)果在文獻(xiàn)［28－29］中也有描述.從數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果可以證實(shí)［30］，西太平洋地區(qū)的暖SST異常，能夠通過Sverdrup平衡而增強(qiáng)副高的西伸，這從動(dòng)力機(jī)理上支持本文上述結(jié)論.

張潔等［31］分析了中國(guó)春季典型降水異常及相聯(lián)系的大氣水汽輸送，認(rèn)為副高西北側(cè)的西南氣流是將菲律賓及中國(guó)南海的水汽向華南地區(qū)輸送的重要通道.因此，本文所揭示的暖池冷海溫年之后、前汛期期間500hPa高度場(chǎng)副熱帶高壓強(qiáng)度較弱、位置偏東的異常響應(yīng)，將有利于加強(qiáng)其西北側(cè)在前汛期期間向華南水汽的輸送.

為進(jìn)一步分析水汽輸送異常對(duì)華南前汛期降水的影響，我們又計(jì)算了與降水關(guān)系更密切的整層積分的水汽通量及其散度.垂直積分從地表氣壓開始直到300hPa以消除地形的影響.從冷、暖海溫年前汛期期間整層水汽通量及其散度的差值來看（圖9），亞洲最大的水汽輻合差值中心位于華南，而在西北太平洋、孟加拉灣和中國(guó)北方上空分別存在一個(gè)水汽輻散差值中心.其中來自西北太平洋反氣旋西北側(cè)的偏南風(fēng)差值水汽輸送與來自中國(guó)北方的偏北風(fēng)差值水汽輸送在華南地區(qū)上空匯合，造成了華南前汛期的偏多降水.常越等［32］分析了華南前汛期旱、澇年水汽輸送的差異，其結(jié)果與本文基本一致.

5.4 降水場(chǎng)的響應(yīng)

以上分析了大氣內(nèi)部的熱力和動(dòng)力等各個(gè)因子在異常暖池海溫強(qiáng)迫下的異常響應(yīng)，那么前汛期期間華南地區(qū)的降水有何響應(yīng)呢？合成分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)于冷海溫年（圖10a），前汛期期間華南全區(qū)降水明顯偏多，其中福建和廣東兩省沿海地區(qū)降水距平中心超過120mm；對(duì)于暖海溫年（圖10b），情形剛好相反，華南全區(qū)降水為負(fù)距平分布.

降水場(chǎng)在冷、暖海溫年所表現(xiàn)出來的反位相特征，再次充分說明華南前汛期降水同西太平洋暖池海溫之間存在著反相關(guān)聯(lián)系，并且由本研究所揭示的暖池關(guān)鍵區(qū)冬季海溫異?？梢砸暈槿A南前汛期降水的一個(gè)強(qiáng)征兆信號(hào).其中，該異常海溫信號(hào)是通過影響菲律賓附近海域?qū)α骰顒?dòng)的異常來引起大氣環(huán)流（如Hadley環(huán)流、Walker環(huán)流）以及西太平洋副熱帶高壓產(chǎn)生異常，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)華南前汛期降水異常的影響.

6 結(jié) 論

利用近50年全國(guó)逐日降水觀測(cè)資料和全球大氣、海洋分析資料，分析了華南前汛期降水異常的變化特征及其與太平洋海溫異常的關(guān)系.得到主要結(jié)論如下：

（1）20世紀(jì)50年代末—60年代和90年代華南前汛期降水偏多；70年代末—90年代初以及本世紀(jì)初降水偏少.近50年來華南前汛期降水總體呈現(xiàn)減少趨勢(shì).

（2）太平洋海溫異常影響華南前汛期降水的主模態(tài)是一個(gè)類似于ENSO型的西太平洋暖池模態(tài).當(dāng)處于該模態(tài)的正位相時(shí)，即前期冬季熱帶西太平洋暖池偏冷、赤道中東太平洋海溫偏暖分布時(shí)，華南前汛期降水將偏多；當(dāng)處于該模態(tài)的負(fù)位相時(shí)，華南前汛期降水偏少.其中，熱帶西太平洋區(qū)域（120°E—180°，20°S—20°N）前期冬季海溫異常同華南前汛期降水存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，是具有預(yù)報(bào)意義的海溫關(guān)鍵區(qū).

（3）暖池關(guān)鍵區(qū)影響前汛期降水的可能物理過程是：當(dāng)前期冬季暖池異常偏暖時(shí)，菲律賓周圍地區(qū)對(duì)流活動(dòng)加強(qiáng)，導(dǎo)致 Walker環(huán)流及東亞太平洋中低緯局地Hadley環(huán)流增強(qiáng)；而局地Hadley環(huán)流的加強(qiáng)，可通過影響東亞大氣環(huán)流的遙相關(guān)波列從而影響華南前汛期早澇.其中在北半球500hPa位勢(shì)高度距平場(chǎng)上具體表現(xiàn)為，該波列型式將有利于前汛期期間西太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)西伸，脊線位置偏北，同時(shí)副熱帶西風(fēng)急流減弱北退.隨著Hadley環(huán)流上升支的增強(qiáng)，東亞副熱帶地區(qū)下沉運(yùn)動(dòng)也增強(qiáng)了，華南地區(qū)上空對(duì)流活動(dòng)受到抑制；同時(shí)由于副熱帶高壓的加強(qiáng)，經(jīng)過其北側(cè)向華南地區(qū)的西南水汽輸送輻合也減弱了，因此前汛期降水偏少.對(duì)于冷海溫年的情形則相反，華南前汛期降水則偏多.近50年來華南前汛期降水總體呈現(xiàn)趨勢(shì)性減少正是由于前冬西太平洋暖池趨勢(shì)性增暖所致.因此，暖池關(guān)鍵區(qū)冬季海溫異?？梢宰鳛槿A南前汛期旱澇預(yù)測(cè)的一個(gè)前期征兆信號(hào).

（References）

［1］Bjerkness J A.A possible response of the atmospheric Hadley circulation to equatorial anomalies of ocean temperature.Tellus，1966，18（4）：820－829.

［2］陳興芳，趙振國(guó).中國(guó)汛期降水預(yù)測(cè)研究及應(yīng)用.北京：氣象出版社，2003：5－6.Chen X F，Zhao Z G.Application and Research on Predicting the Rainy Season Precipitation （in Chinese）.Beijing：China Meteorological Press，2003：5－6.

［3］金祖輝，沈如桂.長(zhǎng)江中下游旱梅和澇梅年海溫場(chǎng)及大氣環(huán)流系統(tǒng)的特征.∥氣象科學(xué)技術(shù)集刊（11）.北京：氣象出版社，1987：83－88.Jin Z H，Shen R G.Characteristics of the sea temperature and the general circulation fields of the flood／drought Meiyu periods in the Yangtze－Huaihe River valleys（in Chinese）.∥Collections of the Meteorological Science and Technology（11）.Beijing：China Meteorological Press.1987：83－88.

［4］楊修群，謝倩，朱益民等.華北降水年代際變化特征及相關(guān)的海氣異常型.地球物理學(xué)報(bào)，2005，48（4）：789－797.Yang X Q，Xie Q，Zhu Y M，et al.Decadal－to－interdecadal variability of precipitation in North China and associated atmospheric and oceanic anomaly patterns.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2005，48（4）：789－797.

［5］Wu B，Zhou T J，Li T.Seasonally evolving dominant interannual variability modes of East Asian climate.Journal of Climate，2009，22（11）：2992－3005.

［6］孫旭光，楊修群.El Nino演變不同階段東亞大氣環(huán)流年際異常型的數(shù)值模擬.地球物理學(xué)報(bào)，2005，48（3）：501－510.Sun X G，Yang X Q.Numerical modeling of interannual anomalous atmospheric circulation patterns over East Asia during different stages of an El Nino event.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2005，48（3）：501－510.

［7］Zhou T J，Yu R C，Li H M，et al.Ocean forcing to changes in global monsoon precipitation over the recent half－century.Journal of Climate，2008，21（15）：3833－3852.

［8］Zhou T J，Gong D Y，Li J，et al.How well do atmospheric general circulation models capture the leading modes of the interannual variability of the Asian－Australian monsoon？Journal of Climate，2009，22：1159－1173.

［9］吳志偉，江志紅，何金海.近50年華南前汛期降水、江淮梅雨和華北雨季旱澇特征對(duì)比分析.大氣科學(xué)，2006，30（3）：391－401.Wu Z W，Jiang Z H，He J H.The comparison analysis of flood and drought features among the first flood period in South China，Meiyu period in the Yangtze River and the Huaihe River Valleys and Rainy Season in North China in the last 50years.Chinese J.Atmos.Sci.（in Chinese），2006，30（3）：391－401.

［10］梁建茵，吳尚森.廣東省汛期旱澇成因的前期影響因子探討.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2001，17（2）：97－108.Liang J Y，Wu S S.Fomation reasons of drought and flood in the rain season of Guandong and preceding impact factors.J.Trop.Meteor.（in Chinese），2001，17（2）：97－108.

［11］吳池勝，楊平章.海溫系統(tǒng)異常與廣東夏季旱澇的關(guān)系.中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1991，30（3）：76－83.Wu S C，Yang P Z.Relationship between the anomalies of the sea temperature systems and the summer drought／flood in Guangdong Province.Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni（in Chinese），1991，30（3）：76－83.

［12］徐蕾如，鄧良焱.ENSO與亞洲中低緯若干海氣因子的遙相關(guān)及與華南降水的關(guān)系.熱帶氣象學(xué)報(bào)，1989，5（3）：235－243.Xu L R，Deng L Y.The teleconnection between ENSO and a few sea－atmosphere factors for Asian mid－low latitudes and its relation with South China rainfall.J.Trop.Meteor.（in Chinese），1989，5（3）：35－243.

［13］鄧立平，王謙謙.華南前汛期（4—6月）降水異常特征及其與我國(guó)近海海溫的關(guān)系.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2002，18（1）：44－55.Deng L P， Wang Q Q.On the relationship between precipitation anomalies in the first raining season （April－June）in South China and SST over offshore waters in China.J.Trop.Meteor.（in Chinese），2002，18（1）：44－55.

［14］馬慧，陳楨華，姜麗萍等.華南前汛期降水與我國(guó)近海海溫的SVD分析.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2009，25（2）：241－245.Ma H，Chen Z H，Jiang L P，et al.SVD analysis between the annually first raining period precipitation in South China and the SST over offshore water in China.J.Trop.Meteor.（in Chinese），2009，25（2）：241－245.

［15］陳藝敏，錢永甫.西太平洋暖池海溫對(duì)華南前汛期降水影響的數(shù)值試驗(yàn).熱帶氣象學(xué)報(bào)，2005，21（1）：13－23.Chen Y M，Qian Y F.Numerical study of influence of the SSTA in western Pacific warm pool on precipitation in the first flood period in South China.J.Trop.Meteor.（in Chinese），2005，21（1）：13－23.

［16］強(qiáng)學(xué)民，楊修群.華南前汛期開始和結(jié)束日期的劃分.地球物理學(xué)報(bào)，2008，51（5）：1333－1345.Qiang X M，Yang X Q.Onset and end of the first rainy season in south China.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2008，51（5）：1333－1345.

［17］Kalnay E，Kanamitsu M，Kistler R，et al.The NCEP／NCAR 40year reanalysis project.Bulletin of the American Meteorological Society，1996，77（3）：437－471.

［18］Rayner N A，Parker D E，Horton E B，et al.Global analyses of sea surface temperature，sea ice，and night marine air temperature since the late nineteenth century.J.Geophys.Res.，2003，108（D14）：4407，doi：10.1029／2002JD002670.

［19］Wallace J M，Smith C，Bretheron C S .Singular value decomposition of winter time sea surface temperature and 500hPa height anomalies.JournalofClimate，1992，5：561－576.

［20］Wu B，Li T，Zhou T J.Relative contributions of the Indian Ocean and local SST anomalies to the maintenance of the western North Pacific anomalous anticyclone during El Ni?o decaying summer.Journal of Climate，2010，23（11）：2974－2986.

［21］黃榮輝，孫鳳英.熱帶西太平洋暖池的熱狀態(tài)及其上空的對(duì)流活動(dòng)對(duì)東亞夏季氣候異常的影響.大氣科學(xué)，1994，18（2）：141－151.Huang R H，Sun F Y.Impacts of the thermal state and the convective activities in the tropical western warm pool on the summer climate anomalies in East Asia.Chinese J.Atmos.Sci.（in Chinese），1994，18（2）：141－151.

［22］蔡學(xué)湛，王巖，許金鏡.熱帶對(duì)流活動(dòng)異常對(duì)華南前汛期旱澇影響的診斷分析.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2002，18（2）：157－164.Cai X Z，Wang Y，Xu J J.Diagnostic analysis on impact of convective activity anomalies over tropics on flood／drought during the first rainy season in South China.J.Trop.Meteor.（in Chinese），2002，18（2）：157－164.

［23］周春平.大洋暖池及其影響：El Ni?o、西太平洋副熱帶高壓、中國(guó)降水及中國(guó)沿海自然災(zāi)害的關(guān)系.北京：氣象出版社，2001：25－27.Zhou C P.Oceanic Warm Pool and Its Impact：Relations between El Ni?o，Western Pacific Subtropical High，China Rainfall and Disasters in Coastal Region of China （in Chinese）.Beijing：China Meteorological Press，2001：25－27.

［24］苗秋菊，徐祥德，張雪金.長(zhǎng)江中下游旱澇的環(huán)流型與赤道東太平洋海溫遙相關(guān)波列特征.氣象學(xué)報(bào)，2002，60（6）：688－697.Miao Q J，Xu X D，Zhang X J.Characteristics of teleconnection wave train for circulation pattern of flood／drought in the middle and lower reaches of Yangtze River and sea surface temperature over equatorial eastern Pacific.Acta.Meteor.Sinica（in Chinese），2002，60（6）：688－697.

［25］李萬彪，周春平.熱帶西太平洋暖池和副熱帶高壓之間的關(guān)系.氣象學(xué)報(bào)，1998，56（5）：619－626.Li W B，Zhou C P.The relationship between tropical western Pacific warm pool and subtropical high.Acta.Meteor.Sinica（in Chinese），1998，56（5）：619－626.

［26］吳國(guó)雄，劉屹岷，劉平等.緯向平均副熱帶高壓和Hadley環(huán)流下沉支的關(guān)系.氣象學(xué)報(bào)，2002，60（5）：635－636.Wu G X，Liu Y M，Liu P，et al.Relationship between the zonal mean subtropical anticyclone and the sinking arm of the Hadley cell.Acta.Meteor.Sinica （in Chinese），2002，60（5）：635－636.

［27］Nitta T.Convective activities in the tropical western Pacific and their impact on the Northern Hemisphere summer circulation.J.Meteor.Soc.Japan，1987，65：373－390.

［28］郭其蘊(yùn)，沙萬英，黃玫.華南前汛期雨季與西太平洋副熱帶高壓的關(guān)系.∥ 陳興芳編.汛期旱澇預(yù)測(cè)方法研究.北京：氣象出版社，2000：80－90.Guo Q Y，Sha W Y，Huang M.Relationship between the first rainy season precipitation and the western Pacific subtropical high.∥ Chen X F ed.Study on the Methods of Predicting Drought or Flood in Rainy Seasons（in Chinese）.Beijing：China Meteorological Press，2000：80－90.

［29］Yang H，Sun S Q.The characteristics of longitudinal movement of the subtropical high in the western Pacific in the pre－rainy season in South China.Adv.Atmos.Sci.，2005，22（3）：392－400.

［30］Zhou T J，Yu R C，Zhang J，et al.Why the western Pacific subtropical high has extended westward since the late 1970.Journal of Climate，2009，22（8）：2199－2215.

［31］張潔，周天軍，宇如聰?shù)?中國(guó)春季典型降水異常及相聯(lián)系的大氣水汽輸送.大氣科學(xué)，2009，33（1）：121－134.Zhang J，Zhou T J，Yu R C，et al.Atmospheric water vapor transport and corresponding typical anomalous spring rainfall patterns in China.Chinese Journal of Atmospheric Sciences（in Chinese），2009，33（1）：121－134.

［32］常越，何金海，劉蕓蕓等.華南旱、澇年前汛期水汽輸送特征的對(duì)比分析.高原氣象，2006，25（6）：1064－1070.Chang Y，He J H，Liu Y Y，et al.Features of moisture transport of in pre－summer flood season of drought and flood years over South China.Plateau Meteorology （in Chinese），2006，25（6）：1064－1070.