梅雨鋒云系的模態(tài)研究I：主導(dǎo)模態(tài)

覃丹宇 黃勇 李博 方宗義

1中國(guó)氣象局中國(guó)遙感衛(wèi)星輻射測(cè)量和定標(biāo)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，北京100081

2國(guó)家衛(wèi)星氣象中心，北京 100081

3安徽省氣象科學(xué)研究所安徽省大氣科學(xué)與衛(wèi)星遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 合肥230001

1 引言

梅雨是東亞季風(fēng)區(qū)夏季典型的天氣和氣候現(xiàn)象，是從我國(guó)江淮流域一直到日本南部每年 6～7月常常出現(xiàn)的一段持續(xù)的、大范圍的、降水次數(shù)較頻繁的連陰雨天氣（大氣科學(xué)辭典，1994）。一直以來，梅雨都是氣象研究的重要對(duì)象，在氣候?qū)W、天氣學(xué)和中尺度氣象學(xué)上均取得了豐碩成果（Ninomiya，1984；Ninomiya and Haruki, 1986；斯公望等，1989；鄭永光等，2008；梁萍等，2010）。

在關(guān)于梅雨的眾多研究中，梅雨鋒是一個(gè)主要的研究?jī)?nèi)容。總體而言，梅雨鋒表現(xiàn)為一片包含有強(qiáng)對(duì)流降水的近于緯向分布的寬廣云雨區(qū)，鋒區(qū)以南有強(qiáng)低空偏南急流，并且鋒前是具有高假相當(dāng)位溫的高濕空氣柱（丁一匯等，2007）。廣義來看，我國(guó)華南前汛期降水、長(zhǎng)江梅雨期降水以及淮河強(qiáng)降水期間出現(xiàn)的東西向靜止鋒，均屬于梅雨鋒（陶詩言等，1980）。

在衛(wèi)星云圖上，梅雨鋒是一條從華南和長(zhǎng)江流域一直向東延伸到日本列島，然后向東北方向與北太平洋上的極地鋒面云系相連接的云帶，或者說是TBB（Black Body Temperature）低值帶（Masashi and Yoshi，1991）。云帶/TBB低值帶穩(wěn)定少動(dòng)，其上分布著中尺度對(duì)流系統(tǒng)（Mesoscale Convective System，簡(jiǎn)稱 MCS），并在地面產(chǎn)生時(shí)間上和空間上都不均勻的降水分布（Fang，1985；姚秀萍等，2005）。在梅雨期的不同階段，云帶走向、寬度以及對(duì)流活動(dòng)空間分布等特征有所不同（鄭永光等，2008）。

對(duì)于梅雨鋒云系，已有研究主要集中在其結(jié)構(gòu)特征（王建捷和陶詩言，2002；柳俊杰等，2003；Higashi et al.，2010；趙玉春等，2011）和中尺度對(duì)流系統(tǒng)方面（Yasunari and Miwa，2006；Sun et al.，2010；Tsutomu and Suzuki，2010；傅慎明等，2011），也有部分研究涉及云系形態(tài)和強(qiáng)弱變化、云系之間的轉(zhuǎn)化合并等方面（項(xiàng)續(xù)康等，1994；Ninomiya,1984，2001；Ninomiya and Haruki，1986，Ninomiya and Shibagaki，2003；覃丹宇等，2006）。梅雨期間云系的強(qiáng)弱和形態(tài)變化，主要是受西太平洋副高、高空槽、阻高、鋒面/切變線和急流等主導(dǎo)天氣系統(tǒng)的影響。因此，研究梅雨鋒云系的變化，弄清其主導(dǎo)模態(tài)，可幫助我們更好地了解梅雨云團(tuán)的生成、發(fā)展和演變的規(guī)律，及其伴隨的物理過程和環(huán)境條件。

靜止氣象衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)以其高時(shí)空分辨率和寬視場(chǎng)的特點(diǎn)而具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，迄今為止，已揭示了許多觀測(cè)事實(shí)。以衛(wèi)星云圖為代表的衛(wèi)星觀測(cè)資料，不但在日常天氣預(yù)報(bào)中發(fā)揮了重要作用（覃丹宇和李博，2012；劉健和蔣建瑩，2013），還能夠通過反映云的結(jié)構(gòu)、分布和紋理等特征及其生消、演變過程，了解大氣的動(dòng)力、熱力等物理過程。因此，利用靜止氣象衛(wèi)星的云圖資料，可以揭示梅雨鋒云系的演變特征。

目前在梅雨鋒云圖特征方面已經(jīng)取得了豐碩的研究成果，對(duì)梅雨鋒的云系形態(tài)（姚秀萍等，2005；覃丹宇等，2006；鄭永光等，2008）和結(jié)構(gòu)特征（王建捷和陶詩言，2002；柳俊杰等，2003；趙玉春等，2011）具有了一定的了解。但是，目前缺乏對(duì)梅雨鋒云系氣候態(tài)特征的研究，特別是不清楚梅雨鋒云系有哪些主要的分布模態(tài)？

梅雨鋒云系的主導(dǎo)模態(tài)可通過經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解獲得。EOF是提取氣象場(chǎng)主分量特征的常用方法（Xie and Arkin, 1997；Wang and AnSoon-II，2005），至今已有很多關(guān)于梅雨降雨的氣候?qū)W研究。如竺夏英等（2007）對(duì)1951～2004 年江淮地區(qū)15站梅汛期6～7月份降水進(jìn)行了EOF 分析，陳烈庭等（2007）用擴(kuò)展的EOF（EEOF）分析等方法，研究了中國(guó)東部夏季風(fēng)雨帶季節(jié)性南北變動(dòng)的主導(dǎo)模態(tài)和時(shí)空變化的特征。EOF分析方法因其具有普適性，可以用來對(duì)長(zhǎng)期積累的衛(wèi)星觀測(cè)資料進(jìn)行研究。如賀懿華等（2007）用GMS TBB 等資料，采用帶通濾波、EOF 分解等方法，對(duì)湖北省洪澇年出現(xiàn)“二度梅”年和無“二度梅”年的南海和青藏高原 TBB 的低頻振蕩特征進(jìn)行了分析研究。柳苗和李棟梁（2007）利用美國(guó)NOAA衛(wèi)星的射出長(zhǎng)波輻射（OLR）資料，采用 EOF 方法，討論了前三個(gè)主要模態(tài)空間和時(shí)間變化特征。占瑞芬和李建平（2008）利用 EOF 方法分析了大氣紅外探測(cè)器（AIRS）反演的青藏高原地區(qū)對(duì)流層水汽的季節(jié)變化特征。

本文將利用 1998～2008年梅雨活躍期的靜止氣象衛(wèi)星紅外云圖資料，采用 EOF方法獲得衛(wèi)星云圖上梅雨鋒的主要分布模態(tài)，從整體上了解梅雨鋒云系的時(shí)空特征，了解典型和非典型梅雨鋒云系的模態(tài)差異，便于診斷其主要模態(tài)與天氣系統(tǒng)配置特點(diǎn)，深入理解梅雨鋒云系的建立、演變和重建的特點(diǎn)。

2 資料與方法

以東亞夏季風(fēng)是否活躍為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)Luo et al.（2013）的判識(shí)方法獲得了從1998～2008年6～7月梅雨在江淮地區(qū)建立和撤退的日期（表1），從中可挑選出 16個(gè)梅雨活躍期來進(jìn)行分析，共計(jì) 262天（表 2）。值得注意的是，2004年的亮溫波動(dòng)范圍大，質(zhì)量很不穩(wěn)定，因而被剔除在外。

與梅雨活躍期相對(duì)應(yīng)，經(jīng)過質(zhì)量控制的 TBB資料共1728個(gè)時(shí)次。TBB可用來表征梅雨鋒的云系，TBB越低，表明對(duì)流發(fā)展的高度越高。由于10年（不包含 2004年）數(shù)據(jù)分別來自 GMS-5、GOES-9和FY-2C三顆不同的靜止氣象衛(wèi)星，故需要對(duì)其定標(biāo)進(jìn)行歸一化處理。采用累計(jì)概率密度匹配方法（覃丹宇和李博，2012）進(jìn)行定標(biāo)歸一化，并進(jìn)行等經(jīng)緯距投影重構(gòu)為（20°N～45°N，100°E～135°E）范圍，空間分辨率為0.1°×0.1°，時(shí)間間隔為3 h的格點(diǎn)場(chǎng)時(shí)間序列（若某時(shí)刻資料缺失，則用臨近時(shí)刻資料代替）。

表1 1998～2008年梅雨期列表Table 1 The total Meiyu days from 1998 to 2008

表2 1998～2008年梅雨活躍期列表Table 2 The active Meiyu days from 1998 to 2008

本文利用 1998～2008年梅雨活躍期的靜止氣象衛(wèi)星紅外窗區(qū)TBB資料，在對(duì)TBB格點(diǎn)場(chǎng)時(shí)間序列進(jìn)行距平計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用 EOF方法對(duì)TBB的距平場(chǎng)進(jìn)行展開，來獲取梅雨鋒的主要模態(tài)。TBB距平場(chǎng)的計(jì)算方法如下：

式中，i和j分別為當(dāng)前格點(diǎn)場(chǎng)的經(jīng)、緯度序列號(hào)，n為當(dāng)前時(shí)間序列號(hào)，N為時(shí)間序列長(zhǎng)度。

3 梅雨鋒云系的主要模態(tài)

3.1 梅雨鋒云系的氣候態(tài)特征

在分析梅雨鋒云系主要模態(tài)的空間分布之前，首先給出梅雨期間研究區(qū)域內(nèi)TBB的氣候態(tài)（表2所述日期的平均TBB場(chǎng)）（圖1a）。從圖1a可以看出，TBB大于273 K的高值區(qū)主要位于25°N以南的洋面以及內(nèi)蒙古西部；而TBB小于268 K的區(qū)域自西向東呈緯向型分布。另外，分布中還存在著三片TBB值小于263 K的低值區(qū)，分別位于我國(guó)西南部、長(zhǎng)江中下游地區(qū)以及日本列島。其中，青藏高原東側(cè)為TBB最低的區(qū)域，數(shù)值低于253 K。

3.2 主導(dǎo)模態(tài)的空間分布特征

經(jīng)過North準(zhǔn)則（North et al.，1982）判別發(fā)現(xiàn)EOF分析的前7個(gè)模態(tài)可以與其他模態(tài)區(qū)分開，并且相互之間是獨(dú)立的。前七個(gè)模態(tài)分別解釋總方差的 7.78%、5.83%、5.20%、4.27%、4.19%、3.62%和3.36%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)為34.25%。需要說明的是，模態(tài)累計(jì)方差貢獻(xiàn)相對(duì)較小的原因主要是計(jì)算范圍較大、計(jì)算格點(diǎn)數(shù)多，因此得到的主導(dǎo)模態(tài)也比較多的緣故，如果縮小范圍，每個(gè)模態(tài)的方差在形式上會(huì)增大。實(shí)際研究表明，與這7個(gè)模態(tài)類似的云圖在梅雨活躍期發(fā)生頻率較高，有明確的物理意義，因此，這7個(gè)模態(tài)可以確定為代表梅雨鋒云系的主要模態(tài)。

圖1 梅雨期間研究區(qū)域內(nèi)TBB的（a）氣候態(tài)（單位：K）及（b–h）第1～7模態(tài)（單位：K）的空間分布（白色虛線為零線）Fig. 1 (a)The climatology of TBB (unit: K)during the active Meiyu phases and (b–h)the first seven independent leading EOF modes for the TBB anomalies(unit: K). The white dashed line denotes the zero value

第1模態(tài)（圖1b）的空間分布中，正值區(qū)域（TBB正異常區(qū)，即對(duì)流活動(dòng)減弱區(qū)或晴空區(qū)）僅存在于淮河下游到日本海一帶，呈東北—西南向帶狀分布，最強(qiáng)中心位于朝鮮半島附近。在正值區(qū)的西側(cè)和南側(cè)分別存在負(fù)值中心（TBB負(fù)異常區(qū)，即對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)和活躍區(qū)）。其中，南側(cè)的負(fù)值中心在30°N以南，為負(fù)值最大的區(qū)域，自我國(guó)華南向東海呈東西向帶狀分布，低值中心位于臺(tái)灣島以東洋面；而西側(cè)的負(fù)值中心范圍相對(duì)較小，位于河套一帶。

第2模態(tài)（圖1c）的空間分布中，負(fù)值區(qū)形態(tài)與梅雨鋒的氣候態(tài)相似，只是位置偏北。在兩個(gè)正值區(qū)域中，30°N以南的區(qū)域數(shù)值更大，極大值中心位于臺(tái)灣島以東的西太平洋洋面上。對(duì)于位于渤海灣的正值區(qū)來說，數(shù)值相對(duì)較小。

第3模態(tài)（圖1d）的空間分布中，存在兩個(gè)正值中心和一個(gè)呈東北—西南向分布的負(fù)值帶。正值中心分別位于我國(guó)華北中部和西太平洋洋面上，數(shù)值最高的區(qū)域位于我國(guó)山西到河北一帶。負(fù)值帶在朝鮮半島和我國(guó)廣東、湖南、江西一帶存在著極值中心，其中朝鮮半島的負(fù)值中心為整個(gè)模態(tài)中數(shù)值最低的區(qū)域，而廣東、湖南、江西一帶則是零星的負(fù)值中心。

第4模態(tài)（圖1e）的空間分布中，顯著的負(fù)值區(qū)域位于25°～35°N之間，呈東西向分布，最低值中心位于東海到西太平洋一帶。在負(fù)值中心周圍存在著三個(gè)正值中心，分別位于河套西側(cè)、朝鮮半島和南海。

第5模態(tài)（圖1f）的空間分布中，正值區(qū)域以30°N為界可以分為南北兩片，其中，北片從我國(guó)東北到云南呈東北—西南向帶狀分布，是數(shù)值最大的區(qū)域，極值中心位于渤海灣到黃淮平原一帶；南片從南海向東延伸到西太平洋。負(fù)值區(qū)也有東西兩片，分別位于我國(guó)華東南部到日本列島一帶，以及青藏高原東側(cè)到內(nèi)蒙古西北側(cè)一帶。其中，偏東的負(fù)值區(qū)，呈“┙”型分布，可以劃分為呈沿緯向分布的西段和沿經(jīng)向分布的東段兩部分。

第6模態(tài)（圖1g）的空間分布中，在西太平洋洋面、日本海和青藏高原東北側(cè)的地區(qū)形成了三個(gè)負(fù)值中心，而我國(guó)華北、中東部和華南地區(qū)大部被TBB的正異常所占據(jù)。

第7模態(tài)（圖1h）的空間分布上，不論是經(jīng)向還是緯向，正值區(qū)和負(fù)值區(qū)均交替出現(xiàn)。三個(gè)負(fù)值區(qū)分別位于臺(tái)灣島以東的西太平洋洋面、長(zhǎng)江中上游和東北平原。三個(gè)正值區(qū)則位于南海、朝鮮半島到日本海一帶以及我國(guó)的華北中部。

綜上所述，從空間分布來看，梅雨活躍期內(nèi)云系呈現(xiàn)多種分布形態(tài)。與氣候態(tài)相比，主要表現(xiàn)為空間分布形態(tài)（即正負(fù)中心位置和強(qiáng)度）的差異。

3.3 主導(dǎo)模態(tài)的時(shí)間系數(shù)特征

圖2是1998～2008年夏季梅雨活躍期TBB經(jīng)EOF分析得到的前7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間系數(shù)的解釋方差時(shí)間序列。在判斷 EOF分析得到的主導(dǎo)模態(tài)顯著發(fā)生的時(shí)間方面，主要是根據(jù)不同的目的采取不同的主分量閾值。例如，曹乃和等（2004）以兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差作為江蘇省年平均氣溫的異常年發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)，而肖秀珠和劉君（2004）則以未經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的主分量是否大于300（小于－300）作為澇（旱）年的標(biāo)準(zhǔn)。本文以主分量的標(biāo)準(zhǔn)差是否大于 1.8（小于－1.8）來作為判斷各模態(tài)正位相（負(fù)位相）是否出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣做既能挑選出模態(tài)最顯著的時(shí)次，也能夠使得到的樣本數(shù)滿足分析的需要。根據(jù)各模態(tài)的主分量最大值和最小值（表 3）及大于 1.8和小于－1.8的樣本數(shù)（表4）的情況，可以看到以下特征：

模態(tài) 1時(shí)間系數(shù)的最大值和最小值分別為2.744和－2.508。在統(tǒng)計(jì)的樣本中，共有110個(gè)時(shí)次的時(shí)間系數(shù)大于1.8、有29個(gè)時(shí)次的時(shí)間系數(shù)小于－1.8。另外，在所有梅雨活躍的時(shí)次中，2003年7月初到2007年7月初這一段時(shí)期內(nèi)，主分量的振幅相對(duì)較小。

模態(tài) 2時(shí)間系數(shù)的最大值和最小值分別為2.739和－3.587，時(shí)間系數(shù)大于1.8和小于－1.8的樣本數(shù)均為66個(gè)。2000年以前的梅雨期，時(shí)間系數(shù)均未超過1.8，但出現(xiàn)了時(shí)間系數(shù)小于－1.8的樣本。2000年到2007年7月初這段時(shí)間內(nèi)，時(shí)間系數(shù)大于1.8的出現(xiàn)頻率升高，說明第2模態(tài)正位相出現(xiàn)次數(shù)增加，而此時(shí)時(shí)間系數(shù)卻未出現(xiàn)小于－1.8的情況。2007年7月中旬開始，時(shí)間系數(shù)大于1.8的頻率開始減少，而小于－1.8的頻率卻逐漸升高，第 2模態(tài)正位相減少負(fù)位相增多，最小值－3.587也就出現(xiàn)在這一時(shí)期內(nèi)（2008年7月8日）。

模態(tài) 3時(shí)間系數(shù)的最大值和最小值分別為3.611和－2.739，時(shí)間系數(shù)大于1.8和小于－1.8的樣本數(shù)分別為76和40。在不同的年份，模態(tài)3的時(shí)間系數(shù)未表現(xiàn)出明顯的年際變化。

圖2 1998～2008年夏季梅雨日期云頂紅外亮溫EOF分析得到的前7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間序列Fig. 2 The standardized principal components for the first seven independent leading EOF modes (EOF1, EOF2, EOF3, EOF4, EOF5, EOF6, EOF7)of TBB anomalies during the active Meiyu phases from 1998 to 2008

模態(tài)4時(shí)間系數(shù)的最大值和最小值分別為3.13和－3.307，時(shí)間系數(shù)大于 1.8和小于－1.8的樣本數(shù)分別為73和60。與模態(tài)3類似，在不同的年份，模態(tài)4的時(shí)間系數(shù)未表現(xiàn)出明顯的年際差異。

模態(tài) 5時(shí)間系數(shù)的最大值和最小值分別為2.535和－3.5，時(shí)間系數(shù)大于1.8和小于－1.8的樣本數(shù)分別為22和74，更易出現(xiàn)負(fù)位相。與其他模態(tài)主分量的時(shí)間序列相比，在不同年份，模態(tài)5時(shí)間系數(shù)的變化快，由正位相轉(zhuǎn)向負(fù)位相的時(shí)間短。

模態(tài) 6時(shí)間系數(shù)的最大值和最小值分別為3.397和－2.355，時(shí)間系數(shù)大于1.8和小于－1.8的樣本數(shù)分別為79和34。在2002～2003年，模態(tài)6的時(shí)間系數(shù)未大于1.8，且小于－1.8的樣本數(shù)也較少，表明模態(tài)6此時(shí)并不活躍。

模態(tài) 7時(shí)間系數(shù)的最大值和最小值分別為2.706和－3.949，時(shí)間系數(shù)大于1.8和小于－1.8的樣本數(shù)分別為47和66。模態(tài)7主分量的時(shí)間序列也未表現(xiàn)出明顯的年際差異。

表3 各模態(tài)主分量的最大值和最小值Table 3 The maximum and minimum for the first seven principal components of TBB anomalies

表4 各模態(tài)時(shí)間系數(shù)的大于1.8和小于－1.8的樣本數(shù)Table 4 The pieces of the time when the principal component is larger than 1.8 or less than －1.8

4 梅雨鋒云系主導(dǎo)模態(tài)的大氣環(huán)流特征

利用各時(shí)次云圖的TBB場(chǎng)與各主導(dǎo)模態(tài)TBB距平的二維分布計(jì)算空間相關(guān)系數(shù)。將相關(guān)系數(shù)正值最大時(shí)刻的云圖作為該主導(dǎo)模態(tài)正位相的最相似云圖，將相關(guān)系數(shù)負(fù)值的絕對(duì)值最大時(shí)刻的云圖作為該模態(tài)負(fù)位相的最相似云圖。利用同樣方法得到對(duì)應(yīng)氣候態(tài) TBB的典型云圖。計(jì)算得到的氣候態(tài)所對(duì)應(yīng)的典型云圖時(shí)刻為2005年7月10日1200 UTC，第 1～7個(gè)模態(tài)正位相和負(fù)位相所對(duì)應(yīng)的典型云圖的具體日期如表5所示。

表5 TBB各模態(tài)典型云圖對(duì)應(yīng)的時(shí)間Table 5 The corresponding time of the typical cloud maps for the the first seven dependent leading modes of TBB

4.1 氣候態(tài)

以2005年7月10日1200 UTC的衛(wèi)星云圖（圖3a）為例，這是與梅雨鋒氣候態(tài)分布最為相似的衛(wèi)星云圖（以下簡(jiǎn)稱相似云圖）。從云系分布來看，梅雨鋒自西南一直延伸到日本島，對(duì)流中心主要位于鋒面云系的西段和中段。從500 hPa的大氣環(huán)流（圖3b）來看，屬于三阻型梅雨，中高緯度地區(qū)自東向西分別在鄂霍次克海、貝加爾湖附近和東歐平原存在三個(gè)阻塞高壓（高度場(chǎng)上數(shù)值偏高，且風(fēng)場(chǎng)上呈現(xiàn)出閉合的環(huán)流）。副高向西延伸至100°E，向北越過了30°N。與南亞高壓有關(guān)，位于青藏高原西部有中心值超過了5880 gpm的閉合高壓中心，而在我國(guó)東北，還存在一個(gè)低壓中心，低壓槽已經(jīng)發(fā)展至長(zhǎng)江中下游。在低壓槽與副高的共同作用下，長(zhǎng)江下游地區(qū)出現(xiàn)了西偏南的氣流，季風(fēng)帶來的大量水汽在這一區(qū)域內(nèi)形成了一條梅雨鋒云系。地面降水（圖3c）區(qū)域主要位于梅雨鋒云系的中軸線附近，強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)在我國(guó)西南、長(zhǎng)江中下游和日本列島。鋒面云系南北兩側(cè)的天氣現(xiàn)象無明顯差異。

4.2 第1模態(tài)

2008年6月12日0900 UTC的衛(wèi)星云圖為第1模態(tài)正位相對(duì)應(yīng)的相似云圖（圖 4a），梅雨鋒云系呈東西向分布，主要位于長(zhǎng)江以南的區(qū)域，對(duì)流主要處在梅雨鋒云系西段和中段。在500 hPa高度場(chǎng)（圖4b）上，在烏拉爾山附近和亞洲東海岸的中高緯地區(qū)為高壓脊，貝加爾湖地區(qū)和日本海為低槽。副高位置偏東，西伸點(diǎn)在140°E以東，副高脊線在20°N附近。與標(biāo)準(zhǔn)型梅雨的環(huán)流特征相比有所不同，阻塞高壓尚未形成，副高脊線位置偏南。與華南前汛期的典型兩脊一槽型相比環(huán)流形勢(shì)較為相似，只是在韃靼海峽出現(xiàn)了一個(gè)低壓中心及向南發(fā)展在日本海形成的低壓槽，且副高的范圍較廣。在地面上（圖 4c），梅雨鋒東段出現(xiàn)霧、弱降水等天氣現(xiàn)象；西段出現(xiàn)了大范圍的陣性降水和雷暴天氣。地面降水主要出現(xiàn)在鋒面云系南側(cè)，北側(cè)多為弱降水或者大霧天氣。

圖3 2005年7月10日1200 UTC與氣候態(tài)TBB最相似的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象：（a）衛(wèi)星云圖；（b）500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 3 (a)The satellite cloud map at 1200 UTC 10 July 2005 which is the most similar to the climatology of TBB and (b)the corresponding circulation patterns at 500 hPa, shading denotes the geopotential height (unit: gpm)and the black line denotes temperature (units: °C); (c)the sea level pressure (unit: hPa)and the weather factors

2007年7月20日1800 UTC的衛(wèi)星云圖（圖4d）是第1模態(tài)負(fù)位相的相似云圖。云圖上，鋒面云系自我國(guó)四川向東北呈東西向分布，云系主要由呈灰色的中低云構(gòu)成，白亮的對(duì)流云只出現(xiàn)在了長(zhǎng)江中下游和日本列島以東洋面上。500 hPa高度場(chǎng)（圖4e）上，中高緯度不存在阻塞高壓，在烏拉爾山—巴爾喀什湖西側(cè)以及我國(guó)東北—青藏高原東南側(cè)分別出現(xiàn)一個(gè)長(zhǎng)波槽，高壓脊位于西西伯利亞到天山山脈北側(cè)，呈現(xiàn)出兩槽一脊型的分布。副高偏北，北側(cè)邊界位于30°N。青藏高原及其以南地區(qū)為暖低壓控制，而我國(guó)東北以及以北地區(qū)則是由冷低壓控制。長(zhǎng)江中下游處在副高邊緣，南海水汽隨副高邊緣的氣流輸送到長(zhǎng)江中下游。在地面（圖4f）上，云系覆蓋區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大范圍的降水，強(qiáng)對(duì)流天氣主要位于長(zhǎng)江中下游和日本列島南部。

4.3 第2模態(tài)

第2模態(tài)正位相的相似云圖（圖5a）中，梅雨鋒云系呈緯向分布，西段云系的云頂亮溫要比東部低。對(duì)流云主要位于青藏高原東部和江淮地區(qū)。500 hPa高度場(chǎng)（圖5b）為標(biāo)準(zhǔn)型的梅雨形勢(shì)（雙阻型），兩個(gè)阻塞高壓分別位于鄂霍次克海和烏拉爾山。副高向北發(fā)展到30°N附近。地面（圖5c）多以強(qiáng)度不等的降水為主，沒有出現(xiàn)大范圍的強(qiáng)對(duì)流天氣。另外，在梅雨鋒前和鋒后均出現(xiàn)了霧。

第2模態(tài)負(fù)位相的相似云圖（圖5d）中，云系自我國(guó)東北向南海，呈南北向分布，兩端寬，中間窄。云頂亮溫較低的區(qū)域主要位于云系的南北兩端：渤海灣一帶以及南海到臺(tái)灣島以東。由于江淮地區(qū)并沒有強(qiáng)的對(duì)流出現(xiàn)，因此第2模態(tài)的負(fù)位相并不是典型的梅雨鋒云系模態(tài)。在相似云圖相對(duì)應(yīng)的2008年7月8日1200 UTC 500 hPa高度場(chǎng)（圖5e）上，中高緯度地區(qū)為三槽兩脊型分布，高壓脊主要位于烏拉爾山和雅庫茨克附近，三個(gè)低壓中心自東向西分別位于鄂霍次克海、北西伯利亞和里海北側(cè)。副高呈南北向帶狀（南北向長(zhǎng)，東西向短）分布，向北已經(jīng)發(fā)展到了40°N，副高東北側(cè)存在一個(gè)顯著的低壓中心，中心位置位于日本列島以東的洋面。孟加拉灣為一暖低壓控制，溫度高于－4°C，且風(fēng)場(chǎng)上存在氣旋式的閉合流場(chǎng)。我國(guó)河套西側(cè)、青藏高原東側(cè)以及西南均為高壓控制，在這些高壓區(qū)域與副高之間，為偏南的氣流，風(fēng)速較大。正是這支偏南氣流的存在，形成了南北向分布的大范圍云系。地面（圖5f）上，云系南部以降水和雷暴為主，個(gè)別區(qū)域出現(xiàn)了小范圍的霧。而云系北部，則以降水和大霧為主。

4.4 第3模態(tài)

圖4 代表第一模態(tài)的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象。正位相日期為2008年6月12日：（a）0900 UTC衛(wèi)星云圖；（b）1200 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）1200 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象。負(fù)位相日期為2007年7月20日：（d）1800 UTC衛(wèi)星云圖；（e）1800 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（f）1800 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 4 The satellite cloud maps which are the most similar to the (a)positive and (d)negative phases of EOF1, and (b, e)the corresponding circulation patterns at 500 hPa; (c, f)the sea level pressure and the weather factors. (a)0900 UTC and (b, c)1200 UTC on 12 June 2008; (d, e, f)1800 UTC 20 July 2007. Units of variables are the same as Fig. 3

圖5 代表第二模態(tài)的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象。正位相日期為2003年6月29日：（a）0000 UTC衛(wèi)星云圖；（b）0000 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）0000 UTC的海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象。負(fù)位相日期為2008年7月8日：（d）0600 UTC衛(wèi)星云圖；（e）0600 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（f）0600 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 5 The satellite cloud maps which are the most similar to the positive (a)and negative (d)phase of EOF2, and the corresponding circulation patterns on 500 hPa (b and e，0000 UTC). (c and f)are the sea level pressure and the weather factors. Time for the left and right panel are 1800 UTC on 29 June, 2003 and 0000 UTC on 8 July, 2008. Units of variables are the same as Fig. 3

圖6 代表第三模態(tài)的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象。正位相日期1999年6月23日：（a）0630 UTC衛(wèi)星云圖；（b）0600 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）0600 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象。負(fù)位相日期為2007年6月22日：（d）0300 UTC衛(wèi)星云圖；（e）0600 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（f）0300 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 6 The satellite cloud maps which are the most similar to the positive (a)and negative (d)phase of EOF3, and the corresponding circulation patterns on 500 hPa (b and d). (c and f)are the sea level pressure and the weather factors. Time for the legtand right panel are 0630 UTC on 23 June, 1999 and 0300 UTC on 22 June, 2007. Units of variables are the same as Fig. 3

圖6a是第3模態(tài)正位相的相似云圖，鋒面云系呈東北—西南向分布，云系寬度中間窄、兩端寬。亮度值低的對(duì)流活動(dòng)區(qū)主要位于云系南段——我國(guó)南部廣東、廣西一帶。在500 hPa高度場(chǎng)（圖6b）上，50°N以北的高緯度地區(qū)只在東歐平原出現(xiàn)一個(gè)阻塞高壓，堪察加半島附近還存在一個(gè)低壓中心。在30°～50°N的區(qū)域內(nèi)，存在2個(gè)低壓中心和三個(gè)高壓脊，低壓中心分別位于烏拉爾山南部和我國(guó)東北，總體上呈現(xiàn)出兩槽一脊型的分布。副高呈帶狀分布，脊線越過20°N。通過地面觀測(cè)（圖6c）發(fā)現(xiàn)，雷暴天氣主要出現(xiàn)在云系南段。降水區(qū)在梅雨鋒云系的北部，長(zhǎng)江中游以中到大雨為主，長(zhǎng)江下游以小到中雨為主。另外，梅雨鋒云系的北段——朝鮮半島一帶，降水強(qiáng)度大于云系的其它區(qū)域。此外，梅雨鋒的鋒后出現(xiàn)了局部的大霧天氣。

圖6d是第3模態(tài)負(fù)位相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星云圖，圖中云系未呈現(xiàn)帶狀，分布相對(duì)較為零散，主要在河套向南至長(zhǎng)江中上游一帶以及日本列島及其南部洋面上出現(xiàn)了較大范圍的云。云系多數(shù)為頂部呈灰色的層云，只在長(zhǎng)江中上游以及日本列島南部出現(xiàn)了云頂白亮的對(duì)流云。在500 hPa高度場(chǎng)（圖6e）上，副高范圍較廣，西伸至 95°E附近，且向北越過了 30°N。中高緯度地區(qū)大氣環(huán)流為較為復(fù)雜不存在阻塞高壓，在日本列島西部、貝加爾湖西北部以及我國(guó)天山山脈中部存在低壓槽。另外，河套西側(cè)和長(zhǎng)江中上游也有短波槽活動(dòng)，孟加拉灣地區(qū)附近被低壓中心控制，而長(zhǎng)江中下游地區(qū)則處在副高邊緣。短波槽和低壓槽的活動(dòng)使得我國(guó)河套向南至長(zhǎng)江中上游一帶以及日本列島南部出現(xiàn)了大量云系。地面（圖6f）上降水主要集中在我國(guó)河套到長(zhǎng)江中上游一帶以及日本列島，而江淮以及長(zhǎng)江中下游則出現(xiàn)了大范圍的霧。從正負(fù)模態(tài)的云系和對(duì)流分布來看，第3模態(tài)的正負(fù)位相均不對(duì)應(yīng)典型的梅雨鋒云系。

4.5 第4模態(tài)

第4模態(tài)正位相的相似云圖（圖7a）中，梅雨鋒云系主要位于長(zhǎng)江流域并向東延伸到日本島。鋒面上的云系結(jié)構(gòu)松散，且未出現(xiàn)白亮的對(duì)流云。在500 hPa高度場(chǎng)（圖7b）上，阻塞高壓活動(dòng)不明顯，中高緯度存在三個(gè)低壓中心，分別位于大高加索山脈、中西伯利亞高原和堪察加半島附近。副高范圍西伸到了105°E以西的區(qū)域。從環(huán)流形勢(shì)來看，這一分布不屬于典型梅雨。在地面（圖7c）上，沿著梅雨鋒云系分布著強(qiáng)度不大的降水，未出現(xiàn)雷暴天氣。另外，在梅雨鋒云系的南北兩側(cè)均為霧的天氣。

1998年7月4日0930 UTC的衛(wèi)星云圖（圖7d）是第4模態(tài)負(fù)位相的相似云圖，此時(shí)區(qū)域內(nèi)并未出現(xiàn)典型的梅雨鋒云系，云系主要分布在我國(guó)青藏高原東北側(cè)到內(nèi)蒙古東部一帶和 20°N以南的區(qū)域。其中 20°N以南的云系以團(tuán)狀為主，且云頂呈現(xiàn)白亮的色調(diào)，以對(duì)流性云團(tuán)為主。在500 hPa高度場(chǎng)（圖7e）上，中高緯度地區(qū)存在一個(gè)阻塞高壓，位于雅庫茨克附近，兩個(gè)低壓槽分別位于日本海西側(cè)以及巴爾喀什湖附近。副高范圍廣，強(qiáng)度強(qiáng)，不僅已經(jīng)向北越過了35°N，向西也已經(jīng)發(fā)展到110°E以西的區(qū)域，而且中心最大高度也已經(jīng)超過了5920 gpm。在地面（圖7f）上，降水區(qū)主要集中在青藏高原東北側(cè)以及華南，長(zhǎng)江中下游出現(xiàn)了零星的弱降水區(qū)及局部對(duì)流性天氣。

4.6 第5模態(tài)

第 5模態(tài)正位相的相似云圖（圖 8a）中，梅雨鋒云系東西橫貫整個(gè)研究區(qū)域，形狀上東窄西寬，且西段（青藏高原東側(cè)附近）是云頂亮溫最低的區(qū)域。在500 hPa高度場(chǎng)（圖8b）上，在烏拉爾山以東的西西伯利亞地區(qū)存在一個(gè)阻塞高壓，屬于單阻型梅雨環(huán)流。東歐平原、貝加爾湖、日本海以及西北太平洋存在低壓系統(tǒng)。副高位置偏東，西邊界位于135°E以東，脊線在20°N附近。地面降水（圖8c）主要集中在梅雨鋒云系的北部，長(zhǎng)江中下游地區(qū)和日本列島以強(qiáng)降水為主，雷暴主要分布在青藏高原東南側(cè)。霧主要出現(xiàn)在鋒面云系的北側(cè)。

圖8d是第5模態(tài)負(fù)位相的相似云圖，云系自我國(guó)東北向南海呈東北—西南向分布，其中云頂呈現(xiàn)白亮的對(duì)流云區(qū)主要位于淮河流域及南海，其他區(qū)域以云頂呈灰色的層云為主。500 hPa高度場(chǎng)（圖8e）上，中高緯度地區(qū)存在一個(gè)高壓中心和三個(gè)高壓脊，分別位于雅庫茨克附近、黑海北側(cè)、祁連山北側(cè)以及朝鮮半島；低壓中心分別位于東歐平原西部、西西伯利亞、貝加爾湖東部以及鄂霍次克海。副高向北越過30°N，但是向西僅延伸到120°E附近。我國(guó)西南部到南海一帶有冷低壓活動(dòng)，而在河套東部有短波槽南下影響淮河流域，這是兩個(gè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)對(duì)流云的主要原因。從云系分布的位置來看，與副高5880 gpm線分布相似，云系主要出現(xiàn)在5880 gpm線的西北側(cè)。從地面的觀測(cè)（圖8f）來看，降水主要出現(xiàn)在云系的北段——我國(guó)東北到華北一帶，而中段除淮河流域出現(xiàn)對(duì)流性天氣外，其他主要以大霧天氣為主。我國(guó)西南到南海一帶主要以陣性降水和對(duì)流性天氣為主。

4.7 第6模態(tài)

圖7 代表第四模態(tài)的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象。正位相日期為1999年6月27日：（a）0330 UTC衛(wèi)星云圖；（b）0600 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）0300 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象。負(fù)位相日期為1998年7月4日：（d）0930 UTC衛(wèi)星云圖；（e）1200 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（f）0900 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 7 The satellite cloud maps which are the most similar to the positive (a)and negative (d)phase of EOF4 and the corresponding circulation patterns on 500 hPa (b and d). (c and f)are the sea level pressure and the weather factors. Time for the left and right panel are 0300 UTC on 4 June, 2000 and 0930 UTC on 4 July, 1998. Units of variables are the same as Fig. 3

圖8 代表第五模態(tài)的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象。正位相日期2003年6月24日：（a）2100 UTC衛(wèi)星云圖；（b）25日0000 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）24日2200 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象。負(fù)位相日期為2007年6月30日：（d）0300 UTC衛(wèi)星云圖；（e）0600 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（f）0300 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 8 The satellite cloud maps which are the most similar to the positive (a)and negative (d)phase of EOF5, and the corresponding circulation patterns on 500 hPa (b and d). (c and f)are the sea level pressure and the weather factors. Time for the left and right panel are 2100 UTC on 24 June, 2003 and 0300 UTC on 30 June, 2007. Units of variables are the same as Fig. 3

圖9 代表第六模態(tài)的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象。正位相日期為2008年7月16日：（a）0300 UTC衛(wèi)星云圖；（b）0600 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）0300 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象。負(fù)位相日期為2008年6月16日：（d）1800 UTC衛(wèi)星云圖；（e）1800 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（f）16日1800 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 9 The satellite cloud maps which are the most similar to the positive (a)and negative (d)phase of EOF6, and the corresponding circulation patterns on 500 hPa (b and d). (c and f)are the sea level pressure and the weather factors. Time for the left and right panel are 0300 UTC on 16 July, 2008 and 1800 UTC on 16 June, 2008. Units of variables are the same as Fig. 3

2008年7月16日0300 UTC的云圖（圖9a）與第6模態(tài)正位相最為相似，從云系分布來看，沒有出現(xiàn)橫貫東西的大片云系。另外，在西太平洋洋面上出現(xiàn)了一個(gè)臺(tái)風(fēng)云系。在500 hPa高度場(chǎng)（圖9b）上，在中高緯度地區(qū)出現(xiàn)了兩個(gè)阻塞高壓，分別位于烏拉爾山西南側(cè)和雅庫茨克附近。副高位置偏東，位于 130°E以東的區(qū)域，并且向北越過了30°N。在呂宋島附近有一個(gè)臺(tái)風(fēng)低壓。在地面（圖9c）上，我國(guó)長(zhǎng)江中下游以及華南大部均未出現(xiàn)大范圍的降水，強(qiáng)降水和對(duì)流性天氣主要位于我國(guó)東北地區(qū)和呂宋島附近。

2008年6月16日1800 UTC的衛(wèi)星云圖（圖9d）與第6模態(tài)負(fù)位相的空間分布最為相似。云圖上，以35°N為界可以將云系劃分為南北兩部分，其中北部云系呈西北—東南向分布，云系主要以灰色到灰白色的色調(diào)為主；而南部的云系呈東北—西南向分布，其中在我國(guó)南部及其沿海出現(xiàn)了色調(diào)呈白亮的對(duì)流云。500 hPa高度（圖9e）上，中高緯度地區(qū)在烏拉爾山南側(cè)存在一個(gè)阻塞高壓，而在130°E附近存在一個(gè)高壓脊；另外，西西伯利亞到貝加爾湖一帶存在一個(gè)低壓中心，冷空氣隨低壓槽不斷南下影響我國(guó)。此時(shí)，副高雖然已經(jīng)越過25°N，但是僅位于125°E以東的洋面上。孟加拉灣地區(qū)為一個(gè)低壓中心控制。地面（圖9f）上，北部的云系主要以降水和大霧天氣為主，而南部的云系則自北向南依次出現(xiàn)了大霧、降水和對(duì)流性天氣。

4.8 第7模態(tài)

第7模態(tài)正位相與2003年7月19日0600 UTC的云圖（圖 10a）最為相似。此時(shí)，僅在西南地區(qū)和長(zhǎng)江中上游出現(xiàn)了較大范圍的云系，而在 120°E以東的區(qū)域內(nèi)僅在中國(guó)東海地區(qū)存在一個(gè)中尺度對(duì)流系統(tǒng)；而從浙江東部到日本島，則存在一條較窄的由色調(diào)呈灰色到灰白色的中低云組成的云帶。此外，日本島附近還存在由片狀層云和團(tuán)狀對(duì)流云組成的云系，但空間范圍較小。500 hPa高度場(chǎng)（圖10b）上，50°N以北的高緯地區(qū)，只在外興安嶺附近出現(xiàn)一個(gè)阻塞高壓。中緯地區(qū)為兩槽兩脊型，兩個(gè)低壓槽分別位于地中海附近和朝鮮半島，兩個(gè)高壓脊分別位于天山山脈西側(cè)和日本島北部。副高范圍較小，主要位于臺(tái)灣島以東的洋面上。在地面（圖 10c）上，長(zhǎng)江中上游出現(xiàn)了大范圍的降水和雷暴，浙江東部只出現(xiàn)了雷暴，并無降水發(fā)生。日本島也主要以雷暴為主，并未出現(xiàn)大范圍降水。另外，在長(zhǎng)江中上游梅雨鋒云系的南側(cè)出現(xiàn)大范圍的霧。

2001年6月23日0930 UTC的衛(wèi)星云圖（圖10d）與第 7模態(tài)負(fù)位相的空間分布最為相似，此時(shí)河套地區(qū)存在一片由多個(gè)團(tuán)狀云團(tuán)所構(gòu)成的云區(qū)。另外，自朝鮮半島到臺(tái)灣海峽有一條南北向分布的云系。與中國(guó)地區(qū)典型的梅雨鋒云系分布相比，第7模態(tài)負(fù)位相的云系位置更偏東、徑向度更大。其中，在臺(tái)灣海峽附近，云系表現(xiàn)出明顯的螺旋狀，為一個(gè)熱帶低壓系統(tǒng)或者是臺(tái)風(fēng)的云系。在500 hPa高度場(chǎng)（圖10e）上，中高緯度為兩槽兩脊型，兩個(gè)高壓脊分別位于中西伯利亞高原和烏拉爾山附近，低壓槽分別位于西西伯利亞到天山山脈北側(cè)以及鄂霍次克海到日本海一帶。副高位置偏東，5880 gpm線向北已經(jīng)發(fā)展到日本列島，中心最大強(qiáng)度超過5960 gpm。臺(tái)灣海峽附近存在一個(gè)低壓系統(tǒng)，正是該低壓系統(tǒng)與朝鮮半島附近短波槽的共同作用，才形成了一條南北向分布的寬廣云系。河套到渤海灣一帶為低壓系統(tǒng)所控制，在其西北側(cè)則是一個(gè)閉合的高壓中心。該區(qū)域內(nèi)的由多個(gè)團(tuán)狀云團(tuán)所構(gòu)成的云區(qū)正是由這一低壓所引起。地面（圖10f）上，降水主要集中在臺(tái)灣海峽、長(zhǎng)江下游以及朝鮮半島到日本列島一帶，對(duì)流性天氣主要出現(xiàn)在我國(guó)的華南沿海、河套附近以及長(zhǎng)江下游地區(qū)。

由上面的分析可知，梅雨鋒云系主導(dǎo)模態(tài)的正負(fù)位相對(duì)應(yīng)的異常的云系分布和環(huán)流形勢(shì)并不是完全相反的關(guān)系。前面提到，梅雨鋒環(huán)流系統(tǒng)包含多個(gè)成員。當(dāng)特定主導(dǎo)模態(tài)的正位相發(fā)生時(shí)，其原因是一個(gè)或多個(gè)成員的強(qiáng)度和位置發(fā)生變化；而負(fù)位相發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的環(huán)流成員強(qiáng)度和位置則發(fā)生相反的異常變化。由于這些異常都疊加在氣候態(tài)的梅雨鋒云系和相應(yīng)環(huán)流分布的背景上，因此正負(fù)位相并不表現(xiàn)出相反的關(guān)系。

5 結(jié)論

本文利用EOF分析方法提取了1998～2008年梅雨活躍期內(nèi)的衛(wèi)星TBB距平的前7個(gè)主導(dǎo)模態(tài)，討論了其空間分布和主分量時(shí)間序列特征，并總結(jié)了不同模態(tài)正負(fù)位相發(fā)生時(shí)相對(duì)應(yīng)的環(huán)流形勢(shì)和天氣特征，得到的主要結(jié)論如下：

（1）梅雨活躍期內(nèi)TBB距平的前7個(gè)模態(tài)為獨(dú)立模態(tài)，研究區(qū)域的TBB分布可以用氣候態(tài)和7種相互獨(dú)立的空間分布模態(tài)來進(jìn)行描述。氣候態(tài)上，梅雨鋒表現(xiàn)為一條橫貫東西的云系，其南北分別為少云或晴空區(qū)，南部對(duì)應(yīng)副高、北部對(duì)應(yīng)地面冷高壓控制。另外，西南地區(qū)東部和華南西部的云區(qū)也說明了在梅雨期，高原東移小槽和季風(fēng)云涌均活躍的特點(diǎn)。

圖10 代表第七模態(tài)的衛(wèi)星云圖及其大氣環(huán)流和主要天氣現(xiàn)象。正位相日期和時(shí)間為2003年7月19日0600 UTC：（a）衛(wèi)星云圖；（b）500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（c）海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象。負(fù)位相日期和時(shí)間為2001年6月23日：（d）0930 UTC衛(wèi)星云圖；（e）1200 UTC 500 hPa大氣環(huán)流（彩色陰影為高度場(chǎng)，單位：gpm；黑色等值線為溫度場(chǎng)，單位：°C）；（f）0900 UTC海平面氣壓（單位：hPa）和地面天氣現(xiàn)象Fig. 10 The satellite cloud maps which are the most similar to the positive (a)and negative (d)phase of EOF7, and the corresponding circulation patterns on 500 hPa (b and d). (c and f)are the sea level pressure and the weather factors. Time for theleft and right panel are 0600 UTC on 19 July, 2003 and 0930 UTC on 23 June, 2001. Units of variables are the same as Fig. 3

（2）與氣候態(tài)不同，另外7個(gè)獨(dú)立模態(tài)則反映了梅雨期間云系主要的異常特征，各模態(tài)相似云圖中的云系出現(xiàn)了位置偏移與形狀變化，表明了梅雨鋒云系隨主導(dǎo)天氣系統(tǒng)的演變而發(fā)生斷裂、減弱、消散、重建的具體過程。

（3）從大氣環(huán)流特點(diǎn)來看，氣候態(tài)對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流為三阻型梅雨形勢(shì)。而7個(gè)主導(dǎo)模態(tài)的大氣環(huán)流基本可以劃分為兩類，一類為阻塞高壓型，中高緯地區(qū)存在阻塞高壓的活動(dòng)，這在第 2模態(tài)正位相，第4模態(tài)負(fù)位相，第5模態(tài)正位相，第6模態(tài)正、負(fù)位相以及第7模態(tài)正位相都可以看到這一特點(diǎn)。另一類為槽脊型，中高緯地區(qū)阻塞高壓活動(dòng)不明顯，等高線為一槽兩脊或兩槽一脊型分布，在第1模態(tài)正、負(fù)位相，第2模態(tài)負(fù)位相，第3模態(tài)負(fù)位相，第4模態(tài)正位相，第5模態(tài)負(fù)位相，第7模態(tài)負(fù)位相對(duì)應(yīng)的環(huán)流形勢(shì)都是如此。

總的來看，研究梅雨鋒云系的主要模態(tài)及其相應(yīng)的環(huán)流形勢(shì)和主要天氣現(xiàn)象的分布，可幫助我們了解與之密切相關(guān)的天氣系統(tǒng)的變化、以及天氣系統(tǒng)之間相互作用的情況，對(duì)梅雨期天氣形勢(shì)變化的預(yù)測(cè)具有一定參考意義。

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