中國東部降水的氣候模態(tài)及雨季劃分

于群，吳煒，周發(fā)琇，王啟

(1．山東省氣象臺，山東 濟(jì)南 250031;2．中國海洋大學(xué)海洋—大氣相互作用與氣候?qū)嶒炇?，山東 青島2 66100)

中國東部降水的氣候模態(tài)及雨季劃分

于群1，吳煒1，周發(fā)琇2，王啟2

(1．山東省氣象臺，山東 濟(jì)南 250031;2．中國海洋大學(xué)海洋—大氣相互作用與氣候?qū)嶒炇?，山東 青島2 66100)

應(yīng)用中國東部地面觀測氣候平均候降水量數(shù)據(jù)和諧波分析方法，研究了華南、長江中下游、淮河流域、華北四個區(qū)域降水的年變化特征，特別是夏季風(fēng)降水的階段性和區(qū)域特征，并對構(gòu)成降水年變化的氣候分量進(jìn)行分析，將各區(qū)降水年變化分解為年循環(huán)模態(tài)、季節(jié)模態(tài)、季節(jié)內(nèi)振蕩和月內(nèi)振蕩四個氣候模態(tài)。結(jié)果表明:不同模態(tài)間的相互調(diào)制對降水的階段性和區(qū)域性具有重要影響，年循環(huán)是影響雨季的主要模態(tài)，季節(jié)和季節(jié)內(nèi)振蕩模態(tài)對決定主汛期起重要作用?；跉夂蚰B(tài)劃分中國東部雨季和主汛期，方法簡單，結(jié)果客觀合理。

中國東部;降水氣候模態(tài);區(qū)域特征;雨季劃分

1 數(shù)據(jù)和方法

采用中國國家氣候中心1971—2000年全國722個地面測站候平均降水量資料。候數(shù)據(jù)比旬、月數(shù)據(jù)更細(xì)致，適于季節(jié)、季節(jié)內(nèi)現(xiàn)象的研究。我國傳統(tǒng)的候計時法，是將候與月、旬匹配，故一年為72候。各候?qū)嶋H天數(shù)不等同，因此本研究對原始序列做了日均處理，對各候做實際天數(shù)的平均，構(gòu)成72個日均值的候序列。

應(yīng)用諧波分析方法，它是研究不同尺度氣候問題的常用工具(胡基福，1996)。運用這一簡單方法將降水分為年循環(huán)模態(tài)(1波，365 d)、季節(jié)模態(tài)(2—4波，90—180 d)、季節(jié)內(nèi)振蕩模態(tài)(即 CISO，5—12波，30—72 d)、月內(nèi)振蕩模態(tài)(13—36波，10—30 d)(Yu et al.，2012)。從華南至華北分為4個區(qū)域:華南地區(qū)(110 ～122°E，20 ～28°N);長江中下游地區(qū)(110～122°E，28 ～32°N);淮河流域(110～122°E，32 ～35°N);華北地區(qū)(115 ～125°E，35 ～42°N)(王遵婭和丁一匯，2008)，上述劃分較好地反映了中國東部(因資料原因，不含臺灣)降水的典型區(qū)域特性。對各區(qū)降水量做平均處理，以消除區(qū)內(nèi)氣候差異的影響，突出區(qū)域氣候的共性，以有效比較各區(qū)的氣候特征。

2 我國東部降水的時空演變

2.1 經(jīng)向變化

將東部各區(qū)日降水量做緯向平均，其經(jīng)向—時間剖面(圖1)刻畫了區(qū)域差異，清晰顯示出冬、夏季風(fēng)對東部降水的影響。在冬季風(fēng)的鼎盛期，從第65候到翌年第2候，一年之中降水最少。華北在夏季風(fēng)控制下形成的雨季僅有4個月左右，之后降水迅速減少，冬季風(fēng)開始活躍并控制華北達(dá)6～7個月(孫繼松等，1999)，從第52候到翌年第30候，華北處于少雨期;隨著冬季風(fēng)向南推進(jìn)，淮河流域從第57候起進(jìn)入少雨期，持續(xù)到翌年第20候，短于華北;長江中下游地區(qū)冬季降雨明顯比華北偏多，且長江中下游地區(qū)南北部差異較大。3月底4月初華南降水量增多，這一階段是東亞副熱帶夏季風(fēng)季節(jié)循環(huán)的起始和孕育階段，東亞大氣環(huán)流已經(jīng)開始由冬季型向夏季型轉(zhuǎn)變(何金海等，2010)。6月中旬東亞夏季風(fēng)突然從華南向北推進(jìn)到長江流域，梅雨季開始(丁一匯等，2007)。

圖1 中國東部各區(qū)日降水量的緯度—時間剖面(單位:mm/d)Fig.1 Latitude-time cross-section of daily mean precipitation in eastern China(units:mm/d)

表1 中國東部各區(qū)逐月降水量占年降水量的百分比Table 1 Percentage of monthly precipitation in annual one in each subarea of eastern China %

一般認(rèn)為4—6月為華南前汛期，7—9月受赤道輻合帶和臺風(fēng)的影響，形成華南后汛期，降水主要集中在24°N以南，降水量弱于前汛期。中國東部雨帶自南向北移動，華南前汛期后期，隨著夏季風(fēng)北上，長江流域進(jìn)入主汛期，即梅雨期，隨后淮河流域進(jìn)入主汛期，比華北提前1～2候。第40—44候，華北北部進(jìn)入一年中的多雨期，第45候雨帶又南撤至36～38°N，華北多雨期結(jié)束。在冬季風(fēng)爆發(fā)的前期和后期，華南和長江中下游都有一段相對多雨期，而同期華北降水較少;夏季風(fēng)爆發(fā)后，雨帶自華南向北推進(jìn)，長江流域降水集中在梅雨期，之后還有一個雨量較為集中的時段，但淮河流域和華北卻只有一個峰值。這反映出季風(fēng)氣候在不同區(qū)域具有明顯差異。華南、長江中下游、淮河流域、華北日降水量依次遞減，分別為 4.5、3.9、2.2、1.7 mm/d。

2.2 年變化的區(qū)域性

華南、長江中下游、淮河流域、華北平均降水量的年變化(表1)，與冬、夏季風(fēng)的演變密切相關(guān)，冬季風(fēng)降水偏少，夏季風(fēng)降水多而集中。在冬、夏季風(fēng)的不同階段，不同區(qū)域的降水量表現(xiàn)不同，尤其是主汛期具有跳躍式推進(jìn)的氣候特征。夏季對年降水量的貢獻(xiàn)，淮河流域和華北遠(yuǎn)大于華南。夏季風(fēng)爆發(fā)后，自南向北各區(qū)降水量比例最大的月份依次是6月(15.7%)、6 月(16.8%)、7 月(20.7%)、7 月(27.6%)，所占比例依次增大。7、8月為淮河流域和華北降水較多月份，分別占年降水量的36.3%和51.3%;6月兩地所占比例持平;其他各月，淮河流域大于華北。各區(qū)降水集中的半年時段，華南、長江中下游為3—8月，淮河和華北為5—10月。6個月降水量占年降水量比例依次是72.8%、70.0%、77.1%、87.3%。由此可見，北方降水受季風(fēng)的影響更顯著，雨季和干季的差異更突出。

由日降水量的年變化(圖2)可以看到，華南、長江中下游分別在第34、35候達(dá)到年最大值。華南降水量呈雙峰型，第25—35候日降水量持續(xù)維持在7.5 mm/d以上，最大值為10.1 mm/d;第41—50候基本維持在5.2 mm/d以上，第45候達(dá)7.6 mm/d。長江中下游年降水量呈準(zhǔn)雙峰型，最大值達(dá)10.0 mm/d，第43—48候(8月)的峰值較弱?；春恿饔蚰杲邓勘热A北多，第40—46候卻不及華北(最大值時段)，年內(nèi)其他時段基本都多于華北。

圖2 中國東部各區(qū)候平均的日降水量的年變化Fig.2 Annual variations of pentad mean of daily precipitation in each subarea of eastern China

3 東部降水的氣候模態(tài)

我國東部降水年變化的基本形勢(圖1、2)為冬少夏多，大值出現(xiàn)在夏半年。觀察發(fā)現(xiàn)，在年變化的背景下，降水的年變化是由不同的氣候分量構(gòu)成的，本節(jié)將把各區(qū)降水量的年變化用諧波分析方法分解為不同的氣候分量，即氣候模態(tài)，并分析各模態(tài)的基本特征及其對降水的貢獻(xiàn)。

3.1 四個模態(tài)的方差貢獻(xiàn)

諧波分析的復(fù)譜從1波往高波數(shù)的分布呈負(fù)指數(shù)遞減，這種負(fù)指數(shù)分布與降水強(qiáng)度和時間、暴雨面深關(guān)系等若干降水統(tǒng)計分布呈負(fù)指數(shù)分布(張學(xué)文和馬力，1992)一致。東部各區(qū)降水4個模態(tài)對降水量的相對方差貢獻(xiàn)仍然接近負(fù)指數(shù)分布(表2)，其共同點是第1模態(tài)的貢獻(xiàn)占絕對優(yōu)勢，其他模態(tài)的貢獻(xiàn)依次迅速遞減，同時存在區(qū)域差異。第1模態(tài)即年循環(huán)，其相對方差貢獻(xiàn)自南向北依次減小，華南最大(88.7%)，華北最小(70.8%)，與日降水量的南北差異一致，年循環(huán)正是降水量年變化的基本趨勢，是其他模態(tài)演變的背景。季節(jié)模態(tài)與年循環(huán)不同，相對方差貢獻(xiàn)從南向北依次增大，華南和長江中下游的量級接近，淮河流域和華北地區(qū)相對于南方增加一個量級，華北最大(26.0%)，約是淮河流域的2.5倍，表明夏季風(fēng)降水在北方尤為重要，對年降水量的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于南方。華北的季節(jié)內(nèi)振蕩貢獻(xiàn)最小(只有0.8%)，而長江中下游地區(qū)最大(9.2%)，是華南地區(qū)的兩倍多，這可能是長江中下游主汛期降水多變的重要原因;王遵婭和丁一匯(2008)、黃菲等(2008)也指出長江中下游季節(jié)內(nèi)振蕩信號最強(qiáng)?；春恿饔虻脑聝?nèi)振蕩貢獻(xiàn)最大(6.1%)，約是華北地區(qū)的3倍，華南地區(qū)和長江中下游接近，居中。長江中下游地區(qū)CISO貢獻(xiàn)約是月內(nèi)振蕩的2倍;淮河流域和華北地區(qū)都是月內(nèi)振蕩貢獻(xiàn)大于CISO;華南地區(qū)的二者貢獻(xiàn)相似(約4%)。相對于氣候模態(tài)，由原始降水量(圖1、2)得到的信息是有限的，前兩個模態(tài)的相對方差貢獻(xiàn)都十分顯著，由原始值與前兩個模態(tài)合成之差可以得到低頻振蕩信號，各區(qū)雨季的低頻振蕩信號都更強(qiáng)，振幅較大，對雨季和主汛期起訖起著重要作用。

表2 中國東部各區(qū)各模態(tài)的相對方差貢獻(xiàn)Table 2 Relative variance contribution of different climatic modes in each subarea of eastern China %

3.2 四個模態(tài)對降水年變化的影響

3.2.1 年循環(huán)模態(tài)和季節(jié)模態(tài)

季風(fēng)氣候的一個典型特征是冬干夏濕的年變化，年循環(huán)模態(tài)與地—氣熱力系統(tǒng)的年循環(huán)有關(guān)，是行星風(fēng)帶年內(nèi)南北移動的結(jié)果，反映了降水年變化的氣候背景。文中圖示各模態(tài)曲線變化是相對于基波的振幅(圖3、4)。華南至華北年循環(huán)模態(tài)的峰值變化(圖3a)正是夏季風(fēng)雨帶自南向北推進(jìn)的結(jié)果，位相依次延后，但華南與長江中下游位相相近，淮河與華北基本相同，峰值從南到北分別位于第32、33、40、41候，長江中下游比華南推遲1候，淮河流域與華北也只差1候。華南的正值區(qū)間為第15—50候，長江中下游為第16—51候，淮河為第22—57候，華北為第23—58候，與各區(qū)降水偏多時段一致(第2.2節(jié))。從年循環(huán)來看，就降水氣候特征而言，長江中下游以南與以北地區(qū)有明顯差異，具有各自的階段特性。

圖3 中國東部各區(qū)日降水量年循環(huán)模態(tài)(a)和季節(jié)模態(tài)(b)Fig.3 (a)Annual cycle mode and(b)seasonal mode of daily precipitation in each subarea of eastern China

季節(jié)模態(tài)見圖3b，它是冬、夏季風(fēng)在年內(nèi)此消彼長，處于各自盛期或處于二者過渡期，因環(huán)流等條件差異導(dǎo)致的不同降水階段。季節(jié)模態(tài)很好地反映了各區(qū)雨季降水的集中階段，其中:華南具有顯著的雙峰型，峰值在第28候(前汛期)和第50候(后汛期)，前一個峰值時間與夏季風(fēng)在南海地區(qū)的突然爆發(fā)一致;長江中下游為準(zhǔn)雙峰型，第二峰值較弱，主峰值第35候正好位于梅雨典型時段6月17日—7月8日(丁一匯等，2007);淮河流域和華北為單峰型，峰值依次在第40候和第42候，第40候位于淮河流域梅雨期，第42候正是華北“七下八上”的降雨集中期。

3.2.2 季節(jié)內(nèi)振蕩和月內(nèi)振蕩模態(tài)

氣候意義下，降水的季節(jié)內(nèi)振蕩和月內(nèi)振蕩模態(tài)可以認(rèn)為具有振蕩位相鎖定特征，各區(qū)CISO和月內(nèi)振蕩(圖4)基本上都是夏半年比冬半年振蕩明顯，尤其華北夏季月內(nèi)振蕩振幅顯著。相鄰區(qū)域模態(tài)在不同時段存在著關(guān)聯(lián)，第31—45候(6—8月中旬)華南、長江中下游、淮河流域CISO步調(diào)相似，但位相依次滯后;而華北與淮河流域在第31—39候(6—7月中旬)、第43—49候(8—9月初)CISO基本一致。華南CISO最大峰值出現(xiàn)在第33候，與降水最大值接近，它與出現(xiàn)在第28候的季節(jié)模態(tài)峰值共同造就了華南4—6月的前汛期;另外，第45候的峰值與季節(jié)模態(tài)在第50候的峰值都對華南7—9月的后汛期有重要貢獻(xiàn)。長江中下游CISO最大峰值出現(xiàn)在第35候，與季節(jié)模態(tài)的峰值重疊，強(qiáng)化了梅雨主汛期?；春恿饔駽ISO在第38候的峰值加強(qiáng)了主汛期。華北CISO振幅雖然較小，但它第43候的峰值對華北主汛期也有貢獻(xiàn)?？梢奀ISO和季節(jié)模態(tài)對主汛期的形成起重要作用。就月內(nèi)振蕩(圖4b)而言，華南地區(qū)和長江中下游除12月、1月外，其他月份的振幅都較大，淮河流域和華北地區(qū)在第25—60候(5—10月)振幅較大，其中淮河流域在第31—36候(6月)最強(qiáng)，華北地區(qū)在第42—50候振幅較大。

4 基于氣候模態(tài)的雨季和主汛期劃分

雨季是指一年中降水較多的時段，一般來說其降水量占年總量的70%左右，而主汛期的降水尤為集中。通常通過判斷降水量的變化來確定雨季的起訖時間。張家誠(1991)以旬降水量大于年降水量4%作為雨季開始。丁菊麗等(2009)選用華南74個代表站，分析認(rèn)為4月第1候—6月第6候是平均意義上的華南前汛期。強(qiáng)學(xué)民和楊修群(2008)取22～25°N華南32個站，將華南前汛期定義為第19—34候。劉海文和丁一匯(2008)用半客觀方法確定出華北汛期的起訖日期為6月30日—8月18日。通過采用諧波分析構(gòu)建氣候序列，Wang(1994)研究了熱帶降水的氣候區(qū)劃;Wang and Lin(2002)探討了亞太季風(fēng)區(qū)各區(qū)雨季的差異與聯(lián)系。氣候模態(tài)的疊加能有效反映降水年變化的基本特征，尤其是雨季和主汛期(圖5)，根據(jù)氣候模態(tài)的合成來確定雨季、主汛期起訖具有明確的物理意義。各模態(tài)相互調(diào)制，共同決定雨季、主汛期的形成，而僅利用原始降水量是難以實現(xiàn)的。

4.1 雨季劃分

圖4 中國東部各區(qū)日降水量季節(jié)內(nèi)振蕩模態(tài)(a)和月內(nèi)振蕩模態(tài)(b)Fig.4 (a)Intra-seasonal and(b)intra-monthly oscillation modes of daily precipitation in each subarea of eastern China

雨季的劃分因地而異，各地并無統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。本文根據(jù)各氣候模態(tài)對降水年變程的貢獻(xiàn)，確立了一個簡單有效、且普遍適用的方法來劃分東部雨季，即以年循環(huán)、季節(jié)和CISO三模態(tài)疊加后大于等于日降水量的出現(xiàn)候作為雨季開始候，而以小于均值的前一候作為雨季結(jié)束候。圖5a中非負(fù)值區(qū)間正是前三個模態(tài)大于等于基波值時段，也就是雨季持續(xù)區(qū)間。各區(qū)前三個模態(tài)對降水量的方差貢獻(xiàn)都超過94%(表2)，而月內(nèi)振蕩貢獻(xiàn)相對較小，且頻率較高、變化較快，因而以此確定雨季是合理的。雨季劃分結(jié)果見表3，各區(qū)雨季降水量約占全年的70%，可見這種劃分方法符合氣候規(guī)律，其中華南雨季在第17—50候，持續(xù)34候，僅比年循環(huán)正值區(qū)短2候;長江中下游在第15—50候，持續(xù)36候，與年循環(huán)正值區(qū)間基本接近;淮河流域在第24—53候，持續(xù)30候;華北在第30—51候，持續(xù)21候，基本以年循環(huán)峰值為對稱，位于正值區(qū)中部，可見年循環(huán)是影響雨季的主要模態(tài)。自南向北，長江中下游雨季最長，華北最短，短于前者15候;華南、長江中下游、淮河流域、華北雨季降水量占年總量的比例分別為71.8%、71.3%、70.3%和 72.8%，以此確定的雨季，華南、長江中下游、淮河流域、華北日降水量分別大于5.0、4.0、2.0和1.6 mm/d，自南向北日降水量遞減。

圖5 中國東部各區(qū)日降水量前3個模態(tài)(a)和第2、3模態(tài)(b)合成曲線Fig.5 Composite curves of(a)the first three modes，and(b)the second and third modes of daily precipitation in each subarea of eastern China

表3 中國東部各區(qū)雨季、主汛期的劃分結(jié)果Table 3 Division of rainy season and flood season in each subarea of eastern China

4.2 主汛期劃分

主汛期是雨季中降水最為集中的時段，期間CISO極為活躍，對季節(jié)模態(tài)調(diào)制也最為顯著。CISO和季節(jié)模態(tài)合成(圖5b)的主要正值區(qū)間與各地主汛期(表3)相吻合。華南雨季出現(xiàn)了三個正值時段，其中第25—35候持續(xù)時間最長、振幅最大，可以確定為當(dāng)?shù)刂餮雌?，這與丁菊麗等(2009)、強(qiáng)學(xué)民和楊修群(2008)關(guān)于華南降水最集中時段的研究結(jié)果是統(tǒng)一的。長江中下游雨季有兩個正值區(qū)間(圖5b)，其中第32—38候非常顯著，它與丁一匯等(2007)確定的氣候平均梅雨期6月17日—7月8日非常一致?；春恿饔蚝腿A北雨季的正值時段位于第35—45候和第36—48候。由此確定的華北主汛期，與劉海文和丁一匯(2008)得出的華北汛期始于6月30日止于8月18日的結(jié)果基本一致。日降水量分析表明，華南≥7.5 mm/d，長江中下游≥6.0 mm/d，淮河流域和華北≥4.0 mm/d，說明由CISO和季節(jié)模態(tài)共同確定的主汛期，符合降水實際情況。季節(jié)模態(tài)決定了主汛期的態(tài)勢，而CISO則確定了主汛期的起止，主汛期降水量自南向北依次為470.0、274.9、293.1、350.8 mm。華南和長江中下游地區(qū)不止一個汛期，而淮河流域和華北地區(qū)有且只有一個汛期。本文確定的長江中下游地區(qū)主汛期與氣候意義的梅雨期一致，它與淮河流域和華北主汛期相比，持續(xù)時間較短，降水量也不及后兩者;然而它只是長江中下游的汛期之一，屬于該區(qū)的最強(qiáng)降水時段。除了7—8月中旬外，長江中下游地區(qū)降水基本都多于淮河流域和華北，尤其上半年差值顯著。

5 結(jié)論

1)中國東部季風(fēng)區(qū)降水年變化反映了季風(fēng)氣候的共性和區(qū)域間差異，隨著冬、夏季風(fēng)此消彼長，雨帶呈季節(jié)性南北移動，在夏季風(fēng)期間尤為突出。主汛期自南向北推遲，從華南到長江中下游是漸變的，而長江中下游到淮河流域和華北具有突變性，淮河流域、華北之間具有漸變性，北方受季風(fēng)影響干濕季更明顯。對中國東部適當(dāng)分區(qū)可有效體現(xiàn)降水的階段性與區(qū)域性。

2)采用簡單的諧波分析方法，從降水量年變化中有效分離出年循環(huán)、季節(jié)、季節(jié)內(nèi)、月內(nèi)振蕩四個氣候模態(tài)，其中年循環(huán)模態(tài)反映了年變化的基本趨勢;季節(jié)模態(tài)體現(xiàn)了季風(fēng)進(jìn)退對降水的影響，并顯示出華南、長江中下游雨季雙峰型和淮河流域、華北雨季單峰型特征;長江中下游季節(jié)內(nèi)振蕩最強(qiáng)，淮河流域月內(nèi)振蕩最強(qiáng)，相鄰區(qū)域在不同模態(tài)的不同時段存在著關(guān)聯(lián)。四個模態(tài)的劃分反映了降水的統(tǒng)計分布規(guī)律，對于理解降水的階段性以及區(qū)域氣候形成的機(jī)理具有重要意義。

3)定義年循環(huán)和季節(jié)、CISO三個模態(tài)大于等于基波時段為雨季，各區(qū)雨季降水量都占全年70%左右，日降水量分別超過 5.0、4.0、2.0、1.6 mm·d-1。由季節(jié)、CISO模態(tài)確定的主汛期，分別位于華南前汛期的后期，長江中下游的梅雨期，而淮河流域和華北的主汛期，處于長江中下游地區(qū)主次汛期之間，期間日降水量自南向北依次達(dá)到7.5、6.0、4.0、4.0 mm·d-1。以前三個模態(tài)定義雨季，以第二、三模態(tài)確定主汛期，是客觀合理的劃分方法，以此決定的雨季和主汛期，符合降水規(guī)律，呈現(xiàn)出中國東部雨季和主汛期的時空變化特征。

區(qū)域劃分大小要適中，過大會掩蓋區(qū)內(nèi)的重要氣候差異，過小則不宜反映區(qū)內(nèi)的氣候共性。本文對華南的劃分較大，但反映了區(qū)域共性，華南的降水氣候特征是很復(fù)雜的(王遵婭和丁一匯，2008)。另外李麗平等(2012)指出，總降水量的時間變化對強(qiáng)降水量、強(qiáng)降水概率、暴雨概率有很好的指示意義;本文通過分析平均降水量(即總降水量)，大致可以推斷出強(qiáng)降水量、強(qiáng)降水概率、暴雨概率的分布。降水是氣候預(yù)測中的難題，更多、更好的方案仍在探索之中。氣候模態(tài)的分析提供了一個探索預(yù)測方法的新思路，探討其年代際、年際變化可為降水預(yù)測提供參考依據(jù)。

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(責(zé)任編輯:倪東鴻)

Climate modes of precipitation in eastern China and division of rainy season

YU Qun1，WU Wei1，ZHOU Fa-xiu2，WANG Qi2
(1.Shandong Meteorological Observatory，Ji'nan 250031，China;2.Laboratory of Ocean-Atmosphere Interaction and Climate(OAC)，Ocean University of China，Qingdao 266100，China)

Using the climatological mean pentad precipitation data in eastern China，annual variations of monsoon precipitation within the four subareas，i.e.South China，the middle-lower reaches of Yangtze River，Huaihe Basin and North China，are studied.Especially the stages and regional features of summer monsoon precipitation are discussed in detail.By harmonic analysis method，climatological variation of precipitation within each subarea is decomposed into annual cycle mode，seasonal mode，intra-seasonal oscillation mode and intra-monthly oscillation mode.Results show that the impact of interactions among the four modes on the stages and regional features of precipitation are significant.The annual cycle mode is the main mode influencing rainy season，and the seasonal mode and CISO(climatological intraseasonal oscillation)mode are important to determine the flood season.Based on the four climate modes，a new division method of rainy season and flood season in eastern China is put forward.It may be more objective and reasonable as compared to former division methods，though the method is simple.

eastern China;climate mode of precipitation;regional feature;division of rainy season

P462

A

1674-7097(2014)03-0378-07

于群，吳煒，周發(fā)琇，等.2014.中國東部降水的氣候模態(tài)及雨季劃分［J］.大氣科學(xué)學(xué)報，37(3):378-384.

Yu Qun，Wu Wei，Zhou Fa-xiu，et al.2014.Climate modes of precipitation in eastern China and division of rainy season［J］.Trans Atmos Sci，37(3):378-384.(in Chinese)

0 引言

降水是重要的氣候要素之一，也是描述季風(fēng)氣候的主要變量。中國東部是典型的季風(fēng)區(qū)，降水的年變化受冬、夏季風(fēng)影響，夏季風(fēng)很大程度決定了年降水量，尤其是我國東部的北方地區(qū)。楊廣基和劉家銘(1987)指出，東部地區(qū)降水與東亞環(huán)流季節(jié)演變有密切聯(lián)系。季風(fēng)是一種年循環(huán)現(xiàn)象，Murakamiet al.(1986)認(rèn)為，季風(fēng)區(qū)存在顯著的季節(jié)變化和季節(jié)內(nèi)振蕩。Lau et al.(1988)進(jìn)一步指出，東亞季風(fēng)可分為季節(jié)、季節(jié)內(nèi)和年際變化三種時間尺度，東亞季風(fēng)區(qū)主要雨帶的突跳與季節(jié)內(nèi)振蕩(intraseasonal oscillation，ISO)和季節(jié)循環(huán)的位相鎖定有關(guān)。Wang and Xu(1997)發(fā)現(xiàn)，北半球夏季風(fēng)的氣候季節(jié)內(nèi)振蕩(climatological intraseasonal oscillation，CISO)有著顯著統(tǒng)計意義，氣候季節(jié)內(nèi)振蕩疊加在季節(jié)變化之上，并存在區(qū)域差異。李崇銀(1991)指出，北半球中高緯度與熱帶季節(jié)內(nèi)振蕩相互作用對降水至關(guān)重要。近幾年研究(黃平和黃榮輝，2010;徐敏等，2010;尹志聰?shù)龋?011)表明，中國東部降水的低頻振蕩與亞洲夏季風(fēng)的低頻變化有著密切關(guān)系。氣候系統(tǒng)具有不同時空尺度，各尺度間存在相互作用。Meehl et al.(2001)提出了一個氣候系統(tǒng)時空尺度相互作用的概念模型，不同尺度的相互作用導(dǎo)致了氣候的多變性，其中較大尺度的時空過程為較小的提供背景，而較小的又具有調(diào)制作用。東亞季風(fēng)存在年循環(huán)、季節(jié)變化和低頻振蕩，在其影響下降水同樣存在不同尺度的氣候分量。中國東部降水年循環(huán)和季節(jié)演變是為人熟知的氣候現(xiàn)象，季節(jié)內(nèi)振蕩、準(zhǔn)雙周振蕩也有顯著意義。Yu et al.(2012)從山東降水的年內(nèi)變化中有效分離出四個不同尺度的氣候模態(tài)，驗證其統(tǒng)計顯著性，并分析了主要模態(tài)及其與東亞西風(fēng)急流的關(guān)系。該方法對于理解降水的各氣候分量及其貢獻(xiàn)是有益的，有助于降水的年內(nèi)趨勢預(yù)測。對中國東部降水，尤其是江淮流域降水的研究較多(丁一匯等，2007;劉富弘等，2010;王勇等，2011)。本文擬通過比較東部降水的氣候模態(tài)，揭示各區(qū)年變化的氣候背景及低頻振蕩的變化規(guī)律，以及它們對降水階段性、區(qū)域性的貢獻(xiàn)，并探討基于主要模態(tài)的雨季和主汛期的劃分。

2012-11-21;改回日期:2014-03-25

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2012CB955604);山東省氣象局重點課題(2009sdqxz11)通信作者:于群，博士，高級工程師，研究方向為應(yīng)用氣候?qū)W，yq_jn@sina.com.