太平洋年代際濤動(dòng)對(duì)ENSO與華南冬季降水關(guān)系的可能影響?

王江曼， 李 春，2??(.中國(guó)海洋大學(xué)物理海洋實(shí)驗(yàn)室 海洋-大氣相互作用與氣候?qū)嶒?yàn)室， 山東 青島 26600；2.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 2044)

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太平洋年代際濤動(dòng)對(duì)ENSO與華南冬季降水關(guān)系的可能影響?

王江曼1， 李 春1，2??
(1.中國(guó)海洋大學(xué)物理海洋實(shí)驗(yàn)室 海洋-大氣相互作用與氣候?qū)嶒?yàn)室， 山東 青島 266100；2.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 211044)

基于中國(guó)160站冬季降水資料、NCEP/NCAR再分析資料以及NOAA SST資料，本文分析了太平洋年代際濤動(dòng)(PDO)不同位相時(shí)期ENSO事件對(duì)華南冬季降水影響的差異。結(jié)果表明：在PDO正位相時(shí)期，El Nio年華南冬季降水顯著增加，而La Nia年華南冬季降水沒(méi)有明顯變化；在PDO負(fù)位相時(shí)期，El Nio年華南冬季降水增加雖然顯著，但僅是PDO正位相時(shí)期的一半，而La Nia年華南冬季降水顯著減少，這說(shuō)明PDO對(duì)ENSO事件影響華南冬季降水具有調(diào)制作用，且El Nio(La Nia)事件對(duì)華南冬季降水的影響在PDO不同位相時(shí)期具有不對(duì)稱性。前人研究指出，El Nio(La Nia)事件主要通過(guò)西北太平洋異常反氣旋(氣旋)影響華南冬季降水。本文分析發(fā)現(xiàn)，在PDO正位相時(shí)期，El Nio年西北太平洋異常反氣旋北側(cè)西南氣流影響華南，造成降水增加，而La Nia年西北太平洋異常氣旋位置向南推，對(duì)華南地區(qū)影響很小；在PDO負(fù)位相時(shí)期，El Nio年西北太平洋異常反氣旋位置東移，對(duì)華南影響不大，而La Nia年華南地區(qū)基本為西北太平洋異常氣旋北側(cè)東北風(fēng)異常所控制，從而使降水減少。由此可見(jiàn)，PDO不同位相時(shí)期El Nio(La Nia)事件影響華南冬季降水異常差異的主要原因是西北太平洋異常反氣旋(氣旋)的差異造成的。此外，源自孟加拉灣低槽南側(cè)的西風(fēng)水汽輸送異常在PDO不同位相時(shí)期El Nio(La Nia)年份也存在非對(duì)稱性的差異。

ENSO； 太平洋年代際濤動(dòng)(PDO)； 華南冬季降水； 水汽輸送

近年來(lái)經(jīng)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，ENSO與中國(guó)秋冬季降水的關(guān)系存在年代際變化，表明二者關(guān)系有可能受到年代際尺度或更長(zhǎng)時(shí)間尺度氣候變率的影響[10-11]。李春等[12]就華南冬季降水與ENSO關(guān)系的年代際變化開(kāi)展了深入研究，發(fā)現(xiàn)華南冬季降水與ENSO的關(guān)系具有明顯的年代際變化。PDO作為北太平洋中緯度最顯著的年代際變化信號(hào)，是調(diào)節(jié)ENSO與東亞地區(qū)氣候遙相關(guān)關(guān)系的最重要因子[13-14]。到目前為止，關(guān)于PDO對(duì)ENSO與東亞氣候異常關(guān)系的可能影響的研究也取得了一些結(jié)論。陳文等[1]研究發(fā)現(xiàn)，PDO正(負(fù))位相時(shí)期，ENSO與東亞冬季風(fēng)的相關(guān)關(guān)系不顯著(顯著)；Kim等[13]的研究表明，PDO正位相El Nio事件(PDO負(fù)位相La Nia事件)盛期冬季，東亞冬季風(fēng)的減弱(增強(qiáng))明顯，中國(guó)冬季氣溫升高(降低)。

PDO與ENSO雖然是兩種不同的氣候現(xiàn)象，但多項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)二者具有相當(dāng)程度上的關(guān)聯(lián)。研究顯示，PDO可能作為一個(gè)背景狀態(tài)對(duì)ENSO產(chǎn)生影響[15]，對(duì)應(yīng)不同的年代際背景，ENSO的空間結(jié)構(gòu)、El Nio發(fā)生頻率與強(qiáng)度及其特點(diǎn)均表現(xiàn)出顯著的差異[16]。另外，PDO的年際波動(dòng)證明與ENSO的變率有關(guān)[17]，也說(shuō)明ENSO在2～8a的年際尺度上對(duì)PDO的強(qiáng)度具有一定的調(diào)節(jié)作用。以上分析均表明，PDO與ENSO具有空間形態(tài)的相似性與相互調(diào)節(jié)的作用。鑒于此，本文將PDO對(duì)ENSO與華南冬季降水關(guān)系的可能影響作為一重要因素考慮進(jìn)來(lái)，重點(diǎn)探討PDO不同位相時(shí)期ENSO對(duì)華南降水影響的差異性，并對(duì)環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行分析，探討不同環(huán)流形勢(shì)的可能成因，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)華南降水對(duì)ENSO響應(yīng)的變化特征及其規(guī)律。

1 資料和方法

本文所用的資料包括：由中國(guó)氣象局收集整理的中國(guó)160個(gè)站逐月降水資料；來(lái)自NCEP/NCAR月平均再分析格點(diǎn)環(huán)流資料[18]；NOAA_ERSST_V3重構(gòu)海表面氣溫資料,其中NCEP/NCAR月平均再分析格點(diǎn)環(huán)流資料分辨率為2.5(°)×2.5(°)，涉及的物理量有比濕、地面氣壓、位勢(shì)高度資料及風(fēng)場(chǎng)資料，其中位勢(shì)高度、風(fēng)為17層，比濕為8層，其它為1層；NOAA_ERSST_V3重構(gòu)海表面氣溫資料分辨率為2(°)×2(°)[19]。為保證資料的事件一致，所有資料的時(shí)間均取為1951—2013年。文中以當(dāng)年12月至次年2月的平均值作為當(dāng)年冬季各物理量平均值。本文所指氣候態(tài)為1951—2013年共63年的各氣象要素的冬季平均值。

此外本文采用了NOAA氣候預(yù)測(cè)中心提供的海洋尼諾指數(shù)(ocean Nino index，ONI，記為ION)，其定義為Nino3.4區(qū)域(5°N～5°S, 120°W～170°W)海表面溫度異常3個(gè)月的滑動(dòng)平均值，ION≥+0.5 °C(或ION≤-0.5 °C)持續(xù)5 個(gè)月以上時(shí)稱為一次El Nio(La Nia 事件)[20]。另外采用了Mantua等提出的PDO指數(shù)(http://jisao.washington.edu/pdo)，為獲得年代際變化情況，將PDO指數(shù)做了11年滑動(dòng)平均，濾去年代際以下的波動(dòng)，由此取1951—1976年、2006—2013年為PDO負(fù)位相時(shí)期，1977—2005年為PDO正位相時(shí)期(見(jiàn)圖1)。本文從研究PDO對(duì)ENSO與華南冬季降水關(guān)系的調(diào)制作用出發(fā)，將PDO不同位相時(shí)期的ENSO事件分為4種：PDO正位相時(shí)期的El Nio、PDO正位相時(shí)期的La Nia、PDO負(fù)位相時(shí)期的El Nio、PDO負(fù)位相時(shí)期的La Nia，并按照上述定義選取出了各類事件所對(duì)應(yīng)的年份(見(jiàn)表1)。

圖1 冬季海洋尼諾指數(shù)(直方圖)，PDO指數(shù)(細(xì)曲線)及其11年滑動(dòng)平均(粗曲線)Fig.1 Ocean Nino index(bar), PDO index (thin line) and its 11-year running mean (thick line) in winter

PDO正位相時(shí)期PositivePDO(1977—2005)PDO負(fù)位相時(shí)期NegativePDO(1950—1976；2006—2013)ElNi?o1982—19831987—19881994—19951997—19982002—19031951—19521957—19581963—19641965—19661968—19691972—19732006—19072009—1910LaNi?a1984—19851988—19891998—19991954—19551955—19561970—19711973—19741975—19762007—20082008—2009

由于300hPa以上的水汽輸送較小，本文在計(jì)算整層水汽輸送時(shí)，只考慮300hPa以下的層次，即1000、925、850、700、600、500、400、300hPa，為了消除地形對(duì)計(jì)算整層水汽輸送的影響，文中的垂直積分從地表氣壓Ps開(kāi)始，即地形高度以下的虛假水汽不計(jì)算在內(nèi)[21]。

文中整層大氣垂直積分的緯向和經(jīng)向水汽輸送采用公式：

其中：x是經(jīng)度；y是緯度；ps是地面氣壓；u、v分別是緯向風(fēng)和經(jīng)向風(fēng)；q是比濕。

鑒于本研究主要針對(duì)不同PDO位相ENSO與華南冬季降水關(guān)系的差異進(jìn)行比較，故采用的分析方法主要為合成分析、相關(guān)分析等，文中所有顯著性檢驗(yàn)均為t檢驗(yàn)。

2 華南冬季降水對(duì)PDO不同位相時(shí)期ENSO事件的響應(yīng)特征

根據(jù)表1中對(duì)PDO不同位相時(shí)期ENSO事件的分類，本文首先對(duì)中國(guó)華南地區(qū)冬季降水異常進(jìn)行了合成分析(見(jiàn)圖2)。PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖2(a))，中國(guó)華南地區(qū)降水明顯增多，華南大部分地區(qū)的降水異常均通過(guò)信度為95%的顯著性檢驗(yàn)，局部降水異?？蛇_(dá)150mm以上，占冬季平均降水量的40%左右，表明該時(shí)期華南降水明顯增多。而在PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖2(b))，南方地區(qū)降水雖然也有所增加，但異常程度只能達(dá)到PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期的降水量異常的一半，且異常中心位置分散至東南沿海一帶。La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖2(c)、(d))華南地區(qū)降水異常的程度整體上比El Nio時(shí)期要小，這與之前的研究結(jié)果一致[11]，但也存在非對(duì)稱性。在PDO正位相時(shí)的La Nia時(shí)期，華南降水的異常特征并不明顯。PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia時(shí)期華南地區(qū)基本呈現(xiàn)與PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期相反的干旱分布特征，廣東與福建一帶的降水異常通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。

圖2 華南冬季降水距平合成圖(單位：mm)Fig.2 Composite maps of South China winter rainfall anomalies(Unit：mm)

既然不同PDO位相ENSO時(shí)期華南冬季降水呈現(xiàn)非對(duì)稱特征，那么作為表征ENSO事件特征的重要因子，海表面溫度在不同PDO位相ENSO時(shí)期的差異也值得探討。對(duì)海表面溫度異常進(jìn)行合成分析(見(jiàn)圖3)可以看出，PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖3(a))與PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖3(d))熱帶太平洋海溫異常范圍較廣，海溫異常中心從熱帶東太平洋延伸到中太平洋，并且中緯度太平洋地區(qū)呈現(xiàn)PDO相應(yīng)位相時(shí)期的特征(北太平洋中部與北美西岸的海表面溫度呈現(xiàn)相反變化)。而PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio(見(jiàn)圖3(b))與PDO正位相時(shí)的La Nia(見(jiàn)圖3(c))時(shí)期，海溫場(chǎng)雖然仍能呈現(xiàn)出ENSO時(shí)期的特征，但海表面溫度距平值范圍縮小，強(qiáng)度減弱。值得注意的是，在強(qiáng)度相對(duì)較強(qiáng)的兩類事件中，在西北太平洋區(qū)域(5°N～35°N，120°E～170°E)海表面溫度距平呈現(xiàn)東北-西南向的偶極子結(jié)構(gòu)，并且在印度洋地區(qū)呈現(xiàn)與赤道中東太平洋一致的異常信號(hào)(見(jiàn)圖3(a),(d))，而在另外兩類事件中則沒(méi)有顯示出這兩種特征(見(jiàn)圖3(b),(c))。以上分析說(shuō)明，在PDO的不同位相下，ENSO事件呈現(xiàn)非對(duì)稱性的特征，而這種非對(duì)稱性特征有可能是導(dǎo)致華南冬季降水對(duì)PDO不同位相時(shí)期ENSO事件的響應(yīng)產(chǎn)生差異的原因[7,11]。

圖3 冬季海表面溫度異常合成圖(單位：℃)

3 可能的影響機(jī)制

充足的水汽輸送與特定的環(huán)流形勢(shì)是產(chǎn)生降水的必要條件，因此，在PDO不同位相時(shí)期的ENSO事件中，華南冬季降水的異常必然是由水汽輸送與大尺度環(huán)流形勢(shì)的異常所引起。因此本文將從以上2個(gè)條件出發(fā)，尋找PDO不同位相時(shí)期的ENSO事件引起冬季華南地區(qū)降水異常差異性的可能原因。

3.1 大氣環(huán)流差異

根據(jù)上文對(duì)ENSO事件的分類，圖4—6分別給出了PDO不同位相時(shí)期ENSO年的海平面氣壓場(chǎng)異常、850hPa風(fēng)場(chǎng)異常與500hPa位勢(shì)高度場(chǎng)異常的分布。從海平面氣壓場(chǎng)異常分布可以看出，在PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖4(a))，整個(gè)熱帶西太平洋均為異常高壓所控制，且異常高壓帶延伸至印度洋與中印半島一帶，與海表面溫度場(chǎng)的異常情況相一致，這說(shuō)明El Nio事件造成了整個(gè)赤道太平洋與印度洋部分地區(qū)Walker環(huán)流的異常，加強(qiáng)了西太平洋的異常下沉氣流。中高緯度區(qū)域內(nèi)，西伯利亞到中國(guó)東北部均為負(fù)值區(qū)，日本北部為正值區(qū)，表明西伯利亞高壓系統(tǒng)減弱，從而削弱了東亞冬季風(fēng)[1,20]。與之相比，PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖4(b))的海平面氣壓異常在低緯地區(qū)并不明顯，西北太平洋地區(qū)的高壓異常呈現(xiàn)東北-西南向的帶狀分布，中高緯度的高壓控制系統(tǒng)也并未減弱。PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖4(d))的海平面氣壓異常顯示出與PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期基本相反的特征，即熱帶西太平洋基本為異常低壓所控制，且延伸至印度洋與中印半島一帶，但中高緯地區(qū)異常不顯著。從圖4(c)則可以看出，PDO正位相時(shí)的La Nia時(shí)期，低壓異常范圍較PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia時(shí)期縮小，中高緯異常形勢(shì)同樣不明顯。以上分析表明，在PDO正位相時(shí)的El Nio年(PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia年)，熱帶地區(qū)Walker環(huán)流明顯減弱(增強(qiáng))，ENSO事件的強(qiáng)度較強(qiáng)；在PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio年與PDO正位相時(shí)的La Nia年，ENSO事件的強(qiáng)度較弱。

既然不同PDO位相ENSO事件的強(qiáng)度與空間型具有差異性，那么這些差異將怎樣影響華南降水？前人研究指出[7,9]，ENSO時(shí)期熱帶西太平洋冷異常能夠激發(fā)西傳的Rossby波，在西北太平洋上空對(duì)流層低層產(chǎn)生反氣旋式(氣旋式)環(huán)流異常，西北側(cè)的偏南風(fēng)(偏北風(fēng))能夠影響中國(guó)南部沿海地區(qū)，造成華南降水增多(減少)。在PDO不同位相階段的ENSO事件中，由于海洋熱狀態(tài)與相應(yīng)環(huán)流形勢(shì)的不同，該異常反氣旋(氣旋)環(huán)流也呈現(xiàn)出非對(duì)稱特征[11]。圖5(a)顯示，PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期，西北太平洋有明顯的異常反氣旋式環(huán)流存在，其西北側(cè)的偏南風(fēng)異常對(duì)我國(guó)華南影響顯著，長(zhǎng)江流域上空存在氣旋式環(huán)流異常，其東側(cè)的暖式切變有利于暖濕空氣幅合上升，并且與西北太平洋異常反氣旋(氣旋)不同，該氣旋式環(huán)流是近正壓的，在對(duì)流層中上層更為明顯[21]。PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖5(b))在西北太平洋地區(qū)同樣存在異常反氣旋，但反氣旋西北側(cè)的西南氣流位置偏東且主要限制在海上，對(duì)華南地區(qū)影響不大。在La Nia事件中，PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖5(d))，西北太平洋地區(qū)出現(xiàn)氣旋式異常，其成因與El Nio時(shí)期反氣旋式環(huán)流異常的成因一致，除了其北側(cè)偏北風(fēng)能夠直接影響中國(guó)華南地區(qū)之外，該氣旋式環(huán)流異常還能通過(guò)加強(qiáng)Hadley環(huán)流加強(qiáng)東亞冬季風(fēng)[15]，促進(jìn)北風(fēng)南下，不利于形成降水。與之相比，在PDO正位相時(shí)的La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖5(c))，雖然該氣旋式異常也存在，但在氣旋異常北側(cè)的偏北風(fēng)位置偏南且經(jīng)向風(fēng)力較弱，對(duì)華南地區(qū)的影響也不顯著。由以上分析可知，在PDO不同位相時(shí)期ENSO年份，西北太平洋反氣旋(氣旋)式環(huán)流異常呈現(xiàn)非對(duì)稱性的特征，其它環(huán)流系統(tǒng)也有相當(dāng)程度上的差異。

(陰影表示超過(guò)95%的信度。 The shaded areas indicate 95% significant level.) 圖4 冬季海表面氣壓異常合成圖(單位：hPa)Fig.4 Composite maps of winter sea level pressure anomalies(Unit: hPa)

圖5 同圖4，但為850hPa風(fēng)場(chǎng)異常(單位：m/s)

圖6 同圖4，但為500hPa位勢(shì)高度異常(單位：10 gpm)。

東亞地區(qū)冬季500hPa高度場(chǎng)上的主要控制系統(tǒng)是東亞大槽與西太平洋副熱帶高壓，東亞大槽偏強(qiáng)則北風(fēng)易南下，使華南降水減少，東亞大槽偏弱則影響相反；西太平洋副高位置的變動(dòng)也會(huì)影響降水的分布[6,21]。從500hPa位勢(shì)高度場(chǎng)異常圖上可以看出，PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖6(a))，熱帶太平洋地區(qū)均為正距平，中緯度地區(qū)的正距平帶從日本海一直延伸到貝加爾湖，距平場(chǎng)的這種配置說(shuō)明副熱帶高壓偏強(qiáng)，而東亞大槽顯著減弱，意味著東亞地區(qū)高空引導(dǎo)氣流減弱，不利于低層冷空氣的南下，而副高的增強(qiáng)又加強(qiáng)了其北側(cè)的西偏南氣流，易造成華南多雨，與此前的研究結(jié)果一致[21]。在長(zhǎng)江流域附近有一位勢(shì)高度異常相對(duì)較弱的橫向區(qū)域伸至中國(guó)華南地區(qū)上空，與低層風(fēng)場(chǎng)中的氣旋式環(huán)流相對(duì)應(yīng)，有利于南側(cè)西風(fēng)暖濕氣流的輸送與低層輻合。而在PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖6(b))，距平中心主要位于中緯度太平洋地區(qū)，東亞大槽也沒(méi)有減弱態(tài)勢(shì)。La Nia事件中，在PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖6(d))，熱帶太平洋上空為廣闊的負(fù)距平帶，東亞中緯度地區(qū)也呈現(xiàn)負(fù)距平，這種環(huán)流配置說(shuō)明在此期間東亞大槽有所加強(qiáng)，而副高較弱，有助于東亞冬季風(fēng)的發(fā)展，而不利于華南降水的形成。PDO正位相時(shí)的La Nia事件中(見(jiàn)圖6(c))，500hPa位勢(shì)高度異常整體不顯著，只有日本南部的中緯度太平洋存在一個(gè)較弱的高值區(qū)，對(duì)東亞冬季風(fēng)沒(méi)有明顯的影響。

3.2 水汽輸送差異

水汽供應(yīng)是影響降水的重要條件，在平均氣候態(tài)下，中國(guó)南方地區(qū)冬季的水汽來(lái)源主要有兩支：一支為南支槽前的西南氣流，一支為中南半島及南海中南部的轉(zhuǎn)向氣流[20]。為了解不同PDO位相ENSO時(shí)期水汽輸送的差異，圖7給出了不同時(shí)期的由整層水汽通量積分圖?？梢钥闯?，PDO正位相時(shí)的El Nio時(shí)期(見(jiàn)圖7(a))，西北太平洋異常反氣旋西北側(cè)存在異常西南風(fēng)水汽輸送，南支西風(fēng)的增強(qiáng)使南支槽活躍，槽前西南暖濕氣流增強(qiáng)，兩支水汽輸送帶共同作用于中國(guó)華南地區(qū)，對(duì)該地的水汽輸送起到明顯的加強(qiáng)作用，并且由于對(duì)流層中低層對(duì)水汽輸送的貢獻(xiàn)最大[8]，水汽輸送異常的配置與850hPa風(fēng)場(chǎng)異常(見(jiàn)圖5)具有很強(qiáng)的一致性。圖7(b)則顯示，雖然PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio時(shí)期的西北太平洋異常反氣旋北側(cè)的西南風(fēng)水汽輸送較強(qiáng)，但水汽輸送帶向東偏移，主要影響南海地區(qū)而對(duì)中國(guó)華南地區(qū)影響較小，且來(lái)自孟加拉灣南支槽前的水汽輸送并未明顯加強(qiáng)，故對(duì)華南地區(qū)降水的影響相對(duì)較弱。PDO負(fù)位相時(shí)的La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖7(d))，西北太平洋異常氣旋北側(cè)的東北氣流顯著，且東亞冬季風(fēng)偏強(qiáng)，南支低槽偏弱，低層盛行偏北風(fēng)，削弱了中國(guó)南方地區(qū)的水汽輸送。而PDO正位相時(shí)的La Nia時(shí)期(見(jiàn)圖7(c))，由于北側(cè)的異常反氣旋式環(huán)流影響，西北太平洋異常氣旋位置南推，相應(yīng)水汽輸送異常帶向南推移，對(duì)中國(guó)陸上水汽輸送的影響不明顯。由此可見(jiàn)，PDO不同位相ENSO時(shí)期的華南冬季水汽輸送形勢(shì)也具有非對(duì)稱性，這是由PDO不同位相ENSO時(shí)期大氣環(huán)流形勢(shì)異常的非對(duì)稱性所導(dǎo)致。總結(jié)圖7與圖5則可以看出，造成這種非對(duì)稱性的關(guān)鍵環(huán)流系統(tǒng)主要有兩個(gè)：一是西北太平洋異常反氣旋(氣旋)，一是孟加拉灣低槽；二者在不同PDO位相ENSO時(shí)期均反映出了非對(duì)稱性的特征。

圖7 同圖4，但為整層水汽輸送異常(單位：kg·m-1·s-1)

5 結(jié)論與討論

(1)PDO不同位相時(shí)期ENSO事件與中國(guó)華南冬季降水的關(guān)系存在非對(duì)稱性，具體表現(xiàn)為： PDO正位相時(shí)的El Nio年華南冬季降水顯著增加，而La Nia年降水無(wú)明顯變化；PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio年華南冬季降水增加但強(qiáng)度減弱且降水增加區(qū)域減小，La Nia年華南冬季降水顯著減少。

(2)PDO不同位相時(shí)的ENSO時(shí)期東亞與西北太平洋地區(qū)的環(huán)流異常是造成不同PDO時(shí)期ENSO事件與華南冬季降水的關(guān)系產(chǎn)生差異的主要原因。在PDO正位相時(shí)期，El Nio年西北太平洋異常反氣旋北側(cè)西南氣流影響中國(guó)華南，東亞大槽減弱，不利于北風(fēng)南下，造成降水增加，而La Nia年西北太平洋異常氣旋相對(duì)向南推，對(duì)中國(guó)華南地區(qū)作用很?。辉赑DO負(fù)位相時(shí)期，El Nio年西北太平洋異常反氣旋位置東移，對(duì)華南影響不大，而La Nia年副高減弱，東亞大槽增強(qiáng)，華南地區(qū)基本為西北太平洋異常氣旋北側(cè)東北風(fēng)異常所控制，從而使降水減少。

(3)源自孟加拉灣低槽南側(cè)的西風(fēng)水汽輸送異常在PDO不同位相時(shí)的ENSO時(shí)期存在非對(duì)稱性的差異，這也是造成不同PDO位相ENSO時(shí)期華南冬季降水差異的原因。在PDO正位相時(shí)的El Nio年南支槽前的西風(fēng)水汽輸送顯著加強(qiáng)，而La Nia年并未明顯減弱；在PDO負(fù)位相時(shí)的El Nio年南支槽前的西風(fēng)水汽輸送并無(wú)明顯增強(qiáng)態(tài)勢(shì)，但La Nia年顯著減弱。

本文通過(guò)研究PDO對(duì)ENSO事件與華南降水關(guān)系的可能影響，將PDO不同位相時(shí)期的ENSO事件分為4類，結(jié)果表明：在PDO不同位相時(shí)期，ENSO事件與中國(guó)南方降水的關(guān)系呈現(xiàn)非對(duì)稱性特征，然而除ENSO之外，能夠影響中國(guó)華南冬季降水的因素仍有很多，比如北印度洋的增暖對(duì)東亞地區(qū)氣候有顯著的調(diào)制作用，此外在年代際背景上，ENSO的變率還受除PDO之外的許多因素所控制，其信號(hào)很有可能重疊并相互影響。因此，對(duì)于不同年代際背景下ENSO與中國(guó)華南冬季降水的關(guān)系，以及各種因素作用的區(qū)別與聯(lián)系，需要在以后的研究中進(jìn)行進(jìn)一步的探索。

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責(zé)任編輯 龐 旻

Possible Impacts of Pacific Decadal Oscillation on Relationship Between ENSO and Winter Rainfall over South China

WANG Jiang-Man1， LI Chun1,2

(1 Physical Oceanography Laboratory and Key Laboratory of Ocean-Atmosphere Interaction and Climate in Universities of Shandong, Ocean University of China, Qingdao 266100， China; 2. The Key Laboratory of Meteorological Disaster， Ministry of Education，Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 211044,China)

Based on the winter 160-station rainfall data in China, NCEP/NCAR reanalysis data and NOAA ERSST data, this paper demonstrated possible impacts of Pacific Decadal Oscillation (PDO) on relationship between South China winter rainfall (SCWR) and El Nino and South Oscillation (ENSO). The results showed that South China winter rainfall was significant above-normal in El Nino events, while there was no significant impact in La Nina events of PDO positive phase. South China winter rainfall was significant above-normal in El Nino events of PDO negative phase, but the anomalous amplitude was only half of one in El Nino events of PDO positive phase; while South China winter rainfall was significant below-normal in La Nina events of PDO negative phase. These indicated that PDO could modulate influences of ENSO on SCWR, and the modulation had asymmetry during positive (negative) phase of PDO. Previous studies revealed that influences of El Nino (La Nina) events on South China winter rainfall via anomalous anticyclone (cyclone) over the Northwestern Pacific (WNPAC). We found that in El Nino events of PDO positive phase, abnormal southwesterly wind on the west side of the WNPAC heated the air and brought plenty of water vapor supply to South China, while in La Nina events of PDO positive phase the WNPC moved south and had no significant influence of South China winter rainfall. During the negative PDO phase, the phenomena were opposite. the WNPAC retreated eastward in El Nino events, which had little impact over South China, while the northeasterly wind on the west side of the WNPC resulted in less rainfall in South China in La Nina events of PDO negative phase. In addition, the westerlies water vapor transport anomalies from the south flank of the Bengal Bay Trough also show asymmetric features of ENSO events at different PDO phases.

ENSO; Pacific Decadal Oscillation(PDO); South China winter rainfall; water vapor transport

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41276002;41130859);國(guó)家重大研究計(jì)劃發(fā)展項(xiàng)目(2012CB955603;2013CB956201);氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京信息工程大學(xué))開(kāi)放課題項(xiàng)目(KLME1301)資助

2014-06-23；

2014-09-05

王江曼(1990-)，女，碩士生。E-mail：m_daisy@foxmail.com

?? 通訊作者： E-mail：lichun7603@ouc.edu.cn

P732.6

A

1672-5174(2015)08-001-09

10.16441/j.cnki.hdxb.20140196