華西秋雨準(zhǔn)4年周期特征及其與赤道太平洋海表溫度的關(guān)系

王春學(xué) 馬振峰 王佳津 王勁廷

1四川省氣候中心，成都610072

2四川省氣象臺(tái)，成都610072

1 引言

華西秋雨是我國西部地區(qū)秋季多雨的特殊天氣現(xiàn)象。梁健洪（1989）認(rèn)為陜南到川北地區(qū)是華西秋雨典型分布區(qū)。何敏（1984）的研究表明隴南、陜南、川東和川北為華西秋雨明顯區(qū)。羅霄等（2013）指出典型華西秋雨區(qū)有兩個(gè)，北部中心位于隴南、關(guān)中、陜南、川東和川北，南部中心位于川南至云南中西部，其中北部的典型區(qū)范圍更廣。蔣竹將等（2013）的研究表明典型華西秋雨區(qū)主要位于四川盆地、湖北湖南西部、漢水流域和渭水流域。總結(jié)前人研究結(jié)論可知，陜南到川北及其附近地區(qū)是典型華西秋雨區(qū)。

以往關(guān)于華西秋雨周期特征的研究，由于所用資料和方法的不同，研究結(jié)論存在一定差異，馮麗文和郭其蘊(yùn)（1983）使用功率譜方法分析了秋季徑流量資料，指出華西秋雨具有準(zhǔn)3、13、17年的周期；梁健洪（1989）使用諧波分析方法研究了華西地區(qū)區(qū)域平均降水量資料，指出華西秋雨具有10～15年和準(zhǔn)30年周期；薛春芳等（2012）使用小波分析方法研究了渭河流域秋季降水，指出華西秋雨存在準(zhǔn) 2、6、8年周期；蔣竹將等（2013）、羅霄等（2013）也分別使用小波分析方法分析了不同的華西秋雨指數(shù)，表明華西秋雨具有 4～8年周期和5～8年周期。

華西秋雨的強(qiáng)弱主要受大氣環(huán)流系統(tǒng)和外強(qiáng)迫系統(tǒng)的影響。白虎志和董文杰（2004）的研究表明巴爾喀什湖低壓槽、西太平洋副熱帶高壓和印緬槽是影響華西秋雨強(qiáng)弱的主要環(huán)流系統(tǒng)。陳忠明等（2001）的研究指出，青藏高原地表熱狀況與華西秋雨之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。目前關(guān)于海溫異常影響華西秋雨的研究還比較少，但是許多研究已經(jīng)指出赤道太平洋海溫異常對(duì)中國的秋季降水異常有一定的影響。其中龔道溢和王紹武（1998）的研究指出熱帶太平洋海表溫度異常對(duì)我國四季降水都有一定影響。劉永強(qiáng)和丁一匯（1995）的研究表明長(zhǎng)江中下游地區(qū)顯著降水異常并不發(fā)生在夏季，而在太平洋海表溫度異常的當(dāng)年春、秋季和次年春季。朱炳瑗和李棟梁（1992）發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾當(dāng)年西北地區(qū)東部 3～9月降水偏少，厄爾尼諾次年偏多，并且這種聯(lián)系是穩(wěn)定存在的。李耀輝等（2000）的研究表明赤道中東太平洋海表溫度異常與西北秋季大范圍的區(qū)域性降水異常有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。顧薇等（2012）的研究表明，當(dāng)熱帶東太平洋和中太平洋一致偏暖（冷）時(shí)，長(zhǎng)江以北地區(qū)（包括江淮、黃淮、華北和四川盆地北部至河套地區(qū)）降水易偏少（多）。熱帶太平洋海溫異常的不同分布可能通過激發(fā)不同的熱帶地區(qū)異常垂直環(huán)流形勢(shì)而對(duì)降水產(chǎn)生影響。韓晉平等（2013）的研究指出熱帶中太平洋海表偏冷（暖）時(shí)，副熱帶高壓偏強(qiáng)（弱）偏西（南），我國北方秋雨偏多（少）。

前人對(duì)華西秋雨的特征及其影響因子進(jìn)行了大量研究，并得到許多有價(jià)值的結(jié)論，但是對(duì)于華西秋雨的周期特征，前人的研究往往只是給出華西秋雨存在的主要周期，對(duì)具體的周期循環(huán)演變及其影響因子并沒有進(jìn)行深入研究。另外前人進(jìn)行周期分析時(shí)大多使用譜分析和小波分析等方法，而這些方法只能分析一維時(shí)間序列，如果要分析一個(gè)氣候要素場(chǎng)，則必須用區(qū)域平均等方法構(gòu)建一個(gè)時(shí)間序列，這一方面增加了工作量，另一方面也在一定程度上改變了原始資料中所包含的信息。多錐度—奇異值分解（MTM-SVD）方法則可以分析多站點(diǎn)氣候變量場(chǎng)的周期特征，并且該方法可以有效地防止通常譜分析、小波分析等方法出現(xiàn)譜泄漏現(xiàn)象，分析結(jié)果更加真實(shí)。另外該方法還可以方便的分析兩個(gè)變量場(chǎng)的耦合特征，利用耦合場(chǎng)空間和時(shí)間信號(hào)重建，得到兩個(gè)變量場(chǎng)在不同時(shí)間尺度上的相關(guān)關(guān)系。

本文將使用新的周期分析方法（MTM-SVD），分析華西秋雨的周期特征及其與赤道太平洋海表溫度的協(xié)同變化關(guān)系。對(duì)華西秋雨周期演變特征的分析，一方面有助于深入理解華西秋雨的特征和機(jī)理，另一方面對(duì)華西秋雨的預(yù)測(cè)研究也具有一定的實(shí)際意義。

2 資料方法

2.1 資料

本文使用的資料有，陜南到川北及其附近地區(qū)（典型華西秋雨區(qū)）33個(gè)氣象臺(tái)站 1959～2011年 9～10月的逐日降水量和日照時(shí)數(shù)資料。同期NCEP/NCAR（National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）月平均500 hPa高度場(chǎng)和1000～300 hPa 經(jīng)向、緯向風(fēng)場(chǎng)，比濕場(chǎng)等再分析資料，分辨率為 2.5°×2.5°，以及 1959～2011年 1～12月 NOAA 月平均海表溫度資料，分辨率 2°×2°。本文使用的ENSO指數(shù)為 NOAA的多變量 ENSO指數(shù)（Multivariate ENSO Index，MEI）。它是通過綜合各種ENSO的觀測(cè)資料得出的一種具有普遍意義的ENSO指數(shù)。

2.2 方法

（1）蔣竹將等（2013）引入日照時(shí)數(shù)因子提出了一種新的華西秋雨逐年監(jiān)測(cè)指數(shù)（Huaxi Modified Autumn Rain Index，簡(jiǎn)稱 HMARI）。HMARI能夠更好地反映華西秋雨易發(fā)地區(qū)的地理分布及其強(qiáng)度變化，能更準(zhǔn)確地表征華西秋雨的年際、年代際變化特征，所以本文采用了IHMARI來表示華西秋雨的強(qiáng)度：

其中，Raut是 9～10月秋雨期內(nèi)降水量，Ryear為年降水量，L為華西秋雨日數(shù)。秋雨指數(shù)單位為d。若某一天氣象臺(tái)站出現(xiàn)有效降水（日降水量≥0.1 mm）且日照時(shí)數(shù)小于0.1 h，則算為一個(gè)雨日，否則為一個(gè)非雨日。

（2）MTM-SVD方法是由Mann and Park（1994）提出的一種多變量頻域分解技術(shù)。這是一種將譜分析的多錐度方法（Multi-Taper Method，MTM）和變量場(chǎng)的奇異值分解（Singular Value Decomposition，SVD）方法結(jié)合在一起的氣候信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，詳細(xì)內(nèi)容參閱相關(guān)文獻(xiàn)（Mann and Park，1996，1999；魏鳳英，2007）。近年來MTM-SVD被廣泛使用在氣象科研領(lǐng)域中（Han et al., 2008；Small and Islam,2008；王春學(xué)和李棟梁，2012）。

3 華西秋雨準(zhǔn)4年周期特征分析

圖 1給出了華西秋雨指數(shù)（HMARI）的 EOF展開第一模態(tài)空間型及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)，第一模態(tài)的解釋方差貢獻(xiàn)率達(dá)到57.7%，通過了顯著性檢驗(yàn)，可以認(rèn)為是華西秋雨異常變化主模態(tài)。第一模態(tài)空間型為全區(qū)一致分布型，異常大值中心在陜西東南部地區(qū)，對(duì)比相應(yīng)的時(shí)間系數(shù)可知，全區(qū)一致變化型存在年際和年代際波動(dòng)，1959～1986年華西秋雨偏強(qiáng)，1987～2011年華西秋雨偏弱，但是進(jìn)入21世紀(jì)以來華西秋雨有弱的增強(qiáng)趨勢(shì)。圖1b中同時(shí)給出了區(qū)域平均降水距平百分率變化曲線（虛線），對(duì)比第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)不難發(fā)現(xiàn)二者變化非常一致，尤其是在顯著異常的年份，這一方面說明HMARI表征華西秋雨強(qiáng)度的合理性，另一方面也體現(xiàn)了華西秋雨異常變化主模態(tài)的代表性。

使用 MTM-SVD方法對(duì) 1959～2011年的HMARI進(jìn)行周期分析，從圖2a中可以看到HMARI有兩個(gè)較為顯著的周期帶，年代際變化尺度的準(zhǔn)12年周期達(dá)到了90%的信度水平；而年際變化尺度的準(zhǔn)4年周期達(dá)到了95%的信度水平，另外還存在準(zhǔn)2年周期，但是沒有達(dá)到了90%的信度水平。

上文的周期分析是針對(duì)HMARI進(jìn)行的，那么真實(shí)的華西秋雨是否存在相應(yīng)的周期特征還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。華西秋雨的一個(gè)顯著特征就是“陰雨寡照”，即秋季的降水量大、日照時(shí)數(shù)少，所以接下來使用 MTM-SVD方法對(duì)典型華西秋雨區(qū)的秋季降水量和日照時(shí)數(shù)分別進(jìn)行周期分析。分析結(jié)果（圖2b、2c）表明：典型華西秋雨區(qū)的秋季降水量存在4～5年周期（達(dá)到90%信度水平），秋季日照時(shí)數(shù)存在準(zhǔn)4年周期（達(dá)到99%信度水平）和準(zhǔn)2年周期（達(dá)到90%信度水平）。對(duì)比HMARI的周期分析結(jié)果可知，HMARI可以真實(shí)的反映出華西秋雨的周期特征，即華西秋雨最顯著的周期為準(zhǔn)4年周期，所以本文接下來重點(diǎn)分析華西秋雨準(zhǔn)4年周期的變化特征。

圖2 1959～2011年（a）華西秋雨指數(shù)、（b）秋季降水量、（c）秋季日照時(shí)數(shù)的LFV (Local Fractional Variance) 譜分析。虛線：蒙特卡洛信度水平Fig.2 The Local Fractional Variance (LFV) spectra of (a) HMARI, (b)autumn precipitation, and (c) hours of autumn sunshine from 1959 to 2011.Dashed lines: Monte Carlo simulations confidence levels

利用MTM-SVD方法對(duì)HMARI在準(zhǔn)4年周期上進(jìn)行典型循環(huán)重建，圖3給出了其在準(zhǔn)4年周期循環(huán)過程中的空間分布特征（0°～270°位相）。第一年（0°位相），華西秋雨整體正異常，空間分布與EOF展開第一模態(tài)空間型類似；第二年（90°位相），華西秋雨仍然為整體正異常，但是正異常大值中心出現(xiàn)在陜西西南到四川北部地區(qū)，并且正異常強(qiáng)度變?nèi)?；第三年?80°位相），華西秋雨整體偏弱，負(fù)異常大值中心在陜西東南部地區(qū)；第四年（270°位相），華西秋雨整體偏弱，負(fù)異常中心在陜西西南到四川北部，但負(fù)異常強(qiáng)度較弱；第五年（360°位相），開始下一個(gè)準(zhǔn) 4年典型循環(huán)，與第一年異常分布一致（圖略）。

分析可知，華西秋雨準(zhǔn)4年典型循環(huán)過程表現(xiàn)為整體“偏強(qiáng)—略偏強(qiáng)—偏弱—略偏弱”的循環(huán)演變特征，異常空間分布與HMARI的EOF展開第一模態(tài)空間型十分相似，這說明華西秋雨的準(zhǔn)4年周期循環(huán)體現(xiàn)了其主模態(tài)的周期特征。

4 華西秋雨與赤道太平洋海溫的關(guān)系

4.1 HMARI和海表溫度耦合場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上的典型循環(huán)重建

接下來將HMARI和海表溫度耦合場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上進(jìn)行循環(huán)重建。圖4給出了HMARI分別與當(dāng)年6、8、10月海表溫度耦合場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上的典型循環(huán)重建，對(duì)比圖3可以發(fā)現(xiàn)，第一年（華西秋雨偏強(qiáng)），6、8、10月赤道中東太平洋海表溫度都為明顯的負(fù)異常；第二年（華西秋雨略偏強(qiáng)），6月赤道中西太平洋海表溫度負(fù)異常，東太平洋海表溫度為弱的正異常，8月份中太平洋海表溫度負(fù)異常范圍縮小，東太平洋海表溫度正異常增強(qiáng)并向西擴(kuò)展，10月份中西太平洋海表溫度異常不明顯，東太平洋海表溫度為弱的正異常；第三年（華西秋雨偏弱），6、8、10月赤道中東太平洋海表溫度都明顯偏高；第四年（華西秋雨略偏弱），6月赤道中西太平洋海表溫度出現(xiàn)正異常，東太平洋海表溫度出現(xiàn)弱的負(fù)異常，8月份中太平洋海表溫度正異常范圍縮小，東太平洋海表溫度負(fù)異常增強(qiáng)并向西擴(kuò)展，10月份中西太平洋海表溫度異常不明顯，東太平洋海表溫度為弱的負(fù)異常。

進(jìn)一步分析表明在準(zhǔn)4年循環(huán)過程中，赤道中太平洋海表溫度與華西秋雨存在穩(wěn)定的協(xié)同變化關(guān)系，當(dāng)強(qiáng)拉尼娜事件發(fā)生時(shí)，赤道中太平洋海表溫度為負(fù)異常，弱厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)赤道中太平洋海表溫度同樣為負(fù)異常，同時(shí)二者都對(duì)應(yīng)華西秋雨偏強(qiáng)；相反強(qiáng)厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)赤道中太平洋海表溫度正異常，弱拉尼娜事件發(fā)生時(shí)赤道中太平洋海表溫度也為正異常，二者都對(duì)應(yīng)華西秋雨偏弱。

圖3 HMARI距平的準(zhǔn)4年周期典型循環(huán)重建（a–d依次表示 0°，90°，180°，270°位相）。單位：dFig.3 Spatial reconstruction of evolutions of HMARI anomalies with quasi-four-year period: (a–d) Phases 0°, 90°, 180°, 270°.Units: d

前面的研究指出，在準(zhǔn)4年周期循環(huán)過程中，華西秋雨和赤道中太平洋海表溫度有很好的協(xié)同變化關(guān)系，那么二者的關(guān)系是否一直存在呢？接下來選取了華西秋雨異常大值中心代表站（鎮(zhèn)安站）和赤道中太平洋海表溫度異常大值中心代表點(diǎn)（0°,172°W），在準(zhǔn) 4年周期上進(jìn)行時(shí)間重建。從圖 5中可以發(fā)現(xiàn)，二者的準(zhǔn)4年周期在1959～1975年最為明顯，1976～1985年準(zhǔn) 4年周期信號(hào)變得很弱，隨后 1986～1996年又變得十分顯著，1997～2011年準(zhǔn)4年周期穩(wěn)定存在，但是信號(hào)強(qiáng)度有所減弱。這說明華西秋雨和赤道中太平洋海表溫度的協(xié)同變化關(guān)系并不是一直穩(wěn)定存在的，而是有明顯的年代際變化特征。

4.2 與ENSO的相關(guān)分析

由于ENSO的發(fā)生發(fā)展有一定的連續(xù)性，所以本文對(duì)HMARI的EOF展開第一模態(tài)（EOF1）時(shí)間系數(shù)分別與1959～2011年1～12月ENSO指數(shù)、重建點(diǎn)（0°，172°W）海溫進(jìn)行相關(guān)分析（圖6）。分析指出，EOF1時(shí)間系數(shù)和MEI有較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，1～4月的相關(guān)沒有通過0.05的顯著性檢驗(yàn)，但是從5月份開始相關(guān)系數(shù)迅速增大，5～12月的相關(guān)系數(shù)都通過了0.01的顯著性檢驗(yàn)。由于ENSO往往在冬季達(dá)到盛期，所以二者的相關(guān)系數(shù)在 12月達(dá)到最大（－0.46）。EOF1時(shí)間系數(shù)和重建點(diǎn)海溫的相關(guān)系數(shù)更強(qiáng)，4月份開始相關(guān)系數(shù)即通過了0.01的顯著性檢驗(yàn)，除6、8、12月華西秋雨和MEI的負(fù)相關(guān)系數(shù)稍高外，其余月份華西秋雨和重建點(diǎn)海溫的負(fù)相關(guān)系數(shù)更高。

用典型華西秋雨區(qū)秋季降水量和日照時(shí)數(shù)代替HMARI進(jìn)行以上類似的相關(guān)分析，得到統(tǒng)一的結(jié)論，即5～12月秋季降水量和MEI、重建點(diǎn)海溫的負(fù)相逐漸增加（通過0.05顯著性檢驗(yàn)，圖略）；5～12月秋季日照時(shí)數(shù)和MEI、重建點(diǎn)海溫的正相關(guān)逐漸加強(qiáng)（通過0.05顯著性檢驗(yàn)，圖略）。

圖4 HMARI距平分別與（a1, a2, a3, a4）6月、（b1, b2, b3, b4）8月、（c1, c2, c3, c4）10月赤道太平洋海表溫度距平耦合場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上的典型循環(huán)重建（下標(biāo) 1～4 分別表示 0°，90°，180°，270°位相）。單位：°CFig.4 Spatial joint reconstruction of the SST anomalies over the equatorial Pacific in (a1, a2, a3, a4) June, (b1, b2, b3, b4) Augest, and (c1, c2, c3, c4) October and HMARI anomalies at quasi-four-year timescale.Subscripts 1–4 represent phase 0°, phase 90°, phase 180°, phase 270°, respectively.Units: °C

圖5 HMARI代表站（鎮(zhèn)安站）和赤道中太平洋海表溫度代表點(diǎn)（0°, 172°W）在準(zhǔn)4年周期上的時(shí)間重建（距平值）Fig.5 Temporal reconstruction of SST representative point (0°, 172°W) in the central Pacific and HMARI representative point [station Zhen’an (33.87°N，109.15°E)] at quasi-four-year timescale (anomalies)

這與前面的典型循環(huán)重建的結(jié)果一致，即華西秋雨的強(qiáng)弱與赤道中太平洋海溫異常有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但對(duì)ENSO事件響應(yīng)上與事件強(qiáng)弱有關(guān)。結(jié)合4.1的分析可知，當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)拉尼娜事件時(shí)華西秋雨顯著偏強(qiáng)，當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)厄爾尼諾娜事件時(shí)華西秋雨顯著偏弱。即華西秋雨和ENSO的協(xié)同變化關(guān)系主要體現(xiàn)在強(qiáng)ENSO事件上，不同強(qiáng)度的ENSO對(duì)應(yīng)著不同的華西秋雨異常情況。薛峰和劉長(zhǎng)征（2007）的研究也曾得到類似結(jié)論，即ENSO的強(qiáng)度變化在氣候影響中有著重要作用，不同強(qiáng)度的ENSO對(duì)東亞夏季風(fēng)的影響有著本質(zhì)的不同。

5 華西秋雨準(zhǔn)4年循環(huán)的環(huán)流背景分析

5.1 水汽輸送通量分析

水汽輸送往往對(duì)降水的產(chǎn)生起著相當(dāng)重要的作用，所以要研究華西秋雨準(zhǔn)4年周期特征有必要分析一下其水汽輸送特征。平均情況下（圖7）9～10月華西秋雨的水汽來源主要有兩個(gè)：一是來自西南的暖濕氣流，這部分水汽是由孟加拉灣向東的水汽輸送和南海西太平洋向西的水汽輸送在中南半島西部匯合后的向北輸送；二是來自西邊的干冷氣流，這部分水汽是由中高緯度的西風(fēng)氣流帶來的。

圖6 華西秋雨指數(shù)EOF分析第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)分別與1～12月MEI（黑色虛線）、重建點(diǎn)海溫（黑色實(shí)線）的相關(guān)系數(shù)變化（灰色虛線為0.01顯著性水平）Fig.6 Changes of the correlation coefficients between the time coefficient of EOF1 of HMARI and the Multivariate ENSO Index (MEI)(black solid line), SST at reconstruction point (black dashed line) from January to December (gray dashed line: 0.05 significant level)

圖7 1959～2011年秋季（9～10月）平均1000～300 hPa水汽輸送通量矢量場(chǎng)，單位：kg s?1 m?1Fig.7 The average (1959–2011) autumn (from September to October)water vapor transport fluxes from 1000 hPa to 300 hPa (vectors), units: kg s?1 m?1

為了進(jìn)一步分析華西秋雨的準(zhǔn)4年周期循環(huán)特征，圖8給出了HMARI和1000～300 hPa水汽輸送通量耦合場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上的典型循環(huán)重建。第一年（華西秋雨偏強(qiáng)），在菲律賓地區(qū)出現(xiàn)水汽輸送通量的異常輻合，這支異常輻合水汽先向北輸送，在中國東南沿海地區(qū)突然向西轉(zhuǎn)向一直到達(dá)華西地區(qū)，在南海出現(xiàn)氣旋式異常水汽輸送通量，即來自南海西太平洋的暖濕氣流偏強(qiáng)，北方干冷氣流偏弱。第二年（華西秋雨略偏強(qiáng)），在孟加拉灣東北部出現(xiàn)水汽輸送通量的異常輻合，從華南到華西存在水汽輸送通量異常向北輸送，并在華西地區(qū)出現(xiàn)異常輻合，即來自孟加拉灣的暖濕氣流偏強(qiáng)，北方干冷氣流偏弱。第三年（華西秋雨偏弱），南海地區(qū)出現(xiàn)反氣旋式水汽輸送通量異常，來自南海和孟加拉灣的暖濕氣流都異常弱，東北路徑干冷氣流偏強(qiáng)。第四年（華西秋雨略偏弱），孟加拉灣北部有向東北方向的水汽輸送通量異常，中國中東部都為向南的水汽輸送通量異常，來自南海西太平洋的暖濕氣流異常弱，西北路徑干冷氣流偏強(qiáng)。

5.2 500 hPa高度場(chǎng)特征分析

圖9給出了HMARI和500 hPa高度場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上的典型循環(huán)重建，第一年（華西秋雨偏強(qiáng)），從孟加拉灣到南海地區(qū)高度場(chǎng)為負(fù)異常，我國東海地區(qū)為正異常，日本東北部為負(fù)異常，白令海峽西北部正異常，阿拉斯加地區(qū)為負(fù)異常，美國西海岸為正異常，即出現(xiàn)類似東亞/太平洋遙相關(guān)（EAP）分布型（這里稱為EAP正異常），EAP波列向北伸展到 70°N左右。第二年（華西秋雨略偏強(qiáng)），500 hPa高度場(chǎng)異常分布呈現(xiàn)與第一年類似的EAP分布型，但是EAP波列向的北伸展只達(dá)到50°N左右。第三年（華西秋雨偏弱），從孟加拉灣到南海地區(qū)高度場(chǎng)為正異常，我國東海地區(qū)為負(fù)異常，日本東北部為正異常，白令海峽西北部負(fù)異常，阿拉斯加為正異常，美國西海岸為負(fù)異常，即與第一年的EAP波列反位相（這里稱為EAP負(fù)異常），波列位置偏北。第四年（華西秋雨略偏弱），500 hPa高度場(chǎng)異常情況與第二年相反，波列位置偏南。

結(jié)合前面分析可知，華西秋雨的準(zhǔn)4年周期循環(huán)與太平洋海表溫度有很好的協(xié)同變化關(guān)系。當(dāng)夏季赤道中太平洋海表溫度負(fù)（正）異常，同時(shí)出現(xiàn)明顯拉尼娜（厄爾尼諾）位相時(shí)，接下來的秋季500 hPa高度場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)正（負(fù)）異常EAP波列，并且波列向北伸展，導(dǎo)致南海西太平洋向華西地區(qū)的正（負(fù)）異常水汽輸送通量，華西秋雨偏強(qiáng)（弱）。當(dāng)夏季赤道中太平洋海表溫度負(fù)（正）異常，但出現(xiàn)弱的厄爾尼諾（拉尼娜）位相時(shí)，接下來的秋季500 hPa高度場(chǎng)也會(huì)出現(xiàn)正（負(fù)）異常EAP波列，但EAP波列位置偏南，導(dǎo)致孟加拉灣向華西地區(qū)的水汽輸送通量略偏強(qiáng)（弱），華西秋雨略偏強(qiáng)（弱）。

圖8 HMARI與1000～300 hPa水汽輸送通量耦合場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上的典型循環(huán)重建（a–d依次表示 0°、90°、180°、270°位相），單位：kg s?1 m?1Fig.8 Spatial joint reconstruction of HMARI and the water vapor transport fluxes from 1000 hPa to 300 hPa (vectors) at quasi-four-year timescale (a–d:Phases 0°, 90°, 180°, 270°), units: kg s?1 m?1

6 結(jié)論與討論

（1）華西秋雨的最顯著周期為準(zhǔn)4年周期，達(dá)到了 95%的信度水平，典型循環(huán)過程表現(xiàn)為整體“偏強(qiáng)—略偏強(qiáng)—偏弱—略偏弱”的循環(huán)演變特征，異?？臻g型與其主模態(tài)空間型基本一致。

（2）赤道中太平洋海表溫度與華西秋雨在準(zhǔn) 4年周期上存在穩(wěn)定的協(xié)同變化，當(dāng)赤道中太平洋海表溫度為負(fù)異常時(shí)，華西秋雨偏強(qiáng)；相反當(dāng)赤道中太平洋海表溫度正異常時(shí)，華西秋雨偏弱。這種協(xié)同變化在1959～1975年最為明顯，1976～1985年準(zhǔn)4年周期信號(hào)變得很弱，隨后1986～1996年又變得十分顯著，1997～2011年準(zhǔn)4年周期穩(wěn)定存在，但是信號(hào)強(qiáng)度有所減弱。

（3）夏季到秋季赤道中太平洋海表溫度偏低（高）時(shí)，秋季500 hPa高度場(chǎng)容易出現(xiàn)正（負(fù)）異常東亞/太平洋（EAP）遙相關(guān)波列，西太平洋副熱帶高壓偏西（東），華西地區(qū)來自南海西太平洋和孟加拉的水汽輸送偏多（少），華西秋雨偏強(qiáng)（弱）。

（4）一些研究（Nitta，1987；黃榮輝和李維京，1988；黃榮輝，1990；Huang，1992；Huang and Sun，1992）表明夏季熱帶西太平洋海溫和對(duì)流活動(dòng)異常會(huì)激發(fā)出東亞/太平洋（EAP）型異常，造成東亞大氣環(huán)流異常，進(jìn)而影響中國夏季降水。本文雖然指出當(dāng)夏秋季節(jié)赤道中太平洋海溫異常時(shí)，秋季會(huì)出現(xiàn)異常EAP波列，但沒有給出其產(chǎn)生機(jī)理，秋季異常 EAP波列是其夏季異常的延續(xù)還是秋季海溫異常激發(fā)產(chǎn)生的，還有待進(jìn)一步研究。

（5）秋季來自中低緯的暖濕空氣和中高緯的干冷空氣在華西地區(qū)交匯，形成陰雨綿綿的天氣。本研究從太平洋海溫和EAP波列入手，主要體現(xiàn)了中低緯暖濕空氣的作用。然而從圖9上還可以看到一個(gè)類似 EU（歐亞遙相關(guān)）的波列存在，并且隨華西秋雨準(zhǔn)4年循環(huán)同樣有較明顯的強(qiáng)弱和位置的變化，該波列可能影響入侵我國華西地區(qū)的冷空氣路徑和強(qiáng)度，從而使華西秋雨的范圍及強(qiáng)弱發(fā)生變化。而究竟該波列對(duì)我國華西秋雨是否有顯著影響、如何影響，以及該波列產(chǎn)生的機(jī)理是什么，本文沒有進(jìn)行分析，還有待進(jìn)一步研究。

圖9 HMARI與500 hPa高度場(chǎng)在準(zhǔn)4年周期上的典型循環(huán)重建（a–d依次表示 0°、90°、180°、270°位相）。單位：gpm；白色虛線：EAP波列的延伸Fig.9 Spatial joint reconstruction of HMARI and the 500-hPa geopotential height at quasi-four-year timescale (a–d: Phases 0°, 90°, 180°, 270°).Units: gpm;white dashed line: The extension of East Asia–Pacific (EAP)

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