東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的多模態(tài)特征：不同再分析資料的比較分析

黃燕玲 陳海山 蔣薇 許蓓 李忠賢

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東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的多模態(tài)特征：不同再分析資料的比較分析

黃燕玲1, 2陳海山1, 2蔣薇3許蓓1, 2李忠賢1, 2

1南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心，氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210044;2南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，南京210044;3江蘇省氣候中心，南京210008

利用1979～2002年ERA-40、ERA interim、JRA-25和NCEP-DOE AMIP-II（簡(jiǎn)稱為NCEP-2）再分析資料，采用擴(kuò)展經(jīng)驗(yàn)正交分解（EEOF）、相關(guān)分析等方法，對(duì)比分析了不同資料所揭示的東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的多模態(tài)特征，在此基礎(chǔ)上探討了東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)各模態(tài)對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流異常分布型及其與中國(guó)夏季降水的可能聯(lián)系。結(jié)果表明：（1）四套再分析資料所揭示的東亞夏季風(fēng)異常活動(dòng)均存在三種差異顯著的空間模態(tài)，且各套資料對(duì)東亞夏季風(fēng)異常活動(dòng)空間多模態(tài)特征具有很好的一致性，僅NCEP-2的結(jié)果與其他資料略有差異。（2）第一模態(tài)體現(xiàn)了夏季風(fēng)年際異常在中國(guó)南方和北方的反相變化，并具有顯著的3～6年和準(zhǔn)8年周期；與正（負(fù)）時(shí)間系數(shù)相對(duì)應(yīng)，850 hPa風(fēng)場(chǎng)、500 hPa高度場(chǎng)、SLP均顯示東亞沿岸存在從西北太平洋經(jīng)過(guò)日本以南到達(dá)鄂霍次克海的“－＋－”（“＋－＋”）經(jīng)向三極型結(jié)構(gòu)；相應(yīng)的降水變化在長(zhǎng)江中下游為顯著的負(fù)（正）異常，而在我國(guó)東北東部、東南沿海及云南西部則為正（負(fù)）異常。（3）第二模態(tài)反映了夏季風(fēng)活動(dòng)主導(dǎo)模態(tài)的一致性變化且在1993年左右發(fā)生年代際轉(zhuǎn)折，并呈現(xiàn)準(zhǔn)12年周期的強(qiáng)弱交替分布。當(dāng)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)為正（負(fù)）時(shí)，850 hPa風(fēng)場(chǎng)在環(huán)貝加爾湖地區(qū)受強(qiáng)大的異常反氣旋（氣旋）控制；500 hPa高度場(chǎng)上，中高緯地區(qū)表現(xiàn)為異常的緯向波列結(jié)構(gòu)，具體表現(xiàn)為起源于歐洲大陸西部經(jīng)西西伯利亞平原向東南方向延伸至東北亞地區(qū)的“＋－＋”（“－＋－”）的波列；SLP在我國(guó)大陸主要為正（負(fù)）異常，東亞夏季風(fēng)整體減弱（加強(qiáng)）；對(duì)應(yīng)的夏季降水異常場(chǎng)呈現(xiàn)“南澇北旱”（“南旱北澇”）的分布形勢(shì)。（4）第三模態(tài)表明了夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的東西反相變化，且有12～16年的準(zhǔn)周期變化。對(duì)應(yīng)正（負(fù)）的時(shí)間系數(shù)，115°E 以東地區(qū)盛行異常偏南（北）風(fēng)，而115°E 以西地區(qū)主要盛行異常偏北（南）風(fēng)；500 hPa高度場(chǎng)、SLP均顯示出東亞沿岸地區(qū)、鄂霍次克海至日本以南洋面的“－＋”（“＋－”）波列以及歐亞大陸北部的準(zhǔn)緯向遙相關(guān)波列；夏季降水在我國(guó)大部分地區(qū)偏多（偏少），顯著變化主要位于黃淮及附近地區(qū)。

東亞夏季風(fēng) 空間多模態(tài) 大氣環(huán)流異常 夏季降水 比較分析

1 引言

我國(guó)地處東亞季風(fēng)區(qū)，是世界上最敏感的氣候脆弱區(qū)之一。東亞夏季風(fēng)隨季節(jié)進(jìn)退的早晚、強(qiáng)度異常，均會(huì)導(dǎo)致我國(guó)干旱或洪澇等重大氣候?yàn)?zāi)害的發(fā)生。早在1934年，我國(guó)著名氣候?qū)W家竺可楨（1934）就探討了東南季風(fēng)對(duì)我國(guó)夏季降水的可能影響；隨后，眾多氣象學(xué)者（涂長(zhǎng)望和黃士松，1944；陶詩(shī)言等，1958；高由禧等，1962；郭其蘊(yùn)，1983）對(duì)東亞夏季風(fēng)的基本特征、季節(jié)進(jìn)退及其對(duì)中國(guó)旱澇的影響展開了大量的研究。Tao和Chen（1987）系統(tǒng)地回顧了早期這方面的研究并提出了東亞季風(fēng)系統(tǒng)的概念，明確指出東亞季風(fēng)與印度季風(fēng)之間的差異及其可能聯(lián)系。黃榮輝等（1999）和Huang et al.（2003，2012）先后對(duì)東亞夏季風(fēng)變異特征及其成因方面的研究進(jìn)行了較全面的總結(jié)，指出了大量關(guān)于東亞夏季風(fēng)變異機(jī)理、模擬和預(yù)測(cè)方面需要深入研究的科學(xué)問(wèn)題。近年來(lái)，對(duì)東亞夏季風(fēng)的研究進(jìn)入了嶄新階段，研究涉及的因子從海洋到陸地，從北半球到南半球，時(shí)間尺度上涵蓋了季節(jié)內(nèi)、季節(jié)、年際和年代際變化。

東亞夏季風(fēng)的變異不僅受熱帶大氣環(huán)流影響，而且深受中高緯環(huán)流異常（張慶云和陶詩(shī)言，1998；張存杰等，2004）以及海洋、陸面、積雪的影響，因此東亞夏季風(fēng)復(fù)雜多變且呈現(xiàn)多時(shí)間尺度變化特征（趙平和南素蘭，2006；Ding，2008）。已有的研究表明，東亞季風(fēng)的季節(jié)性進(jìn)退和我國(guó)東部降水的聯(lián)系極為緊密（Tao and Chen，1987），且主要受熱帶西太平洋暖池上空對(duì)流活動(dòng)（黃榮輝和孫鳳英，1994）、大氣季節(jié)內(nèi)振蕩（琚建華等，2005）等因子的影響。東亞夏季風(fēng)的年際變率則受眾多因子的共同影響，例如：青藏高原的動(dòng)力（Hahn and Manabe，1975）和熱力強(qiáng)迫（Zhang et al.，2002；吳國(guó)雄等，2004）、北極海冰（Wu et al.，2009a）、歐亞積雪（Wu et al.，2009b）、土壤濕度（梁樂(lè)寧和陳海山，2010；Zhang and Zuo，2011）以及ENSO（Wang et al.，2000；Huang et al.，2003）等。

上世紀(jì)70年代末，東亞夏季風(fēng)在發(fā)生了一次顯著年代際突變：東亞夏季風(fēng)明顯減弱，中國(guó)長(zhǎng) 江流域降水顯著增多，華北降水明顯減少（Wang，2001；Ding et al.，2008）。作為下墊面外強(qiáng)迫因子，全球海溫以及高原熱力作用，對(duì)季風(fēng)環(huán)流年代際轉(zhuǎn)折起到重要作用。一些學(xué)者（Chang et al.，2000；張慶云等，2007）認(rèn)為北太平洋主模態(tài)及其年代際影響下ENSO的變化和太平洋中東部的迅速增溫是這次環(huán)流年代際變化的主要原因；另外一些學(xué)者（Li et al.，2008；Huang et al.，2010）則指出印度洋海溫變化同樣會(huì)引起該年代際轉(zhuǎn)折；而青藏高原冬季積雪增加，地表熱源減弱則被認(rèn)為是亞洲季風(fēng)年代際減弱的另一重要原因（Duan and Wu，2008；Ding et al.，2009）。最近的研究表明（Kwon et al.，2007；張人禾等，2008；黃榮輝等，2011；唐佳和武炳義，2012），除了上世紀(jì)70年代末的躍變外，東亞夏季氣候在上世紀(jì)90年代中期還發(fā)生了一次明顯的年代際變化。

關(guān)于東亞夏季風(fēng)變異的研究，一般是把季風(fēng)作為整體，從不同角度構(gòu)造季風(fēng)指數(shù)來(lái)研究季風(fēng)的變化。Wang et al.（2008）總結(jié)了東亞夏季風(fēng)指數(shù)的定義，并根據(jù)季風(fēng)的環(huán)流系統(tǒng)以及降水特征進(jìn)行了分類，大多數(shù)的季風(fēng)指數(shù)主要體現(xiàn)了東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的總體特征。然而，季風(fēng)作為一個(gè)復(fù)雜的大尺度環(huán)流系統(tǒng)，使用單一的指數(shù)很難刻畫其更為細(xì)致的變化特征，也很大程度上阻礙了對(duì)其變異機(jī)理的理解和認(rèn)識(shí)。最近，一些研究已經(jīng)開始關(guān)注東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)更為細(xì)致的特征，例如：Wu et al.（2008）使用復(fù)經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)方法揭示了東亞地區(qū)夏季（6～8月）850 hPa風(fēng)場(chǎng)變率的優(yōu)勢(shì)模態(tài)；而徐艷虹等（2013）對(duì)東亞地區(qū)850 hPa夏季經(jīng)向風(fēng)進(jìn)行EOF分析，結(jié)果均表明東亞夏季風(fēng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，受中、高緯大氣環(huán)流的影響，因此使用單一指數(shù)或模態(tài)來(lái)描寫季風(fēng)變異并不十分合理。然而，我們也注意到以上研究?jī)H僅利用來(lái)源較為單一的資料來(lái)分析東亞夏季風(fēng)的多模態(tài)特征；另外Wu et al.（2008）使用CEOF方法所揭示的東亞夏季風(fēng)多模態(tài)特征時(shí)，各子模態(tài)之間存在一定關(guān)系，無(wú)法確定每個(gè)子模態(tài)的方差貢獻(xiàn)。因此，選擇合適的統(tǒng)計(jì)方法，通過(guò)更多來(lái)源的資料來(lái)識(shí)別東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的多模態(tài)特征是十分必要的。

目前，再分析資料由于覆蓋范圍廣，時(shí)間序列長(zhǎng)而被廣泛使用于氣候及氣候變化的相關(guān)研究。歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心發(fā)布的ERA-40（Uppala et al.，2005）與ERA interim（Dee et al.，2011）、美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)測(cè)中心和國(guó)家大氣研究中心發(fā)布的NCEP-DOE AMIP-II再分析資料（Kanamitsu et al.，2002）以及日本氣象廳發(fā)布的JRA-25（Onogi et al.，2007）是目前被廣泛應(yīng)用的四套再分析資料。但再分析資料的產(chǎn)生過(guò)程極為復(fù)雜，資料來(lái)源、模式參數(shù)化方案和資料同化系統(tǒng)等因素使得資料之間存在較大的差異（Bromwich and Fogt，2004；Li et al.，2005）。目前，針對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)再分析資料的對(duì)比取得了一些成果（Annamalai et al.，1999；徐影等，2001；Wu et al.，2005），但大多數(shù)是比較一段時(shí)間內(nèi)的降水、位勢(shì)高度、氣溫等氣象要素平均值。而本文目的正是利用上述四套再分析資料，對(duì)比分析了不同資料所揭示的東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的多模態(tài)特征，在此基礎(chǔ)上探討了東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的多模態(tài)對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流異常分布型及其與中國(guó)夏季降水的可能聯(lián)系。

2 資料與方法

本文所用的四套再分析資料，分別是歐洲中心ERA-40、ERA interim、日本氣象廳JRA-25以及美國(guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心NCEP-DOE AMIP-II（簡(jiǎn)稱為NCEP-2）月平均再分析資料，包括850 hPa風(fēng)場(chǎng)、500 hPa位勢(shì)高度、海平面氣壓，分辨率為2.5°×2.5°（緯度×經(jīng)度），考慮資料統(tǒng)一性，資料長(zhǎng)度都是1979～2002年共24年。此外還用到中國(guó)氣象局整編的1951～2012年160站月平均降水量資料。

本文使用的方法主要有擴(kuò)展經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)（EEOF）分解、相關(guān)分析、檢驗(yàn)等方法。其中，對(duì)風(fēng)場(chǎng)的EEOF分解是將東亞區(qū)域（10°～60°N，100°～140°E）850 hPa上357個(gè)格點(diǎn)的、合并起來(lái)，組成為空間點(diǎn)=714（357×2），時(shí)間點(diǎn)=24的資料矩陣。然后使用通常的標(biāo)量場(chǎng)的EOF方法，計(jì)算出特征向量和對(duì)應(yīng)的時(shí)間權(quán)重系數(shù)，特征向量有357×2個(gè)值，將前（后）357個(gè)值分別作為、的特征量，就可以分析特征向量圖（是二維的流場(chǎng)圖），對(duì)應(yīng)的時(shí)間權(quán)重系數(shù)是24年。

3 東亞夏季風(fēng)多模態(tài)特征的分析與比較

由于東亞夏季風(fēng)是一個(gè)復(fù)雜的大尺度系統(tǒng)，使用單一的指數(shù)或模態(tài)來(lái)闡述東亞夏季風(fēng)的變化并不合理。低層風(fēng)向的季節(jié)性轉(zhuǎn)變是季風(fēng)環(huán)流的變化核心，因此從季風(fēng)的本質(zhì)出發(fā)，用低層風(fēng)場(chǎng)的變化可以更為直接地描述季風(fēng)的異?；顒?dòng)（Goswami et al.，1999；Lau et al.，2000）。季風(fēng)的變化與低層經(jīng)、緯向風(fēng)均有緊密的聯(lián)系，單獨(dú)使用經(jīng)向風(fēng)或者緯向風(fēng)不能正確描述復(fù)雜的東亞夏季風(fēng)變化。因此，本文選用ERA-40、ERA interim、JRA-25和NCEP-2（1979～2002）24年再分析資料，分別從動(dòng)力學(xué)角度入手采用擴(kuò)展經(jīng)驗(yàn)正交方法分解東亞區(qū)域（10°～60°N，100°～140°E）850 hPa風(fēng)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化距平值得到東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的前三個(gè)模態(tài)，根據(jù)North et al.（1982）提出的特征值誤差分析，這三個(gè)模態(tài)通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，是有價(jià)值的信號(hào)，可以反映東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的主要特征。初步分析表明東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)確實(shí)存在明顯的多空間模態(tài)特征，以下分別對(duì)比分析前三個(gè)主要模態(tài)主要特征和相應(yīng)的大氣環(huán)流異常，并討論不同模態(tài)與中國(guó)夏季降水可能存在的聯(lián)系。

3.1 第一模態(tài)

圖1給出了四套再分析資料揭示的東亞地區(qū)夏季平均850 hPa風(fēng)場(chǎng)EEOF第一模態(tài)的空間分布與時(shí)間系數(shù)。比較圖1a、b、c、d發(fā)現(xiàn)，其方差貢獻(xiàn)率分別為22.9%、22.44%、21.45%、21.52%，數(shù) 值相差不大。對(duì)應(yīng)第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)（PC1）的正值，四份再分析資料揭示的東亞夏季風(fēng)第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的850 hPa風(fēng)場(chǎng)異常均呈現(xiàn)出一個(gè)經(jīng)向三極型環(huán)流結(jié)構(gòu)，中國(guó)南方地區(qū)、南海、西北太平洋為強(qiáng)大的異常氣旋性環(huán)流，華北、東北、朝鮮半島、日本東南部則受異常反氣旋控制，鄂霍次克海附近出現(xiàn)異常氣旋性環(huán)流。這種環(huán)流的經(jīng)向三極結(jié)構(gòu)反映了熱帶西太平洋熱力異常所激發(fā)的經(jīng)向遙相關(guān)波列，Huang et al.（2006）研究表明熱帶西太平洋暖池?zé)嵩串惓；蛘叻坡少e附近異常對(duì)流活動(dòng)通過(guò)EAP遙相關(guān)型可以導(dǎo)致東亞—西北太平洋的經(jīng)向三極型異常環(huán)流分布。我國(guó)江南、華南為異常東北風(fēng)控制，該區(qū)域夏季風(fēng)減弱，華北、黃淮流域?qū)?yīng)偏南氣流，夏季風(fēng)增強(qiáng)。在江淮流域以南地區(qū)出現(xiàn)東北風(fēng)異常，江淮流域以北地區(qū)則出現(xiàn)偏南風(fēng)異常，導(dǎo)致江淮流域風(fēng)場(chǎng)輻散，有利于夏季降水減少。圖1中各模態(tài)的環(huán)流型大致相同，僅在環(huán)流中心的位置和強(qiáng)度上略有差別。從時(shí)間系數(shù)分布圖上，可以發(fā)現(xiàn)第一模態(tài)主要體現(xiàn)東亞夏季風(fēng)的年際變化，其中NCEP-2與其余三套資料的時(shí)間演變差異稍大，尤其是在1984、1990、1995以及1999年以后，但總體變化趨勢(shì)相當(dāng)。進(jìn)一步地，對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行小波分析（圖2），從功率譜圖上可以看到各資料相應(yīng)的時(shí)間序列均具有顯著的3～6年和準(zhǔn)8年的變化周期，其中NCEP-2的準(zhǔn)8年周期未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。結(jié)合小波實(shí)部系數(shù)圖可知，四套資料都揭示出東亞夏季風(fēng)第一模態(tài)在這24年主要存在著準(zhǔn)8年的周期，強(qiáng)8年周期和弱8年周期交替分布。在1990年代之前還存在4～5年的周期，1990年代以后轉(zhuǎn)為3年的準(zhǔn)周期變化。綜上，東亞夏季風(fēng)第一模態(tài)在時(shí)間演變上具有顯著的3～6年和準(zhǔn)8年周期，其空間分布則表現(xiàn)出在中國(guó)北方和南方截然不同的強(qiáng)弱特征：高指數(shù)年，夏季風(fēng)活動(dòng)主體位置偏北，呈現(xiàn)北方強(qiáng)（弱），南方弱（強(qiáng)）的特點(diǎn)；低指數(shù)年，則相反。

為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)與東亞夏季風(fēng)第一模態(tài)相聯(lián)系的大氣環(huán)流異常，進(jìn)一步對(duì)比分析了各套資料同期相應(yīng)的500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)和海平面氣壓場(chǎng)（SLP）。計(jì)算第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)的相關(guān)分布，如圖3所示，對(duì)應(yīng)PC1的正值，不同資料均揭示了自西北太平洋經(jīng)過(guò)日本到鄂霍次克海的“－＋－”經(jīng)向遙相關(guān)波列結(jié)構(gòu)，類似于東亞太平洋遙相關(guān)型（EAP）（Nitta，1987；黃榮輝和李維京，1988），且低緯度地區(qū)顯著高度負(fù)異常幾乎覆蓋整個(gè)赤道。NCEP-2資料中，我國(guó)華北至日本為顯著正相關(guān)區(qū)，范圍相對(duì)其余三套資料略大。這可能是由于其時(shí)間系數(shù)與其他資料相差較大或者位勢(shì)高度場(chǎng)資料差異造成的。而第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與SLP的相關(guān)分布特征（圖略）在亞洲大陸主要表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，顯著負(fù)相關(guān)區(qū)位于孟加拉灣至西北太平洋、青藏高原以北地區(qū)及鄂霍次克海地區(qū)，日本以東洋面則為正相關(guān)。SLP異常相關(guān)分布型在東亞沿岸地區(qū)與500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)較為類似，且各套資料之間的相關(guān)分布差異較小。

對(duì)應(yīng)PC1高指數(shù)，我國(guó)夏季大部分地區(qū)降水減少，尤其是在長(zhǎng)江中下游地區(qū)，降水顯著減少，而我國(guó)東北東部、東南沿海及云南西部降水增多（圖4）。我國(guó)夏季降水異?？臻g分布與東亞夏季風(fēng)第一模態(tài)在動(dòng)力學(xué)上相當(dāng)一致：長(zhǎng)江流域處于東北風(fēng)和東南風(fēng)之間的輻散風(fēng)場(chǎng)，降水減少；我國(guó)華南地區(qū)位于異常氣旋性環(huán)流中心附近，降水顯著增加；東北東部處于異常氣旋中心附近，降水增加，而其西部地區(qū)受偏北風(fēng)異常影響，降水顯著減少。從環(huán)流形勢(shì)來(lái)看，當(dāng)PC1為低指數(shù)時(shí)，500 hPa高度場(chǎng)上鄂霍次克海附近阻塞高壓偏強(qiáng)，副熱帶高壓正異常位于熱帶西太平洋，副高增強(qiáng)西伸，脊線位置接近常年，使得西南季風(fēng)和水汽輸送不易北推，導(dǎo)致我國(guó)長(zhǎng)江流域發(fā)生洪澇（陳興芳和宋文玲，1994）。另外，熱帶西北太平洋中低層的異常反氣旋使得梅雨鋒停滯在長(zhǎng)江流域，從而導(dǎo)致長(zhǎng)江流域發(fā)生持續(xù)性降水（Chang et al.，2000）。圖1中不同資料均在1998年達(dá)到最小值－3.3左右，對(duì)應(yīng)長(zhǎng)江中下游發(fā)生強(qiáng)降水（圖4），這與歷史上1998年長(zhǎng)江大洪水的發(fā)生相一致。

以上分析表明，四套再分析資料均能揭示東亞夏季風(fēng)第一模態(tài)的時(shí)空分布特征，第一模態(tài)主要反映了夏季風(fēng)年際異常在中國(guó)南方和北方的反相變化，相應(yīng)的大氣環(huán)流異常表現(xiàn)在東亞沿岸地區(qū)為一個(gè)類似EAP的經(jīng)向三極結(jié)構(gòu)波列，而降水異常區(qū)域主要位于長(zhǎng)江中下游地區(qū)。

圖1 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第一模態(tài)的（a?d）空間分布和（e）時(shí)間系數(shù)：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2

圖2 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列的小波分析：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2。左：小波實(shí)部系數(shù)；右：小波功率譜；虛線為0.1顯著性水平臨界值

圖3 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與夏季平均500 hPa高度場(chǎng)的相關(guān)分布：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2。紅色和藍(lán)色陰影區(qū)分別表示正、負(fù)相關(guān)系數(shù)通過(guò)0.05顯著性水平

圖4 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與中國(guó)夏季降水的相關(guān)分布：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2。黑色圓點(diǎn)表示通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)

3.2 第二模態(tài)

圖5顯示了四套再分析資料中東亞地區(qū)夏季平均850 hPa風(fēng)場(chǎng)EEOF第二模態(tài)的空間分布與時(shí)間系數(shù)。由圖5我們可以看到，在夏季第二主模態(tài)上，中國(guó)大陸30°N以南為一個(gè)弱氣旋性環(huán)流，而在環(huán)貝加爾湖地區(qū)受強(qiáng)大的反氣旋環(huán)流控制；但其中ERA-40和ERA interim的分布型比較類似，JRA-25和NCEP-2在蒙古地區(qū)反氣旋性環(huán)流相對(duì)較弱。對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EEOF分析的第二模態(tài)時(shí)間系數(shù)（PC2）的正值，我國(guó)東北、華北、朝鮮半島、山東半島、渤海灣、長(zhǎng)江中下游至江南地區(qū)盛行東北風(fēng)異常，夏季風(fēng)活動(dòng)整體偏弱。反之，對(duì)應(yīng)PC2負(fù)值，我國(guó)東部地區(qū)及朝鮮半島盛行大范圍的西南風(fēng)異常，夏季風(fēng)活動(dòng)整體偏強(qiáng)。從相應(yīng)的時(shí)間系數(shù)PC2上來(lái)看，四套資料揭示的第二模態(tài)在1993年左右均存在“由負(fù)轉(zhuǎn)正”現(xiàn)象，在1995年之前各資料間的差異略大但變化趨勢(shì)大體一致，在1995年之后各資料計(jì)算出的時(shí)間系數(shù)基本一致，其中NCEP-2在1979、1982、1990、2001年與其他三份資料差異較為明顯。對(duì)應(yīng)PC2高指數(shù)，東亞地區(qū)主要盛行東北風(fēng)，夏季風(fēng)減弱，低指數(shù)情況下盛行西南風(fēng)使得夏季風(fēng)增強(qiáng)；在前15年中，NCEP-2只有2年為正PC2且絕對(duì)值很?。ǎ?.5），余下三套資料中有四年為正值，除了1979年數(shù)值略大于1，其余3年數(shù)值均小于0.5；而在后9年中四套資料均表現(xiàn)出除了1998年為負(fù)值外，其余年份均為正值。因此東亞夏季風(fēng)在1993年左右可能發(fā)生了年代際轉(zhuǎn)折，這與Kwon et al（2007）、唐佳和武炳義（2012）及朱志偉等（2013）的結(jié)論是一致的，他們的研究結(jié)果表明，東亞夏季風(fēng)在20世紀(jì)90年代初發(fā)生了明顯的年代際轉(zhuǎn)折。此外，圖6給出了PC2的小波分析，從右側(cè)的功率譜圖可以發(fā)現(xiàn)各份資料相應(yīng)的時(shí)間序列在整個(gè)時(shí)間域的平均狀況上并無(wú)明顯的周期變化，而從左側(cè)的小波實(shí)部系數(shù)圖則發(fā)現(xiàn)：除了NCEP-2外，其余資料均顯示準(zhǔn)12年周期的強(qiáng)弱交替分布。

為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)與東亞夏季風(fēng)第二模態(tài)相聯(lián)系的大氣環(huán)流異常，圖7分別給出了四套不同資料500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)與第二模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)計(jì)算所得的相關(guān)分布。由圖7所示，當(dāng)PC2為正值 時(shí)，500 hPa高度負(fù)異常中心分別在喀拉海至鄂霍次克海和我國(guó)南方，其中在我國(guó)南方地區(qū)的負(fù)異常中心只有NCEP-2資料通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn)，它們之間的環(huán)貝加爾湖地區(qū)為顯著的正異常中心。我國(guó)北方和南方地區(qū)分別受異常高壓和異常低壓 控制，有利于北方降水減少，南方降水增加。另外，500 hPa高度場(chǎng)還表現(xiàn)出一個(gè)異常緯向波列結(jié)構(gòu)，起源于歐洲大陸西部，經(jīng)過(guò)西西伯利亞平原向東南方向延伸至東北亞地區(qū)，直接影響我國(guó)北方地區(qū)環(huán)流狀況。夏季SLP與PC2的相關(guān)分布（圖略）在亞洲高緯地區(qū)為負(fù)異常，在我國(guó)大陸主要為正異 常，則夏季亞洲大陸熱低壓減弱，東亞海陸熱力差異可能減小，使得東亞夏季風(fēng)減弱。結(jié)合第二模態(tài)時(shí)間系數(shù)，1993年之后環(huán)貝加爾湖地區(qū)對(duì)流層中低層為異常強(qiáng)大的反氣旋所控制，這可能是環(huán)貝加爾湖地區(qū)地表氣溫持續(xù)增暖使得該地區(qū)易維持暖性異常反氣旋環(huán)流（徐康等，2011）。此外，考慮到第二模態(tài)時(shí)間序列有明顯的趨勢(shì)，這可能影響到相關(guān)分析中結(jié)果的穩(wěn)定性和獨(dú)立性。因此，分析去除趨勢(shì)后的序列與環(huán)流場(chǎng)的相關(guān)分布（圖略），發(fā)現(xiàn)其500 hPa分布型與圖7類似，但環(huán)貝加爾湖地區(qū)的正異常中心范圍減小，而PC2去趨勢(shì)前后與SLP的相關(guān)分布也無(wú)明顯差異。

圖5 同圖1，但為東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第二模態(tài)

圖6 同圖2，但為東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第二模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列

PC2高指數(shù)情況下，各資料都呈現(xiàn)出在我國(guó)南方大部分地區(qū)夏季降水顯著增多，東北、華北東部、黃淮流域以及黃土高原附近降水減少（圖8）。因此PC2對(duì)我國(guó)夏季降水的影響，大致呈現(xiàn)“南澇北旱”形勢(shì)。結(jié)合時(shí)間系數(shù)，我國(guó)北方夏季降水在1993年以后顯著減少，南方夏季降水則明顯增加，呈現(xiàn)經(jīng)向偶極型分布。鄧偉濤等（2009）研究表 明在20世紀(jì)90年代初，日本以南西北太平洋海溫由負(fù)距平向正距平分布轉(zhuǎn)變，同時(shí)菲律賓群島附近海溫異常偏暖，導(dǎo)致西太平洋副熱帶高壓偏南 偏西，使得中國(guó)東部夏季降水分布轉(zhuǎn)變成偶極形態(tài)。黃榮輝等（2011，2013）、Liu et al.（2011）分析我國(guó)東部夏季降水的時(shí)空分布存在兩種主模 態(tài)：經(jīng)向三極子型和經(jīng)向偶極子型，我國(guó)夏季降水異常在1993年以后經(jīng)向偶極型降水開始起重要作用。Huang et al.（2011）分析表明我國(guó)華北、東北地區(qū)在1990年代后也進(jìn)入相對(duì)干燥的時(shí)期。第二模態(tài)對(duì)應(yīng)的降水異常分布與他們的結(jié)果相一致，反映了我國(guó)夏季降水在20世紀(jì)90年代初的年代際轉(zhuǎn)型，且該降水的年代際轉(zhuǎn)型可能與東亞夏季風(fēng)第二模態(tài)的年代際轉(zhuǎn)折存在聯(lián)系。類似上述環(huán)流場(chǎng)的分析，將PC2去除線性趨勢(shì)后與中國(guó)降水求相關(guān) （圖略），對(duì)應(yīng)正指數(shù)年，各套資料均呈現(xiàn)出“南澇北旱”形勢(shì)，但南方地區(qū)的正相關(guān)只有少數(shù)地區(qū)通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。這也說(shuō)明東亞夏季風(fēng)第二模態(tài)確實(shí)與中國(guó)東部夏季降水的經(jīng)向偶極子型存在一定的聯(lián)系。

圖7 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第二模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與夏季平均500hPa高度場(chǎng)的相關(guān)分布：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2。紅色和藍(lán)色陰影區(qū)分別表示正、負(fù)相關(guān)系數(shù)通過(guò)0.05顯著性水平

圖8 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第二模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與中國(guó)夏季降水的相關(guān)分布：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2。黑色圓點(diǎn)表示通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)

綜上，四套再分析資料均能揭示東亞夏季風(fēng)第二模態(tài)的時(shí)空分布特征，空間分布上主要反映了夏季風(fēng)活動(dòng)的一致性變化，時(shí)間演變上在1993年左右發(fā)生明顯的年代際轉(zhuǎn)折，且無(wú)明顯周期變化。大氣環(huán)流異常主要表現(xiàn)在環(huán)貝加爾湖地區(qū)為一強(qiáng)大的反氣旋，對(duì)應(yīng)的我國(guó)夏季降水異常為南方降水增加，北方降水減少。

3.3 第三模態(tài)

圖9給出了四套再分析資料揭示的東亞地區(qū)夏季平均850 hPa風(fēng)場(chǎng)EEOF第三模態(tài)的空間分布與時(shí)間系數(shù)。對(duì)比分析可得，各資料在東亞夏季風(fēng)第三模態(tài)上均表現(xiàn)為華北、東北地區(qū)受氣旋性環(huán)流控制，日本以南洋面為一反氣旋性環(huán)流異常中心。對(duì)應(yīng)第三模態(tài)時(shí)間系數(shù)（PC3）正值，115°E 以東，我國(guó)東部沿海、華北東部、山東半島、朝鮮半島、日本海以及東北東部盛行偏南風(fēng)異常，夏季風(fēng)活動(dòng)偏強(qiáng)；115°E 我國(guó)以西地區(qū)主要盛行偏北風(fēng)異常，夏季風(fēng)活動(dòng)偏弱。反之，當(dāng)PC3為負(fù)值時(shí)，我國(guó)東部沿海地區(qū)受偏北氣流控制，夏季風(fēng)偏弱，而在其以西地區(qū)盛行偏南風(fēng)，夏季風(fēng)偏強(qiáng)。因此，東亞夏季風(fēng)第三模態(tài)主要反映了夏季風(fēng)活動(dòng)的東西反相變化。其中NCEP-2的方差貢獻(xiàn)率為11.15%，相對(duì)較大，且在中國(guó)北方的氣旋略強(qiáng)于其他資料。從相應(yīng)的時(shí)間系數(shù)演變來(lái)看，除了NCEP-2在1988年數(shù)值相對(duì)較小而在1993年系數(shù)相對(duì)較大以外，其他年份四份資料沒(méi)有明顯差異。另外，對(duì)PC3進(jìn)行小波分析（圖10）可得，其功率譜強(qiáng)峰主要為12～16年的準(zhǔn)周期變化，而小波系數(shù)圖上，PC3在1990年代之前存在6～8年的周期，1990年代以后轉(zhuǎn)為8～16年的周期變化。

與東亞夏季風(fēng)第三模態(tài)相聯(lián)系的大氣環(huán)流異常，在PC3與500 hPa位勢(shì)高度相關(guān)場(chǎng)上（圖11），四套資料均顯示東亞沿岸地區(qū)經(jīng)向偶極型波列，即鄂霍次克海為負(fù)異常中心而日本以南洋面為正異常中心。ERA-40、ERA interim和JRA-25資料還揭示了沿國(guó)際日期變更線，太平洋北部的阿留申地區(qū)與太平洋中部的夏威夷附近的位勢(shì)高度之間存在反相關(guān)，而NCEP-2中則不明顯。此外各資料PC3對(duì)應(yīng)500 hPa高度場(chǎng)異常還表現(xiàn)出一個(gè)沿60°N歐亞大陸中高緯的準(zhǔn)緯向遙相關(guān)波列，烏拉爾山和鄂霍次克海附近地區(qū)為負(fù)高度異常中心，貝加爾湖北部地區(qū)為正高度異常中心，該波列可能主要通過(guò)調(diào)節(jié)位于烏拉爾山和鄂霍次克海地區(qū)的阻塞高壓來(lái)間接影響東亞夏季風(fēng)。張慶云和陶詩(shī)言（1998）指出東亞夏季風(fēng)環(huán)流受歐亞大陸中高緯度環(huán)流影響很大，是夏季印度季風(fēng)和東亞季風(fēng)環(huán)流的主要差異之一。張存杰等（2004）指出大氣中存在顯著的低頻變化，這種變化是由于大氣環(huán)流中某些大尺度環(huán)流持續(xù)性異常所造成的，烏拉爾山和鄂霍次克海阻塞形勢(shì)就是一種常見的大尺度持續(xù)流型，它不僅影響局地天氣過(guò)程，還造成上下游的環(huán)流型異常，從而引起大范圍的天氣變化。海平面氣壓異常相關(guān)分布型在東亞沿岸以及歐亞大陸中高緯地區(qū)與500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)較為類似，表現(xiàn)為東亞沿岸地區(qū)經(jīng)向偶極型波列和歐亞大陸北部準(zhǔn)緯向遙相關(guān)波列，且各套資料之間的相關(guān)分布差異較小（圖略）。

圖9 同圖1，但為東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第三模態(tài)

圖10 同圖2，但為東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第三模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列

圖12為東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第三模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與中國(guó)夏季降水的相關(guān)分布。對(duì)應(yīng)PC3的正值，不同資料均揭示我國(guó)大部分地區(qū)夏季降水增多，但只有在華北東部、北部以及山東半島等少數(shù)地方通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，而西南北部、西北東部、華北西部、江南地區(qū)以及內(nèi)蒙古東部降水減少。反之，當(dāng)PC3為負(fù)值時(shí)，我國(guó)大部分地區(qū)夏季降水減少。結(jié)合圖9，山東半島、華北東部至東北南部地區(qū)位于異常氣旋性環(huán)流中心附近，降水增加。

上述研究表明，四套再分析資料均能揭示東亞夏季風(fēng)第三模態(tài)的時(shí)空分布特征，第三模態(tài)主要反映了夏季風(fēng)活動(dòng)以115oE 為界的東西反相變化。大氣環(huán)流異常場(chǎng)上，主要顯示了東亞沿岸地區(qū)經(jīng)向偶極型波列以及歐亞大陸北部的準(zhǔn)緯向遙相關(guān)波列，而夏季降水異常場(chǎng)在我國(guó)大部分地區(qū)降水增加，顯著變化的區(qū)域主要出現(xiàn)在黃河及附近地區(qū)。

4 結(jié)論與討論

本文首先利用ERA-40、ERA interim、JRA -25和NCEP-2再分析資料，通過(guò)EEOF方法分解850 hPa風(fēng)場(chǎng)得到東亞夏季風(fēng)前三個(gè)模態(tài)。根據(jù)North et al.（1982）的誤差分析，四套再分析資料揭示的前三個(gè)模態(tài)是可以區(qū)分的。四套再分析資料對(duì)東亞夏季風(fēng)各模態(tài)的描述基本一致，其中NCEP-2與 其余資料差異略大，故本文主要分析各資料的共同特征。然后采用相關(guān)分析等方法，揭示了東亞地區(qū)夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的多模態(tài)特征及其與大氣環(huán)流異常、中國(guó)夏季降水的可能聯(lián)系。主要結(jié)論如下：

（1）東亞夏季風(fēng)第一模態(tài)體現(xiàn)了夏季風(fēng)年際異常在中國(guó)南方和北方的反相變化，并具有顯著的3～6年和8年的準(zhǔn)周期變化。對(duì)應(yīng)PC1的高值，我國(guó)北方受西南風(fēng)控制夏季風(fēng)偏強(qiáng)，南方為東北風(fēng)則偏弱；反之，我國(guó)北方為東北風(fēng)夏季風(fēng)偏弱，南方為西南風(fēng)夏季風(fēng)偏強(qiáng)。在低層850 hPa風(fēng)場(chǎng)、500 hPa高度場(chǎng)、海平面氣壓場(chǎng)都顯示東亞沿岸地區(qū)為一個(gè)經(jīng)向三極型結(jié)構(gòu)，從西北太平洋經(jīng)過(guò)華北、東北、朝鮮半島、日本以南到達(dá)鄂霍次克海；對(duì)應(yīng)的我國(guó)夏季降水異常場(chǎng)在長(zhǎng)江中下游地區(qū)為顯著負(fù)異常，主要是由于該地區(qū)有異常的風(fēng)場(chǎng)輻散，而我國(guó)東北東部、東南沿海及云南西部為降水正異常。

（2）東亞夏季風(fēng)第二模態(tài)反映了夏季風(fēng)活動(dòng)主導(dǎo)模態(tài)的一致性變化，且在1993年左右發(fā)生年代際轉(zhuǎn)折，并呈現(xiàn)準(zhǔn)12年周期的強(qiáng)弱交替分布。環(huán)流場(chǎng)上，低層850 hPa風(fēng)場(chǎng)在長(zhǎng)江流域以南為一個(gè)弱的異常氣旋性環(huán)流，而環(huán)貝加爾湖地區(qū)受強(qiáng)大的異常反氣旋控制；500 hPa高度場(chǎng)上，我國(guó)北方和南方地區(qū)分別受異常高壓和異常低壓控制，而中高緯地區(qū)表現(xiàn)為一個(gè)異常緯向波列結(jié)構(gòu)，起源于歐洲大陸西部，經(jīng)過(guò)西西伯利亞平原向東南方向延伸至東北亞地區(qū)；海平面氣壓場(chǎng)上，我國(guó)大陸主要為正異常，東亞海陸熱力差異可能減小，使得東亞夏季風(fēng)減弱。對(duì)應(yīng)的我國(guó)夏季降水異常場(chǎng)呈現(xiàn)“南澇北旱”形勢(shì)。結(jié)合時(shí)間系數(shù)，1993年之前夏季風(fēng)整體偏強(qiáng)，1993年之后則整體偏弱，相應(yīng)的夏季降水異常在1993年以后轉(zhuǎn)為經(jīng)向偶極型，即“南澇北 旱”形勢(shì)。此外，去除第二模態(tài)時(shí)間序列的線性趨勢(shì)后，環(huán)流和降水的相關(guān)分布型無(wú)明顯差異，只是通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域減少。

（3）東亞夏季風(fēng)第三模態(tài)主要表明了夏季風(fēng)活動(dòng)在我國(guó)的東西反相變化，且其時(shí)間序列在1990年代之前存在6～8年的周期，1990年代以后轉(zhuǎn)為8～16年的周期變化。當(dāng)PC3為正值時(shí)，115°E 以東地區(qū)盛行偏南風(fēng)異常，夏季風(fēng)偏強(qiáng)，115°E 以西地區(qū)主要盛行偏北風(fēng)異常，夏季風(fēng)偏弱。大氣環(huán)流異常場(chǎng)上，500 hPa高度場(chǎng)、海平面氣壓場(chǎng)均顯示了東亞沿岸地區(qū)鄂霍次克海至日本以南洋面的“－＋”波列以及歐亞大陸北部的準(zhǔn)緯向遙相關(guān)波列，從烏拉爾山附近經(jīng)過(guò)貝加爾湖以北地區(qū)到達(dá)鄂霍次克海。相應(yīng)的我國(guó)夏季降水異常場(chǎng)在我國(guó)大部分地區(qū)降水增多，西南北部、西北東部、華北西部、江南北部以及內(nèi)蒙古東部降水減少，降水的顯著變化區(qū)域主要出現(xiàn)在黃淮及附近地區(qū)。

圖11 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第三模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與夏季平均500hPa高度場(chǎng)的相關(guān)分布：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2。紅色和藍(lán)色陰影區(qū)分別表示正、負(fù)相關(guān)系數(shù)通過(guò)0.05顯著性水平

圖12 東亞地區(qū)夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)第三模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與中國(guó)夏季降水的相關(guān)分布：（a）ERA-40；（b）ERA interim；（c）JRA-25；（d）NCEP-2。黑色圓點(diǎn)表示通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)

本文首先利用多套再分析資料對(duì)比分析東亞夏季風(fēng)多模態(tài)特征，結(jié)果表明東亞夏季風(fēng)確實(shí)存在多模態(tài)特征，且不依賴于資料的來(lái)源；進(jìn)一步的分析了各個(gè)模態(tài)對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流異常及其與中國(guó)夏季降水的聯(lián)系。由于文章篇幅及資料時(shí)間長(zhǎng)度所限，對(duì)于夏季風(fēng)第二模態(tài)呈現(xiàn)的年代際轉(zhuǎn)折，沒(méi)有深入解釋其年代際轉(zhuǎn)折的原因及物理機(jī)制，且沒(méi)有進(jìn)一步探討東亞夏季風(fēng)各個(gè)模態(tài)與外強(qiáng)迫的關(guān)系。在今后的工作中，將重點(diǎn)探討東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)各個(gè)模態(tài)的同期、前期影響因子，如海溫、北極海冰、積雪等外強(qiáng)迫因子，并應(yīng)用數(shù)值模擬試驗(yàn)對(duì)診斷分析所得結(jié)論加以驗(yàn)證，為研究和預(yù)測(cè)東亞夏季風(fēng)變異機(jī)理提供一定的參考。

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Multi-spatial Modes of East Asian Summer Monsoon Activity: Comparative Analysis of Various Reanalysis Data

HUANG Yanling1, 2, CHEN Haishan1, 2, JIANG Wei3, XU Bei1, 2, and LI Zhongxian1,2

1,(),,2100442,2100443,210008

Based on ERA-40, ERA interim, JRA-25, and NCEP-DOE AMIP-II (NCEP-2) reanalysis data (1979–2002), we compare the basic features of the multi-spatial modes, which reflect the anomalous activity of the East Asian Summer Monsoon (EASM). The relevant atmospheric general circulation anomalies, as well as their association with the summer rainfall in China, are further explored by using statistical methods including correlation and extended empirical orthogonal function (EEOF) analysis. Results suggest that: (1) the EASM exhibits three typical spatial modes with significant differences, which are independent of the dataset sources, with the exception of NCEP-2 in which slightly different features are shown. (2) The first mode represents an out-of-phase variation of the summer wind between southern and northern China. The associated principal component has significant interannual variability with 3–6 and 8 year periods. Correspondingly, the positive (negative) time coefficients, 850 hPa wind, 500 hPa geopotential height, and sea level pressure (SLP) anomalies exhibit the “－＋－” (“＋－＋”) meridional tripole pattern in East China, from the western North Pacific (WNP), across Japan to the Okhotsk Sea. The summer precipitation tends to decrease (increase) in the middle and lower reaches of the Yangtze River, while it increases (decreases) over the east of northeast China, the southeast coast of China, and western Yunnan. (3) The second mode represents a consistency variation in the dominant mode of the EASM, which shows an interdecadal shift around 1993 and presents an alternating distribution with a quasi-12-year cycle. For a case with a positive (negative) time coefficient caused by the distribution of summer 850-hPa wind fields, there is an intensified anomalous anticyclonic circulation around Lake Baikal. There are also corresponding anomalous 500-hPa geopotential height fields exhibiting a “＋－＋” (“－＋－”) anomalous zonal wave pattern over the midhigh latitudes, originating from western Europe, across the West Siberia plain, and extending to northeast Asia. The relationship between the second mode and the summer mean SLP is characterized by an almost positive (negative) correlation, which causes the weakening (strengthening) of the EASM. Meanwhile, the summer precipitation mode of “flooding in the south and drought in the north” (“drought in the south and flooding in the north”) appears. (4) The third mode reflects the westward and eastward movement of the EASM, which exhibits a 12–16-year periodic variation. When the time coefficient is in its positive (negative) phase, southerly (northerly) anomalies cover the areas east of 115o E, and northerly (southerly) anomalies appear in the region west of 115o E. The SLP and the 500-hPa geopotential height show very similar correlation patterns, i.e., a “－＋” (“＋－”) wave-train-like pattern from Okhotsk to the ocean east to Japan and an anomalous quasi-zonal teleconnection pattern in northern Eurasia. Nevertheless, the distribution of summer precipitation anomalies in most areas of China is negative (positive), with significant anomalies found only near the Huang-Huai basin.

East Asian summer monsoon, Multi-spatial-modes, Atmospheric general circulation anomalies, Summer precipitation, Comparative analysis

1006?9895(2015)01?0145?16

P467

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1404.13326

2013?12?08；網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版日期 2014?05?26

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目41230422，科技部公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)GYHY201206017，江蘇省自然科學(xué)基金——杰出青年基金項(xiàng)目BK20130047，新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃

黃燕玲，女，1989 年出生，碩士研究生，主要從事陸面過(guò)程與短期氣候預(yù)測(cè)研究。E-mail:huangyanling33@163.com

陳海山，E-mail: haishan@nuist.edu.cn