基于NCAR Cam3模式的東亞夏季風(fēng)

摘 要：文章基于NCAR Cam3模式，利用相關(guān)分析和功率譜分析方法，數(shù)值模擬了自然變率下東亞夏季風(fēng)的特征。結(jié)果表明：（1）自然變率下東亞夏季風(fēng)具有明顯的年際和年代際變化特點(diǎn)。（2）自然變率下東亞夏季風(fēng)存在2-4年左右周期。（3）自然變率下東亞夏季風(fēng)與夏季溫度相關(guān)性最密切。（4）自然變率下東亞夏季風(fēng)越強(qiáng)，東北、華北附近溫度較平均值偏高，華南附近溫度則較平均值偏低，反之亦然。

關(guān)鍵詞：東亞夏季風(fēng)；模式；氣溫；相關(guān)

季風(fēng)是一種盛行風(fēng)向隨季節(jié)變化的氣候現(xiàn)象，它的形成是由于海-陸熱力差異導(dǎo)致的[1]，它也是全球大氣環(huán)流中重要的一環(huán)。全球季風(fēng)區(qū)主要有美洲季風(fēng)區(qū)、亞洲-澳大利亞季風(fēng)區(qū)和非洲季風(fēng)區(qū)，其中亞洲-澳大利亞季風(fēng)區(qū)的范圍最廣。亞洲季風(fēng)區(qū)是全球季風(fēng)區(qū)風(fēng)場(chǎng)年際變率最顯著的地方，特征主要表現(xiàn)為冬季盛行偏北季風(fēng)，夏季盛行偏南季風(fēng)。眾多學(xué)者研究證明了季風(fēng)的重要性以及季風(fēng)對(duì)氣候產(chǎn)生的影響[2-4]，因此研究季風(fēng)具有重要意義。文章將利用NCAR Cam3模式[5]，重

點(diǎn)研究自然變率下東亞夏季風(fēng)的特征及其與我國(guó)氣溫異常的關(guān)系。利用該模式，可以消除人為因素等外強(qiáng)迫對(duì)大氣環(huán)流造成的影響，從而得到氣候本身的自有的特點(diǎn)。

2.2 自然變率下東亞夏季風(fēng)的年際變化和年代際變化

圖1給出控制試驗(yàn)?zāi)M的200年?yáng)|亞夏季風(fēng)指數(shù)序列，從圖中可以看出，該序列具有明顯的年際變化。圖中實(shí)線為11年滑動(dòng)平均曲線，可以看出，從長(zhǎng)時(shí)間看并非直線趨勢(shì)，而是一種長(zhǎng)時(shí)間的波動(dòng)，說(shuō)明在模擬的200年中，東亞夏季風(fēng)強(qiáng)、弱交替出現(xiàn)，而且體現(xiàn)了年代際變化的特點(diǎn)。

2.3 自然變率下東亞夏季風(fēng)的周期特征

圖2所給出的是功率譜分析。功率譜分析表明，EAP指數(shù)最主要的周期長(zhǎng)度在2.4、2.6、3.9年左右，通過(guò)90%的信度檢驗(yàn)。

3 自然變率下東亞夏季風(fēng)與我國(guó)氣溫異常的關(guān)系

3.1 自然變率下東亞夏季風(fēng)與各季節(jié)溫度關(guān)系

東亞夏季風(fēng)EAP指數(shù)與春、秋、冬三個(gè)季節(jié)的溫度場(chǎng)相關(guān)系數(shù)很小，但與夏季（同期）的相關(guān)很好，北半球中高緯大部分地區(qū)通過(guò)95%的信度檢驗(yàn)。因?yàn)闁|亞夏季風(fēng)EAP指數(shù)只與同期相關(guān)很好，沒(méi)有體現(xiàn)出與前期和后期的密切關(guān)系，這也充分驗(yàn)證了該模式模擬的結(jié)果為自然變率下東亞夏季風(fēng)與溫度的異常關(guān)系。

3.2 自然變率下東亞夏季風(fēng)與我國(guó)同期氣溫的關(guān)系

由于東亞夏季風(fēng)對(duì)我國(guó)氣候影響較大，與我國(guó)氣候的變化有密切關(guān)系，文章將進(jìn)一步探討自然變率下東亞夏季風(fēng)指數(shù)與我國(guó)同期氣溫的關(guān)系，如圖3。圖中可以看出在我國(guó)東北、華北附近，EAP指數(shù)與850hpa上的同期溫度正相關(guān)，東北附近相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.5。在華南附近表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.3，在中國(guó)大陸中部為正相關(guān)，新疆以北為負(fù)相關(guān)。說(shuō)明自然變率下東亞夏季風(fēng)越強(qiáng)，東北、華北附近溫度較平均值偏高，華南附近溫度則較平均值偏低，反之亦然。這個(gè)結(jié)果的天氣氣候意義是非常清楚的：強(qiáng)夏季風(fēng)時(shí)，西太平洋副熱帶高壓位置偏北，華北地區(qū)處于副熱帶高壓直接控制之下，高溫少雨。此時(shí)華南處于副高南側(cè)，受熱帶季風(fēng)影響，降水偏多，氣溫偏低。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）自然變率下東亞夏季風(fēng)具有明顯的年際和年代際變化特點(diǎn)。強(qiáng)、弱東亞夏季風(fēng)交替出現(xiàn)。

（2）自然變率下東亞夏季風(fēng)存在2-4年左右周期。

（3）自然變率下東亞夏季風(fēng)與夏季溫度相關(guān)性最密切。

（4）自然變率下東亞夏季風(fēng)越強(qiáng)，東北、華北附近溫度較平均值偏高，華南附近溫度則較平均值偏低，反之亦然。

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作者簡(jiǎn)介：龍妍妍（1985-），女，碩士研究生，工程師，主要從事氣候變化研究。