青藏高原東部積雪異常與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系

胡豪然

(中國(guó)氣象局成都高原氣象研究所，高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川　成都　610072)

?

青藏高原東部積雪異常與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系

胡豪然

(中國(guó)氣象局成都高原氣象研究所，高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610072)

摘要：選取1961/1962—2011/2012年青藏高原東部積雪和西南地區(qū)降水的測(cè)站資料，應(yīng)用奇異值分解方法，結(jié)合相關(guān)分析和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，分析前期積雪與春季降水的關(guān)系及其隨時(shí)間的變化特征。結(jié)果表明：青藏高原東部12月、1月積雪對(duì)西南地區(qū)西南部春季降水有一定的指示意義；積雪影響關(guān)鍵區(qū)位于青藏高原東南緣的青南高原東南部、川西高原西北部和東部的藏東峽谷，分別以班瑪、石渠、丁青為中心；春季降水以正響應(yīng)為主，顯著區(qū)域覆蓋西南地區(qū)除滇西北和滇西南以外的整個(gè)西南部，以會(huì)理、華坪為中心的川滇交界周邊地區(qū)最為突出；近50 a來(lái)，青藏高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪異常與西南地區(qū)西南部春季降水間的關(guān)系始終保持正相關(guān)且表現(xiàn)出顯著的年代際變化特征，根據(jù)滑動(dòng)相關(guān)結(jié)果可分為3個(gè)階段，各階段之間的過(guò)渡均以氣候突變的形式完成，1961—1984年相關(guān)低于95%置信水平，1985—1995年相關(guān)高于99%置信水平，1996—2011年相關(guān)介于95%與99%置信水平之間；兩者間關(guān)系的年代際變化與高原東部冬季積雪的年代際變化基本一致，即高相關(guān)階段對(duì)應(yīng)積雪偏多期，反之亦然；近年來(lái)，兩者間的相關(guān)穩(wěn)定保持在95%的置信水平以上，較前一階段略有下降，但仍可作為預(yù)測(cè)西南地區(qū)西南部春季降水的重要參考。

關(guān)鍵詞：青藏高原；積雪異常；西南地區(qū)；春季降水

引言

青藏高原積雪是歐亞雪蓋的重要組成部分，冬春季積雪日數(shù)多且持續(xù)性強(qiáng)，有些地方甚至終年不化，平均4 000 m左右的海拔使得積雪作為一種變化顯著的陸面過(guò)程，其熱力影響可直達(dá)對(duì)流層中部；同時(shí)，青藏高原所處緯度較低，高原積雪在一定程度上能改變海陸熱力對(duì)比，從而對(duì)季風(fēng)活動(dòng)產(chǎn)生影響。自從19世紀(jì)末Blanford[1]揭示喜馬拉雅山區(qū)單站冬季積雪與印度西部夏季雨量呈反相關(guān)，20世紀(jì)70年代末葉篤正等[2]建議把青藏高原雪蓋作為我國(guó)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的指標(biāo)之一，隨著觀測(cè)資料和研究手段的豐富，前人在高原積雪的時(shí)空演變、影響區(qū)域氣候的規(guī)律及其物理機(jī)制等方面進(jìn)行了細(xì)致深入的研究[3-23]。研究普遍認(rèn)為：積雪主要通過(guò)改變局地地氣相互作用來(lái)影響大氣環(huán)流系統(tǒng)，進(jìn)而影響區(qū)域氣候；高原積雪與長(zhǎng)江中下游及新疆地區(qū)的夏季降水存在正相關(guān)關(guān)系，與華北、華南和西北地區(qū)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。在氣候診斷和預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)中，認(rèn)為高原積雪是我國(guó)汛期氣候“東、南、西、北、中”5大環(huán)流影響因子之一的西方因子，并得到廣泛應(yīng)用。

我國(guó)西南地區(qū)位于青藏高原東南部，地形地貌復(fù)雜多樣，受到青藏高原、東亞和南亞季風(fēng)的多重影響，具有獨(dú)特的天氣氣候特征，天氣、氣候的影響因子和物理成因較東部地區(qū)更為復(fù)雜。我國(guó)氣候?qū)W家通常傾向于研究自華南至華北汛期雨帶的變動(dòng)，對(duì)西南地區(qū)的關(guān)注不夠，致使針對(duì)西南地區(qū)降水的預(yù)測(cè)手段和先兆信號(hào)相對(duì)缺乏。近年來(lái)，該地區(qū)極端氣候事件頻發(fā)，如2006年夏季特大干旱、2008年初持續(xù)低溫雨雪冰凍災(zāi)害以及2010年以來(lái)連續(xù)4 a的部分地區(qū)特大干旱，嚴(yán)重威脅到當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)生產(chǎn)和人民生活。為此，加強(qiáng)對(duì)西南地區(qū)氣候變率(尤其是降水異常)的研究非常必要且需求迫切。

綜合已有工作，專(zhuān)門(mén)針對(duì)高原積雪異常與西南地區(qū)降水關(guān)系的研究并不多見(jiàn)，且多集中在夏季[5,18]，涉及春季降水的較少[21]，而這正是當(dāng)前應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)之一。本文分析青藏高原前期積雪與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系及其隨時(shí)間的變化特征，得到的一些有益結(jié)論可為西南地區(qū)短期氣候預(yù)測(cè)提供一定參考。

1資料與方法

資料來(lái)源于國(guó)家氣象信息中心提供的地面測(cè)站日值資料集，共753個(gè)中國(guó)基本、基準(zhǔn)地面氣象觀測(cè)站及自動(dòng)站，要素包括積雪深度、降水量、氣溫等。綜合考慮高原站點(diǎn)分布和資料缺測(cè)情況，以海拔超過(guò)3 000 m、年代長(zhǎng)且時(shí)間連續(xù)為原則(柴達(dá)木盆地和川西高原若干站點(diǎn)海拔在2 700～3 000 m之間)，選取87°E—103°E、27°N—39°N范圍內(nèi)57個(gè)站點(diǎn)代表青藏高原東部，資料時(shí)段為1961/1962—2011/2012共51 a。選取四川、云南、貴州和重慶4省市區(qū)域范圍內(nèi)共111個(gè)測(cè)站代表西南地區(qū)，資料時(shí)段為1962—2012年。月積雪日數(shù)是每月日積雪深度>0 cm的日數(shù)，月積雪深度是每月日積雪深度的累加。按照氣候四季劃分原則，冬季為12月至次年2月，春季為3—5月。

奇異值分解方法(Singular Value Decomposition，縮寫(xiě)為SVD)用于揭示積雪場(chǎng)與降水場(chǎng)的關(guān)系，Monte Carlo技術(shù)用于檢驗(yàn)SVD模態(tài)的顯著性[24]。SVD是研究2個(gè)氣象變量場(chǎng)相關(guān)結(jié)構(gòu)的診斷技術(shù)，由于計(jì)算簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于氣候診斷分析與預(yù)測(cè)研究中。其中SCFk表示第k對(duì)SVD模態(tài)在總方差中所占權(quán)重，Rk表示第k對(duì)SVD模態(tài)空間分布型的相關(guān)程度，異性相關(guān)系數(shù)場(chǎng)用于揭示變量場(chǎng)間相互影響的關(guān)鍵區(qū)，同性相關(guān)系數(shù)場(chǎng)用于揭示變量場(chǎng)間的遙相關(guān)特征。多元線(xiàn)性回歸是氣候預(yù)測(cè)中應(yīng)用廣泛的統(tǒng)計(jì)方法，是處理隨機(jī)變量之間相關(guān)關(guān)系的有效手段[24]。滑動(dòng)相關(guān)方法用于考察2種要素序列間相關(guān)關(guān)系隨時(shí)間的變化特征，一般以10～20 a為滑動(dòng)窗口的效果較好[25]。

2高原東部積雪異常與西南地區(qū)春季降水的SVD分析

以青藏高原東部積雪日數(shù)、深度為左變量場(chǎng)，西南地區(qū)春季降水為右變量場(chǎng)，高原積雪取11月、12月、次年1月和2月，并嘗試不同組合，分別與西南地區(qū)春季降水進(jìn)行SVD分析，并用Monte Carlo技術(shù)檢驗(yàn)其結(jié)果。

結(jié)合對(duì)異性相關(guān)系數(shù)場(chǎng)的分析，青藏高原東部12月和1月的積雪變化與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系更為密切，均有較高的指示意義，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　高原東部積雪與西南地區(qū)春季降水的SVD第一模態(tài)相關(guān)指標(biāo)

青藏高原東部12月積雪日數(shù)、深度與西南地區(qū)春季降水之間SVD分析第一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)分別為21.4%、22.5%，相關(guān)系數(shù)分別為0.62、0.64，均達(dá)到95%的置信水平，反映出變量場(chǎng)間相互關(guān)系的主要信息。圖1給出SVD第一模態(tài)的異性相關(guān)系數(shù)場(chǎng)(陰影表示達(dá)到95%以上置信水平的區(qū)域)。可以看出，高原東部12月積雪日數(shù)影響西南地區(qū)春季降水的關(guān)鍵區(qū)位于青藏高原東南緣，以青南高原東南部的班瑪、久治和川西高原西北部的石渠、德格為中心，極值+0.46出現(xiàn)在班瑪?shù)貐^(qū)；降水以正響應(yīng)為主，顯著區(qū)域位于西南地區(qū)的西南部，覆蓋云南大部(除南部)和川西南地區(qū)，尤其是川滇交界的周邊地區(qū)最為突出，以鹽源、華坪、會(huì)澤為中心，極值+0.56出現(xiàn)在鹽源和華坪地區(qū)；當(dāng)青藏高原東南緣12月積雪日數(shù)偏多(少)時(shí)，云南大部(除南部)和川西南地區(qū)次年春季降水偏多(少)。高原東部12月積雪深度影響關(guān)鍵區(qū)同樣位于青藏高原東南緣，以青南高原東南部的班瑪和川西高原西北部的石渠為中心，極值+0.41出現(xiàn)在班瑪?shù)貐^(qū)；降水的響應(yīng)以正反饋為主，顯著區(qū)域位于西南地區(qū)的西南部，覆蓋除西北、東北部以外的云南大部和川西南地區(qū)，同樣是川滇交界的周邊地區(qū)最為突出，以鹽源、華坪、大理、楚雄為中心，極值+0.56出現(xiàn)在華坪地區(qū)；當(dāng)青藏高原東南緣12月積雪深度偏大(小)時(shí)，除西北、東北部以外的云南大部和川西南地區(qū)次年春季降水偏多(少)。

青藏高原東部1月積雪日數(shù)、深度與西南地區(qū)春季降水之間的SVD分析第一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)分別為19.2%、18.6%，相關(guān)系數(shù)分別為0.66、0.65，均反映出變量場(chǎng)間相互關(guān)系的主要信息。從圖2可以看出，高原東部1月積雪日數(shù)影響西南地區(qū)春季降水的關(guān)鍵區(qū)位于青藏高原東部，以藏東峽谷的丁青為中心，極值+0.43；降水以正響應(yīng)為主，顯著區(qū)域縱貫西南地區(qū)西部，呈南北向帶狀分布，覆蓋了除西部以外的云南大部、川西地區(qū)中部和南部，尤其是川滇交界的周邊地區(qū)最為突出，以西昌、會(huì)理、華坪為中心，極值+0.58出現(xiàn)在會(huì)理地區(qū)；當(dāng)青藏高原東部1月積雪日數(shù)偏多(少)時(shí)，除西部以外的云南大部、川西地區(qū)中部和南部次年春季降水偏多(少)。高原東部1月積雪深度影響西南地區(qū)春季降水的關(guān)鍵區(qū)同樣位于以丁青為中心的青藏高原東部，極值+0.39；降水的響應(yīng)以正反饋為主，顯著區(qū)域略有收縮，同樣是以西昌、會(huì)理、華坪為中心的川滇交界周邊地區(qū)最為突出，極值+0.58出現(xiàn)在會(huì)理地區(qū)；當(dāng)青藏高原東部1月積雪深度偏大(小)時(shí)，除西部以外的云南大部、川西地區(qū)中部和南部次年春季降水偏多(少)。

圖1　青藏高原東部12月積雪日數(shù)(a,b)和深度(c,d)與西南地區(qū)

圖2　青藏高原東部1月積雪日數(shù)(a,b)、深度(c,d)與西南地區(qū)

綜上所述，青藏高原東部12月、1月的積雪變化與西南地區(qū)西南部春季降水的關(guān)系十分密切，尤其是班瑪12月和丁青1月的積雪變化可能對(duì)以會(huì)理、華坪為中心的川滇交界周邊地區(qū)的春季降水有較好的指示意義。

3高原東部積雪對(duì)西南地區(qū)春季降水的預(yù)測(cè)意義

根據(jù)上述分析，如果以降水為預(yù)報(bào)對(duì)象，積雪為預(yù)報(bào)因子，選擇當(dāng)年12月班瑪與次年1月丁青地區(qū)的積雪日數(shù)或深度來(lái)預(yù)測(cè)西南地區(qū)次年春季降水可能會(huì)取得最佳效果。需要說(shuō)明的是，積雪日數(shù)與深度分析得到的結(jié)論基本一致，下面僅用積雪日數(shù)表征積雪變化。

圖3給出當(dāng)年12月班瑪、次年1月丁青地區(qū)的積雪日數(shù)與次年西南地區(qū)春季降水的相關(guān)系數(shù)分布，可以看出其主要特征與SVD分析的結(jié)果極其類(lèi)似。班瑪?shù)貐^(qū)12月積雪日數(shù)與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系最為密切，高正相關(guān)區(qū)覆蓋了除滇西北、滇西南以外的云南大部和川西南地區(qū)，尤其是川滇交界周邊地區(qū)最為顯著，正相關(guān)系數(shù)≥0.5的站點(diǎn)共3個(gè)，分別是會(huì)理、華坪、會(huì)澤，極值+0.63出現(xiàn)在會(huì)理；丁青地區(qū)1月積雪日數(shù)與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系次之，高正相關(guān)區(qū)同樣集中在川滇交界周邊地區(qū)，正相關(guān)系數(shù)≥0.4的站點(diǎn)共3個(gè)，分別是會(huì)理、華坪、楚雄，極值+0.47出現(xiàn)在華坪。

從上述分析結(jié)果來(lái)看，班瑪?shù)貐^(qū)12月積雪日數(shù)對(duì)西南地區(qū)春季降水的指示意義好于丁青地區(qū)1月積雪日數(shù)。為了檢驗(yàn)是否有必要引入丁青地區(qū)的數(shù)據(jù)，科學(xué)合理地構(gòu)造用于預(yù)測(cè)西南地區(qū)春季降水的前期積雪指數(shù)，運(yùn)用多元線(xiàn)性回歸方法，以華坪、會(huì)理、楚雄等高相關(guān)站點(diǎn)的春季降水作為因變量，班瑪12月和丁青1月的積雪日數(shù)作為自變量，構(gòu)建相應(yīng)的回歸方程。通過(guò)比較后發(fā)現(xiàn)，引入丁青1月的積雪日數(shù)后，回歸方程對(duì)于大多數(shù)站點(diǎn)春季降水的解釋方差均有不同程度的提高，2個(gè)自變量對(duì)方程的貢獻(xiàn)均達(dá)到95%的置信水平，平均來(lái)看，班瑪12月積雪日數(shù)的相對(duì)貢獻(xiàn)約占2/3。以華坪為例，班瑪12月積雪日數(shù)作為單一因子能解釋春季降水29.3%的變化特征，擬合度達(dá)到99.9%的置信水平；引入丁青1月積雪日數(shù)后，2個(gè)自變量能解釋降水34%的變化特征，擬合度達(dá)到99.9%的置信水平，班瑪12月積雪日數(shù)的相對(duì)貢獻(xiàn)約為61%。

根據(jù)上述分析，選擇班瑪當(dāng)年12月與丁青次年1月的積雪日數(shù)構(gòu)造前期積雪指數(shù)I=(2X1+X2)/3，其中X1、X2分別表示班瑪當(dāng)年12月、丁青次年1月積雪日數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化序列，進(jìn)一步考察高原東部前期積雪變化對(duì)西南地區(qū)春季降水的預(yù)測(cè)意義。圖4a是前期積雪指數(shù)與西南地區(qū)春季降水的相關(guān)系數(shù)分布，可以看出，高相關(guān)區(qū)覆蓋除滇西北和滇西南以外的整個(gè)西南地區(qū)，尤其是川滇交界周邊地區(qū)最為顯著，正相關(guān)系數(shù)≥0.5的站點(diǎn)增加到7個(gè)，分別是會(huì)理、華坪、木里、鹽源、會(huì)澤、元謀、楚雄，極值+0.65出現(xiàn)在會(huì)理。為了更直觀地考察前期積雪指數(shù)與春季降水的相關(guān)關(guān)系，提取正相關(guān)系數(shù)≥0.5的7個(gè)站點(diǎn)春季降水之和的標(biāo)準(zhǔn)化序列，代表西南地區(qū)春季降水高響應(yīng)區(qū)的時(shí)間變化特征。圖4b給出該降水指數(shù)序列與西南地區(qū)春季降水的相關(guān)系數(shù)分布，可以看出該指數(shù)能在一定程度上表征除滇西北以外的云南大部和川西南地區(qū)春季降水的時(shí)間變化特征。

圖3　12月班瑪(a)與次年1月丁青(b)積雪日數(shù)與西南地區(qū)次年春季降水的相關(guān)系數(shù)分布

圖4　前期積雪指數(shù)(a)、春季降水指數(shù)(b)與西南地區(qū)春季降水的相關(guān)系數(shù)分布

圖5a給出前期積雪指數(shù)和春季降水指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間曲線(xiàn)(年份以前期積雪指數(shù)為準(zhǔn)，例如1989年前期積雪指數(shù)對(duì)應(yīng)的是1990年春季降水)，兩者相關(guān)系數(shù)為+0.615，達(dá)到99.9%的置信水平?？梢钥闯觯e雪與降水2條序列多表現(xiàn)為同位相變化，尤其是1980年代以來(lái)，關(guān)系似乎更為密切，其中前期積雪指數(shù)對(duì)川滇交界周邊地區(qū)的春季降水在1990、2001、2007年異常偏多和2009、2012年異常偏少的情況均有所指示，尤其與1990、2001年該地區(qū)春季降水極端偏多的情況對(duì)應(yīng)較好，值得關(guān)注。

為了盡可能詳細(xì)地揭示前期積雪指數(shù)與春季降水相關(guān)關(guān)系隨時(shí)間的變化特征，應(yīng)用滑動(dòng)相關(guān)方法，以11 a為滑動(dòng)窗口，計(jì)算得到的滑動(dòng)相關(guān)值R記在窗口第6年，其逐年變化曲線(xiàn)如圖5b所示?；瑒?dòng)相關(guān)結(jié)果顯示，1961—2011年期間，兩者始終保持正相關(guān)關(guān)系，其長(zhǎng)期變化特征可根據(jù)不同置信水平分為“不顯著—極顯著—較顯著”3個(gè)階段，各階段之間的過(guò)渡均以氣候突變的形式來(lái)完成：1961—1983年低于95%置信水平，基本呈持續(xù)上升趨勢(shì)；1984—1995年高于99%置信水平，呈先升后降趨勢(shì)，變化幅度較小，1990年達(dá)到極值+0.92；1996—2011年介于95%與99%置信水平之間，在前半段呈先降后升趨勢(shì)，2000年代以來(lái)基本保持穩(wěn)定，變化幅度極小。由此可見(jiàn)，1979年以來(lái)(由1984年前推5 a)，青藏高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪異常與西南地區(qū)西南部春季降水有很好的聯(lián)系，尤其是1985—1995年最為密切；此后，兩者相關(guān)關(guān)系雖略有下降，但始終保持在95%的置信水平以上，且較為穩(wěn)定，高原東部關(guān)鍵區(qū)的前期積雪異常仍可作為預(yù)測(cè)西南地區(qū)西南部春季降水的重要參考。需要指出的是，兩者相關(guān)關(guān)系“不顯著—極顯著—較顯著”的年代際變化規(guī)律與高原東部冬季積雪“少—多—較少”的年代際變化特征基本對(duì)應(yīng)[22-23]，這是否預(yù)示年代際時(shí)間尺度上高原東部冬季積雪的多寡在一定程度上影響高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪異常與西南地區(qū)西南部春季降水間相關(guān)關(guān)系的優(yōu)劣。

圖5　前期積雪指數(shù)和春季降水指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間曲線(xiàn)(a)

根據(jù)已有研究[26-27]，西南地區(qū)西南部春季降水(尤其是云南5月降水)的顯著年際變化與熱帶印度洋至孟加拉灣地區(qū)水汽輸送的強(qiáng)弱密切相關(guān)，水汽輸送偏強(qiáng)對(duì)應(yīng)降水偏多，反之亦然。為了對(duì)青藏高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪異常影響西南地區(qū)西南部春季降水的關(guān)系有更直觀的認(rèn)識(shí)，圖6給出1979—2011年前期積雪指數(shù)與春季水汽輸送的相關(guān)矢量場(chǎng)。由于春季降水響應(yīng)區(qū)域內(nèi)多個(gè)站點(diǎn)海拔在1 500 m以上，因此選取850 hPa和700 hPa水汽輸送作為考察對(duì)象。如圖6所示，前期積雪指數(shù)與春季850 hPa、700 hPa水汽輸送的相關(guān)矢量場(chǎng)的特征基本一致，當(dāng)高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪偏多(少)時(shí)，索馬里附近的越赤道氣流、熱帶印度洋至孟加拉灣地區(qū)的西南風(fēng)和西南地區(qū)西南部的南來(lái)水汽輸送偏強(qiáng)(弱)，構(gòu)成西南地區(qū)西南部春季降水偏多(少)的環(huán)流背景。根據(jù)已有研究[28]，給出前期積雪指數(shù)與冬春季海溫的相關(guān)分布(圖7)，當(dāng)高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪偏多(少)時(shí)，南印度洋馬達(dá)加斯加附近海溫偏低(高)，馬斯克林高壓的相應(yīng)增強(qiáng)(減弱)導(dǎo)致索馬里附近越赤道氣流偏強(qiáng)(弱)，在一定程度上影響了熱帶印度洋至孟加拉灣地區(qū)的西南風(fēng)水汽輸送，進(jìn)而導(dǎo)致西南地區(qū)西南部的南來(lái)水汽輸送偏強(qiáng)(弱)。

圖6　前期積雪指數(shù)與850 hPa(a)、700 hPa(b)春季水汽輸送的相關(guān)矢量

圖7　前期積雪指數(shù)與冬(a)、春(b)季海溫的相關(guān)分布

4結(jié)論與討論

(1)青藏高原東部12月、1月積雪對(duì)西南地區(qū)西南部春季降水有很好的指示意義。積雪影響關(guān)鍵區(qū)位于青藏高原東南緣的青南高原東南部、川西高原西北部和東部的藏東峽谷，分別以班瑪、石渠、丁青為中心。春季降水以正響應(yīng)為主，顯著區(qū)域覆蓋西南地區(qū)除滇西北和滇西南以外的整個(gè)西南部，以會(huì)理、華坪為中心的川滇交界周邊地區(qū)最為突出。

(2)近50 a來(lái)，青藏高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪異常與西南地區(qū)西南部春季降水間的關(guān)系始終保持正相關(guān)且表現(xiàn)出顯著的年代際變化特征，根據(jù)滑動(dòng)相關(guān)結(jié)果可分為3個(gè)階段，各階段之間的過(guò)渡均以氣候突變的形式來(lái)完成：1961—1984年相關(guān)低于95%置信水平；1985—1995年相關(guān)高于99%置信水平；1996—2011年相關(guān)介于95%與99%置信水平之間。

(3)近年來(lái)，青藏高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪異常與西南地區(qū)西南部春季降水間的相關(guān)穩(wěn)定保持在95%的置信水平以上，較前一階段略有下降，仍可作為預(yù)測(cè)西南地區(qū)西南部春季降水的重要參考。

(4)青藏高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪異常與西南地區(qū)西南部春季降水間相關(guān)關(guān)系隨時(shí)間的變化與高原東部冬季積雪的年代際變化特征基本一致，即高相關(guān)階段對(duì)應(yīng)高原東部冬季積雪偏多期，反之亦然。

(5)當(dāng)高原東部關(guān)鍵區(qū)前期積雪偏多(少)時(shí)，索馬里附近的越赤道氣流、熱帶印度洋至孟加拉灣地區(qū)的西南風(fēng)和西南地區(qū)西南部的南來(lái)水汽輸送偏強(qiáng)(弱)，構(gòu)成西南地區(qū)西南部春季降水偏多(少)的環(huán)流背景。

必須指出的是，為何僅青南高原及川西高原西北部12月、1月積雪變化與西南地區(qū)西南部春季降水聯(lián)系緊密，而藏北高原作為高原東部另一多雪且變率顯著區(qū)域與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系并不顯著，以及年代際時(shí)間尺度上的積雪多寡是否導(dǎo)致其兩者間相關(guān)關(guān)系發(fā)生相應(yīng)突變的可能原因，其物理機(jī)制應(yīng)該如何解釋?zhuān)@一系列問(wèn)題還需要在后續(xù)工作中深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1] Blanford H F. On the connection of the Himalayan snowfall with dry winds and seasons of drought in India[J]. Proc Roy Soc, 1884,37:3-22.

[2] 葉篤正，高由禧. 青藏高原氣象學(xué)[M]. 北京:科學(xué)出版社,1979.

[3] 陳烈庭,閻志新. 青藏高原冬春異常雪蓋影響初夏季風(fēng)的統(tǒng)計(jì)分析[A]. 中長(zhǎng)期水文氣象預(yù)報(bào)文集(2)[C]. 武漢:長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室編,1981.151-161.

[4] 陳烈庭. 青藏高原冬春季異常雪蓋與江南前汛期降水關(guān)系的檢驗(yàn)和應(yīng)用[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),1998,9(增刊):1-8.

[5] 吳統(tǒng)文,錢(qián)正安,李培基,等. 青藏高原多、少雪年后期西北干旱區(qū)降水的對(duì)比分析[J]. 高原氣象,1998,17(4):364-372.

[6] 葉月珍,方之芳. 青藏高原熱力狀況與四川盆地汛期降水的聯(lián)系[J]. 高原氣象,1999,18(2):162-170.

[7] Chen Lieting, Wu Renguang. Interannual and decadal variations of the snow cover Qinghai-Xizang Plateau and their relationship to summer monsoon rainfall in China[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2000,17(1):18-30.

[8] 陳興芳,宋文玲. 歐亞和青藏高原冬春積雪與我國(guó)夏季降水關(guān)系的分析和預(yù)測(cè)應(yīng)用[J]. 高原氣象,2000,19(2):215-223.

[9] 吳統(tǒng)文,錢(qián)正安. 青藏高原冬春積雪異常與中國(guó)東部地區(qū)夏季降水關(guān)系的進(jìn)一步分析[J]. 氣象學(xué)報(bào),2000,58(5):570-581.

[10] 鄭益群,錢(qián)永甫,苗曼倩. 青藏高原積雪對(duì)中國(guó)夏季風(fēng)氣候的影響[J]. 大氣科學(xué),2000,24(6):761-774.

[11] 陳興芳,宋文玲. 冬季高原積雪和歐亞積雪對(duì)我國(guó)夏季旱澇不同影響關(guān)系的環(huán)流特征分析[J]. 大氣科學(xué),2000,24(5):585-592.

[12] 陳乾金,高波,李維京,等. 青藏高原冬季積雪異常和長(zhǎng)江中下游主汛期旱澇及其與環(huán)流關(guān)系的研究[J]. 氣象學(xué)報(bào),2000,58(5):582-595.

[13] 張順利,陶詩(shī)言. 青藏高原積雪對(duì)亞洲夏季風(fēng)氣候的診斷及數(shù)值研究[J]. 大氣科學(xué),2001,25(3):372-390.

[14] Wu Tongwen, Qian Zhengan. The relation between the Tibet winter snow and the Asian summer monsoon and rainfall an observational investigation[J]. Journal of Climate, 2003,16(12):2038-2051.

[15] Qian Yongfu, Zheng Yiqun, Zhang Yan, et al. Responses of China’s summer monsoon climate to snow anomaly over the Tibet Plateau[J]. International Journal of Climatology, 2003,23(6):593-613.

[16] 朱玉祥,丁一匯,徐懷剛. 青藏高原大氣熱源和冬春積雪與中國(guó)東部降水的年代際變化關(guān)系[J]. 氣象學(xué)報(bào),2007,65(6):946-958.

[17] Seol Kyunghee, Hong Songyou. Relationship between the Tibet snow in spring and the East Asian summer monsoon in 2003 a global and regional modeling study[J]. Journal of Climate, 2009,22(8):2095-2110.

[18] 周浩,唐紅玉,程炳巖. 青藏高原冬春季積雪異常與西南地區(qū)夏季降水的關(guān)系[J]. 冰川凍土,2010,32 (6):1144-1151.

[19] 宋燕,張菁,李智才,等. 青藏高原冬季積雪年代際變化及對(duì)中國(guó)夏季降水的影響[J]. 高原氣象,2011,30(4):843-851.

[20] 高榮,鐘海玲,董文杰,等. 青藏高原積雪、凍土對(duì)中國(guó)夏季降水影響研究[J]. 冰川凍土,2011,33(2):254-260.

[21] 過(guò)雯冰,徐祥德,施曉暉,等. 青藏高原冬季積雪關(guān)鍵區(qū)視熱源特征與中國(guó)西南春旱的聯(lián)系[J]. 高原氣象,2012,31(4):900-909.

[22] 韋志剛,黃榮輝,陳文,等. 青藏高原地面站積雪的空間分布和年代際變化特征[J]. 大氣科學(xué),2002,26(4):496-508.

[23] Qin Dahe, Liu Shiyin, Li Peiji. Snow cover distribution, variability, and response to climate change in Western China[J]. Journal of Climate, 2006,19(9):1820-1833.

[24] 魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷預(yù)測(cè)技術(shù)[M]. 北京:氣象出版社,1999.

[25] 林學(xué)椿. 統(tǒng)計(jì)天氣預(yù)報(bào)中相關(guān)系數(shù)的不穩(wěn)定性問(wèn)題[J]. 大氣科學(xué),1978,2:55-63.

[26] 晏紅明,肖子牛,王靈. 孟加拉灣季風(fēng)活動(dòng)與云南5月降水量[J]. 高原氣象,2003,22(6):624-630.

[27] 陳艷,丁一匯,肖子牛,等. 水汽輸送對(duì)云南夏季風(fēng)爆發(fā)及初夏降水異常的影響[J]. 大氣科學(xué),2006,30(1):25-37.

[28] 王會(huì)軍,薛峰. 索馬里急流的年際變化及其對(duì)半球間水汽輸送和東亞夏季風(fēng)降水的影響[J]. 地球物理學(xué)報(bào),2003,46(1):18-25.

Relationship Between Snow Anomaly in East of Qinghai-Tibet Plateau and Spring Rainfall in Southwest China

HU Haoran

(InstituteofPlateauMeteorology,CMA;HeavyRainandDrought-FloodDisastersinPlateauBasinKeyLaboratoryofSichuanProvince,Chengdu610072,China)

Abstract:Based on the data set of snow in east of Qinghai-Tibet Plateau and spring rainfall in Southwest China from 1961/1962 to 2011/2012, the relationship and its temporal variations between snow anomaly in prophase and spring rainfall in Southwest China were analyzed by using methods such as SVD, linear regression analysis, sliding correlation analysis, etc. The results indicate that snow in December and January in east of Qinghai-Tibet Plateau had a good indicative significance to spring rainfall in the Southwest region of Southwest China, and the key region of snow effect located at the southeast of Southern Qinghai Plateau, the north of western Sichuan Plateau and eastern Tibet gorge, with Banma, Shiqu and Dingqing as center, respectively. The main response of spring rainfall was positive, the remarkable regions covered almost the whole Southwest of Southwest China except the northwest and Southwest of Yunnan, especially the juncture region of Sichuan and Yunnan, with Huili and Huaping as center. By using sliding correlation analysis, it was found that the relationship between the prophase snow anomaly in the key area and spring rainfall in the Southwest region of Southwest China always kept positive correlation and its interdecadel change was significant. The period from 1961 to 2011 could be separated into three stages. The first stage from 1961 to 1984 was below 95% confidence level, the second stage from 1985 to 1995 was above 99% confidence level, and the third stage from 1996 to 2011 was between 95% and 99% confidence level. There happened an obvious shift when one stage changed to the next. The interdecadal variation characteristics of the correlationship were close agreement with winter snow in east of Qinghai-Tibet Plateau. In recent years, the correlationship showed the slight decline compared with the previous stage, but still stablely remained above 95% confidence level and could be taken as an important reference for spring rainfall prediction in the Southwest region of Southwest China.

Key words:Qinghai-Tibet Plateau；snow anomaly；Southwest China；spring rainfall

收稿日期：2016-03-04；改回日期：2016-05-10

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41205068)及四川省氣象局科學(xué)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)課題(川氣課題2011-開(kāi)發(fā)-03)共同資助

作者簡(jiǎn)介：胡豪然(1977-)，男，博士，副研究員，主要從事氣候變化研究. E-mail:hhr@pku.org.cn

文章編號(hào)：1006-7639(2016)-03-08-0423

DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-03-0423

中圖分類(lèi)號(hào)：P461

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

胡豪然.青藏高原東部積雪異常與西南地區(qū)春季降水的關(guān)系[J].干旱氣象，2016，34(3)：423-430, [HU Haoran. Relationship Between Snow Anomaly in East of Qinghai-Tibet Plateau and Spring Rainfall in Southwest China[J]. Journal of Arid Meteorology, 2016, 34(3):423-430], DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-03-0423