東亞夏季風(fēng)活動與不同類型云的相關(guān)性研究

寇雄偉 李昀英 方樂鋅 孫國榮 高翠翠

?

東亞夏季風(fēng)活動與不同類型云的相關(guān)性研究

寇雄偉 李昀英 方樂鋅 孫國榮 高翠翠

解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院，南京211101

利用1998～2007年候平均衛(wèi)星—臺站融合降水資料以及ISCCP（International Satellite Cloud Climatology Project）D1云資料，分別定義了標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)和兩類云指數(shù)。降水指數(shù)大值區(qū)的移動能很好的表征東亞夏季風(fēng)活動，兩類云指數(shù)能分別反映某個區(qū)域深對流云（DC）、高積云（Ac）和積云（Cu）云量的集中變化特征。根據(jù)不同地區(qū)降水集中時段以及降水量等氣候特征，結(jié)合中國氣候區(qū)劃（溫度帶及干濕區(qū)）及不同地域的地形特征，把中國大陸受東亞夏季風(fēng)影響的地區(qū)劃分為五個子區(qū)域。利用ISCCP D1云氣候資料和降水資料，在候時間尺度上通過分析降水與不同云類、標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)與兩類云指數(shù)的相關(guān)性研究了東亞夏季風(fēng)活動與不同類型云的對應(yīng)關(guān)系。研究表明：ISCCP定義的深對流云（DC）、卷層云（Cs）與降水量在五個區(qū)顯著正相關(guān)，表明東亞夏季風(fēng)活動伴隨有大量的對流云及云砧出現(xiàn)；高積云（Ac）、積云（Cu）的總云量與降水量在五個區(qū)顯著負(fù)相關(guān)，表明夏季風(fēng)活動增強時，Ac和Cu云量減少；層云（St）和層積云（Sc）與降水量在南方和北方分別呈顯著的負(fù)相關(guān)和正相關(guān)，說明季風(fēng)活動在南方伴隨著對流云的顯著增加，在北方則使層狀云和對流云均有所增加；高層云（As）、卷云（Ci）和雨層云（Ns）與季風(fēng)活動沒有顯著的相關(guān)性。

東亞夏季風(fēng) 云類 云指數(shù) 相關(guān)性

1 引言

我國東部夏季雨帶的進(jìn)退、雨季的長短起訖和雨型結(jié)構(gòu)與東亞夏季風(fēng)的進(jìn)退及強弱變化密切相關(guān)。關(guān)于東亞夏季風(fēng)與降水關(guān)系的研究已經(jīng)較為深入，而降水的產(chǎn)生又與云密不可分。一般而言，對流云多產(chǎn)生陣性降水，時間短強度大；層狀云可產(chǎn)生連續(xù)性降水，雨強相對較小但維持時間長，兩種性質(zhì)的降水對我國東部地區(qū)夏季降水的貢獻(xiàn)都不容忽視（胡亮等，2010；杜振彩等，2011）。并非所有云都能產(chǎn)生降水，但降水的產(chǎn)生必須有云的參與，并且不同性質(zhì)的降水對應(yīng)的云的類型也不同。分析東亞夏季風(fēng)期間不同類型云的相應(yīng)變化，一方面能夠加深對東亞夏季風(fēng)及其相伴隨的云雨過程的認(rèn)識，另一方面可為改善區(qū)域模式對季風(fēng)、云、降水的模擬預(yù)報能力，提高我國東部地區(qū)夏季降水的預(yù)報及氣候預(yù)測準(zhǔn)確率提供參考（劉曉春等, 2012）。

以往研究云與降水的對應(yīng)關(guān)系，多集中在局部地區(qū)，采用的資料也多為地面臺站資料，研究通常是在月的時間尺度上分析云和降水的季節(jié)變化（蔡廣珍等, 2010；趙勇等, 2013），或者日內(nèi)不同時次云和降水的對應(yīng)關(guān)系（嚴(yán)異德和張國慶, 2007；王青等, 2009）。雖然得到一些規(guī)律，但局地性較強，并且主要集中在高、中、低云量和總云量與降水的關(guān)系，對于不同種類云與降水的對應(yīng)關(guān)系則較少涉及。部分學(xué)者用ISCCP（International Satellite Cloud Climatology Project）D2的月平均資料研究了不同種類云和降水的關(guān)系（陳勇航等, 2005a, 2005b；李躍清和張琪, 2014），但由于資料的時間尺度為月平均，仍然不能對云和降水的關(guān)系進(jìn)行細(xì)致描述。季風(fēng)活動常常以候為單位進(jìn)行表征，因此，在研究東亞夏季風(fēng)降水與云的對應(yīng)關(guān)系時，用候時間分辨率的資料能更好地表征季風(fēng)活動。

Zhu et al.（1986）指出東亞夏季風(fēng)存在熱帶季風(fēng)和副熱帶季風(fēng)兩種性質(zhì)不同的季風(fēng)。眾多學(xué)者圍繞兩種性質(zhì)的季風(fēng)展開研究（何金海等, 2007），發(fā)現(xiàn)熱帶季風(fēng)通常產(chǎn)生對流降水，副熱帶季風(fēng)多為鋒面降水（左瑞亭等，2004；胡亮等，2010，2011）。并且同一性質(zhì)的季風(fēng)，因影響區(qū)域的溫度以及水汽來源不同，降水性質(zhì)也有本質(zhì)的差別（尤麗鈺等，1990；張慶云和陶詩言，1998）。氣候統(tǒng)計表明華南前汛期、江南雨季、江淮梅雨、華北雨季的平均降水量、降水集中時段、降水類型隨著季風(fēng)進(jìn)退有一定的差異（丁一匯等，2013）。因此，以降水的強弱變化來反映季風(fēng)活動的強弱變化，進(jìn)而研究東亞夏季風(fēng)活動與不同種類云的對應(yīng)關(guān)系時，必須考慮降水的區(qū)域性特征。

本文試圖基于候時間尺度的ISCCP D1云資料（Rossow and Schiffer, 1999）以及融合降水資料，以降水量大小作為季風(fēng)活動強弱的指標(biāo)，分區(qū)域探究東亞夏季風(fēng)活動與不同種類云的相關(guān)性。主要分析季風(fēng)活動與不同種類云對應(yīng)關(guān)系的時空變化特征，探尋哪類云與季風(fēng)活動的變化具有時空上的一致性。

2 資料及處理方法

本文所用云資料為ISCCP D1全球逐3 h（每日8個時次）云氣候資料，空間分辨率為2.5°×2.5°，資料年限為1983年7月至2007年12月。ISCCP D1（http://isccp.giss.nasa.gov [2014-12-12]）主要綜合了GEOS（Geodetic Earth Orbiting Satellite）、GMS（Geostationary Meteorological Satellite）衛(wèi)星的可見光和紅外資料生成同一時間覆蓋全球的資料集，適用于云氣候分析。ISCCP按照云頂高度和云光學(xué)厚度將云分為9類，高云包括卷云（Ci）、卷層云（Cs）和深對流云（DC），中云包括高積云（Ac）、高層云（As）和雨層云（Ns），低云包括積云（Cu）、層積云（Sc）和層云（St）（圖1）。

圖1 ISCCP 云分類（卷云Ci、卷層云Cs、深對流云DC、高積云Ac、高層云As、雨層云Ns、積云Cu、層積云Sc、層云St）

本文所用降水資料為國家氣象信息中心發(fā)布的基于經(jīng)過質(zhì)量控制后的全國2425個國家級氣象臺站觀測的日降水量與美國氣候預(yù)測中心研發(fā)的全球30 min、8 km分辨率的CMORPH（CPC MORPHing technique）衛(wèi)星反演降水產(chǎn)品（Joyce et al., 2004）融合的逐日降水量資料，其主要是衛(wèi)星微波資料的融合產(chǎn)品，空間分辨率為0.25°×0.25°，空間范圍為（0°～60°N，60°～160°E），資料序列自1998年1月1日起，現(xiàn)已更新至2013年。該產(chǎn)品是通過引進(jìn)先進(jìn)的融合概念模型（Xie and Xiong, 2011），并根據(jù)實測樣本調(diào)整了CMORPH產(chǎn)品誤差隨降水量的函數(shù)變化關(guān)系融合而成，其有效結(jié)合了地面觀測降水和衛(wèi)星反演降水的優(yōu)勢，定量評估顯示該數(shù)據(jù)集在中國大陸地區(qū)優(yōu)于國際上同類型產(chǎn)品（潘旸等, 2012; 沈艷等, 2013; Shen et al., 2014）。由于CMORPH降水產(chǎn)品有一定誤差，因此站點稀疏地區(qū)的產(chǎn)品質(zhì)量還有待提高，而本文研究的東亞夏季風(fēng)區(qū)臺站布局密集，在融合過程中以地面資料為主，其值能代表季風(fēng)降水的真實值。

為了分析季風(fēng)流場與不同云類以及季風(fēng)降水的對應(yīng)關(guān)系，本文還用到了JRA-25（Japanese Re- Analysis 25 years）再分析資料中700 hPa的風(fēng)場資料，該資料空間分辨率為1.25°×1.25°，時間分辨率為逐6 h，本文根據(jù)需要對其進(jìn)行了月平均。

考慮到降水資料和云資料的時間序列差異，本文分別截取了兩類資料1998～2007年5～9月的時間段。考慮到季風(fēng)的活動特征，本文分別對融合降水資料和ISCCP D1資料進(jìn)行候平均，每月6候，5～9月共30候。季風(fēng)具有移動特征，其推進(jìn)過程中不同地區(qū)云類型的差異較大，因此本文將受東亞夏季風(fēng)影響的中國大陸劃分為五個子區(qū)域，研究在某個區(qū)域內(nèi)季風(fēng)活動與不同類型云的對應(yīng)關(guān)系，分析這種對應(yīng)關(guān)系在各分區(qū)是否一致。

3 不同區(qū)域東亞夏季風(fēng)活動與云的對應(yīng)關(guān)系

我國東部地區(qū)受東亞季風(fēng)進(jìn)退和強度異常的影響，全國大范圍地區(qū)經(jīng)常發(fā)生降水和雨帶位置異常，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的旱澇災(zāi)害。比如，2003年淮河流域受到特大暴雨襲擊，研究表明主要原因是6月22日入梅后的1個多月時間內(nèi)季風(fēng)雨帶始終維持在淮河流域造成的。通過分析2003年江淮地區(qū)汛期降水（6～8月）與ISCCP定義的深對流云（DC）的空間分布關(guān)系，并結(jié)合JRA-25再分析資料分析其700 hPa季風(fēng)環(huán)流特征。發(fā)現(xiàn)在我國東部大陸區(qū)域，6月季風(fēng)降水主要集中在長江以南26°～30°N的地區(qū)， DC的大值區(qū)及700 hPa風(fēng)場輻合區(qū)與降水帶對應(yīng)分布，此時江淮流域還未進(jìn)入汛期（圖2a）；7月季風(fēng)降水帶集中在30°～34°N的江淮地區(qū)，與6月相比，DC云量有所增大，風(fēng)場輻合加強，降水量達(dá)16 mm d?1（圖2b）；8月季風(fēng)降水集中區(qū)有所北抬，主要位于32°～35°N，此時降水量減少為10 mm d?1（圖2c）。圖2表明，6～8月季降水集中的區(qū)域與DC云量的大值區(qū)及700 hPa風(fēng)場的輻合區(qū)都有較好的對應(yīng)關(guān)系，且隨著時間地推移有一致的變化特征，表明DC的變化能表征降水帶和季風(fēng)環(huán)流的變化。

圖2 2003年（a）6月、（b）7月、（c）8月的平均降水量（單位：mm d?1，實線，藍(lán)色）、DC云量（陰影）和700 hPa流場（實線）的空間分布

通過以上個例分析，發(fā)現(xiàn)季風(fēng)、降水和對流云帶的對應(yīng)關(guān)系較好，為了進(jìn)一步揭示季風(fēng)活動與不同種類云對應(yīng)關(guān)系的氣候特征，本文用降水量大小表征季風(fēng)活動的強弱，在候時間尺度上通過分析東亞夏季風(fēng)降水與不同種類云的相關(guān)性，研究東亞夏季風(fēng)活動與不同類云的對應(yīng)關(guān)系。

3.1 東亞季風(fēng)區(qū)的劃分

東亞夏季風(fēng)的地域范圍相當(dāng)廣泛，就其經(jīng)向延伸來看，最北可達(dá)43°N左右。由于東亞夏季風(fēng)具有明顯的移動特征，不同地區(qū)受天氣系統(tǒng)的影響及氣團的屬性也不同，因此季風(fēng)推進(jìn)時在不同地區(qū) 降水集中出現(xiàn)時間、降水量大小及降水性質(zhì)也會有所差異，與其對應(yīng)的云的類型及云量可能也有不同。另一方面，中國東部大陸地區(qū)自南向北氣候差異明顯，溫度、濕度等氣象要素南北梯度分布不均勻，并且不同區(qū)域的地形也有所差異，對不同類型云的生成有一定的影響。

結(jié)合丁一匯等（2013）對中國氣候區(qū)的劃分（溫度帶、干濕區(qū)）及不同地域的地形特征，本文根據(jù)季風(fēng)移動及北跳特征、不同地區(qū)降水集中時段以及降水量等氣候特征，把受東亞季風(fēng)影響的中國東部大陸劃分為五個子區(qū)域，由于大陸臺站降水資料中沒有臺灣資料，因此1區(qū)沒有包括臺灣；考慮到季風(fēng)影響不到東北地區(qū)，因此5區(qū)也沒有包括東北。劃分結(jié)果如圖3所示，1區(qū)為華南沿海地區(qū)，2區(qū)為江南地區(qū)，3區(qū)為江淮地區(qū)，4區(qū)為華北地區(qū)，5區(qū)為內(nèi)蒙古東部地區(qū)。下文出現(xiàn)的南方指1區(qū)、2區(qū)和3區(qū)，北方指4區(qū)和5區(qū)。有關(guān)五個子區(qū)域的詳細(xì)信息見表1。

圖3 中國東部大陸子區(qū)域的劃分

表1 中國東部地區(qū)五個子區(qū)域的氣候特征

注：★盛行熱帶季風(fēng) ☆盛行副熱帶季風(fēng)

3.2 不同區(qū)域季風(fēng)活動與云類的相關(guān)性和穩(wěn)定性分析

首先對1998～2007年ISCCP D1的9類云量以及融合降水資料的候平均值在五個子區(qū)進(jìn)行區(qū)域平均，通過分析不同區(qū)域候平均降水量與各類云量的相關(guān)性，探尋哪類云與季風(fēng)活動具有較好的時空對應(yīng)關(guān)系。

DC是典型的深對流云，Cs有時是DC的云砧，因此這兩類云所產(chǎn)生的降水屬于對流降水；Ac和Cu光學(xué)厚度較小，二者出現(xiàn)高度不同但同屬于薄的積狀云，產(chǎn)生降水的概率較小；Sc屬于波狀云，具有層積混合特征，產(chǎn)生的降水屬于混合降水；St則屬于典型的層云，產(chǎn)生的降水屬于層狀降水；As和Ns屬于層狀云，伴隨降水概率較大，屬于典型的層狀降水（李昀英等，2014）。針對每類云進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)DC、Cs在五個區(qū)域都與降水呈顯著的正相關(guān)；Ac、Cu與降水呈負(fù)相關(guān)，顯著性在各區(qū)略有不同，但Ac＋Cu（Ac與Cu云量之和）在五個區(qū)域均與降水有顯著的負(fù)相關(guān)。因此本文主要對DC、Cs及Ac＋Cu與降水的逐候?qū)?yīng)關(guān)系進(jìn)行分析（圖4和圖5）。St、Sc（3區(qū)不顯著）在南方與降水有顯著的負(fù)相關(guān)，但在北方卻與降水有顯著的正相關(guān)。其它種類云，如As和Ns，雖然降水量較大，但在冬春季也伴隨大量降水，與夏季風(fēng)降水沒有顯著的相關(guān)性（圖略）。

圖4 DC云量（虛線，右側(cè)y軸）、Cs云量（點線，右側(cè)y軸）與降水量（單位：mm d?1，實線，左側(cè)y軸）在中國東部五個子區(qū)域的逐候變化：（a）1區(qū)、（b）2區(qū)、（c）3區(qū)、（d）4區(qū)、（e）5區(qū)

圖5 （a）Ac＋Cu云量在中國東部五個區(qū)域的逐候變化。Ac＋Cu云量（虛線，右側(cè)y軸）與降水量（單位：mm d?1，實線，左側(cè)y軸）在（b）南方和（c）北方的逐候變化

從5月1候到9月6候，五個區(qū)域的DC和Cs云量都呈現(xiàn)先增加、后減少的趨勢，并且從南到北（從1區(qū)到5區(qū)），DC和Cs云量整體減小，極值出現(xiàn)時間也非常一致，但Cs比DC云量略大（圖4）。有時Cs是DC消散后的云砧，因此二者有相似的極值出現(xiàn)時間。各個區(qū)域DC和Cs云量與降水量的逐候變化趨勢非常相似，峰值幾乎是伴隨著降水峰值同時出現(xiàn)。云量峰值在1區(qū)為6月1～2候，相應(yīng)的降水量最大可達(dá)14～16 mm d?1（圖4a），基本對應(yīng)華南前汛期的后期降水，Chen（1994）將其稱為華南梅雨；在2區(qū)為6月3～4候，平均降水量約為12 mm d?1（圖4b），此時整個江南地區(qū)處于季風(fēng)前緣；3區(qū)降水峰值在6月5候至7月1候出現(xiàn)，可達(dá)10～12 mm d?1（圖4c），正好為江淮梅雨期；4區(qū)和5區(qū)降水主要發(fā)生在7月至8月上旬，降水量峰值分別為5～6 mm d?1和3～4 mm d?1，出現(xiàn)在7月下旬至八月初（圖4d、e），從平均降水量來看，4區(qū)比5區(qū)大1～2 mm，符合華北地區(qū)和內(nèi)蒙古東部地區(qū)的氣候特征。以上分析也驗證了本文對中國東部地區(qū)子區(qū)域劃分的合理性。

從5月1候到9月6候，1、2、3區(qū)的Ac＋Cu總云量均呈現(xiàn)增加的趨勢，而4、5區(qū)則呈現(xiàn)減小的趨勢（圖5a）。鑒于Ac＋Cu云量在南方1、2、3區(qū)有相同地變化特征，在北方4、5區(qū)有相同地變化特征，因此對南方的三個區(qū)和北方的兩個區(qū)進(jìn)行合并分析，發(fā)現(xiàn)北方Ac＋Cu總云量始終大于南方。南方降水在6月初突然增加，而Ac＋Cu云量對應(yīng)減少，當(dāng)降水在6月5候達(dá)到極大值時，Ac＋Cu總云量最少，之后降水突然減少，Ac＋Cu云量反而增加（圖5b）。北方降水多集中在7月和8月初，當(dāng)降水在6月底開始增加時，Ac＋Cu云量對應(yīng)減小，整個北方雨季，Ac＋Cu云量都保持著低值（圖5c）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，五個區(qū)域中，Ac＋Cu總云量總與降水呈反相關(guān)（圖略），這說明季風(fēng)活動增強時，Ac和Cu云量減小。值得注意的是8月下旬和9月，南方和北方Ac＋Cu與降水的反相關(guān)并不明顯，這可能與季風(fēng)活動減弱有關(guān)。

表2為本文依據(jù)候平均資料計算的5～9月不同區(qū)域降水量與9類云量以及Ac＋Cu云量的相關(guān)系數(shù)，并對相關(guān)系數(shù)進(jìn)行了信度檢驗，以便為下文定義云指數(shù)提供參考。

表2表明：（1）在所有分區(qū)，DC、Cs與降水量的變化都具有很好的正相關(guān)，DC與降水的相關(guān)性大于Cs與降水的相關(guān)性，這也說明東亞夏季風(fēng)活動增強時，對流云明顯增加。（2）Ac、Cu雖然和降水量呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性具有區(qū)域差異，即Ac與降水的負(fù)相關(guān)在北方顯著，而Cu與降水的負(fù)相關(guān)在南方顯著。Ac＋Cu總云量與降水在五個區(qū)域具有穩(wěn)定的負(fù)相關(guān)，說明季風(fēng)活動增強時，Ac、Cu云量減小，因此一定程度上可用二者之和來表征東亞夏季風(fēng)活動。（3）St、Sc（3區(qū)為弱正相關(guān)）在南方與降水有顯著的負(fù)相關(guān)，但在北方卻與降水有顯著的正相關(guān)，說明季風(fēng)活動在我國南方增強時對流云顯著增加，在北方增強時層狀云與對流云均有所增加。有研究表明江淮梅雨鋒云系表現(xiàn)出典型的大范圍層狀云系中嵌有對流云（形成層積混合降水）的特征（洪延超等，1984），但I(xiàn)SCCP分辨率較低，難以分辨大面積層狀云中的對流 云。Sc屬于波狀云，與層積混合云系中的層狀云是不同的兩類云。表2表明Sc在1、2區(qū)與降水有顯著負(fù)相關(guān)，在4、5區(qū)有顯著正相關(guān)，而3區(qū)為南北交界處，降水強度及性質(zhì)的分布結(jié)構(gòu)變 化較大（方思達(dá)和江志紅, 2013），與季風(fēng)降水的相關(guān)性有可能會出現(xiàn)不顯著的情況。（4）As和Ns雖然也與季風(fēng)降水有正相關(guān)，即東亞夏季風(fēng)到來時層云降水也有所增加，但其顯著性在各區(qū)并不一致，因此，As和Ns在表征季風(fēng)活動時指示意義并不強。

表2 不同區(qū)域氣候平均的候平均降水量與各類云量的相關(guān)性

Table 2 The correlation between pentadly mean precipitation and cloud fraction of all cloud types in different regions

候平均降水量與各類云量的相關(guān)系數(shù) 區(qū)域DCCsCiAcAsNsCuStScAc+Cu 1區(qū)0.920.850.38－0.100.290.14－0.76－0.36－0.50－0.77 2區(qū)0.950.890.15－0.140.620.27－0.66－0.35－0.41－0.75 3區(qū)0.890.790.44－0.310.07－0.40－0.49－0.420.07－0.73 4區(qū)0.890.77－0.55－0.690.540.02－0.170.520.70－0.65 5區(qū)0.750.57－0.41－0.700.510.37－0.140.770.83－0.65

4 標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)與云指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

由于降水和云具有地域性差異，單獨用降水量不能很好地突出季風(fēng)降水的特征。為了深入研究云雨之間的對應(yīng)關(guān)系并消除地域差異，本文定義了相應(yīng)的降水指數(shù)和云指數(shù)。通過分析降水指數(shù)和云指數(shù)之間的相關(guān)性，進(jìn)一步探究東亞夏季風(fēng)活動與云的對應(yīng)變化關(guān)系。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)的定義及代表性檢驗

關(guān)于東亞夏季風(fēng)進(jìn)退與我國汛期降水關(guān)系的研究由來已久（涂長望和黃仕松，1944；Tao and Chen，1987；Huang et al., 2003；Ding，2004），普遍認(rèn)為季風(fēng)雨帶的移動在我國大陸上表現(xiàn)為三個階段性靜止和兩次突然北跳。東亞夏季風(fēng)高溫高濕的特性是形成云雨天氣的必要條件，前人從這一角度出發(fā)定義了各種溫濕指標(biāo)來描述東亞夏季風(fēng) 的爆發(fā)、推進(jìn)和撤退，揭示了季風(fēng)活動的一些規(guī) 律?？紤]到季風(fēng)降水具有一定的地域特征，因此本文借鑒江志紅等（2006）的方法，定義了標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)，旨在使不同地區(qū)降水的強弱變化具有可比性。研究中發(fā)現(xiàn)江志紅等取五點滑動平均后降水的大值區(qū)被平滑掉，低值區(qū)被填塞，丟失了部分降水信息。因此本文在定義標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)時未進(jìn)行滑動平均。本文首先計算日降水指數(shù)，然后進(jìn)行候平均得到候平均標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)Rain。

標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)定義為

其中，()為第日的降水量，R為5～9月日平均降水量，為5～9月的總天數(shù)，反映本站點5～9日降水量的時間變率。由定義式可見，Rain的極大值區(qū), 就是該時段降水最集中的區(qū)域。故可根據(jù)Rain大值區(qū)的移動，分析雨帶的進(jìn)退及強弱變化，進(jìn)而表征季風(fēng)活動。

由圖6可見，早在5月1至3候華南地區(qū)就對應(yīng)降水的大值區(qū)，陳隆勛等（2000）指出，這是由冷空氣和副高轉(zhuǎn)向的西南風(fēng)和冬春西風(fēng)槽西風(fēng)匯合而形成的，是典型的副熱帶雨帶。5月中下旬（5月4、5候）季風(fēng)爆發(fā)時，華南沿海降水量突然增加，其最大值出現(xiàn)在6月2候左右，平均降水量在16～18 mm d?1，Rain＞0.4，之后降水大值區(qū)北移。6月2～3候，降水帶北跳至江南地區(qū)，平均降水量達(dá)12～14 mm d?1，Rain＞0.3。6月4～5候，降水逐漸跳至江淮流域，梅雨季節(jié)到來，并持續(xù)到7月2候左右，此時平均降水量達(dá)14～16 mm d?1，Rain＞0.5。7月2～3候，降水繼續(xù)北推至華北地區(qū)，一直持續(xù)到5～6候，平均降水量在8～10 mm d?1，Rain＞0.2。之后降水到達(dá)最北端，整個內(nèi)蒙東部地區(qū)平均降水量達(dá)4～6 mm d?1，Rain＞0.1。以上分析表明：在我國東部地區(qū)由南到北，Rain的大值區(qū)與降水的時空位置對應(yīng)較好，隨著季風(fēng)的北移，雨帶也逐漸向北推進(jìn)，Rain能很好地表征東亞夏季風(fēng)降水帶的移動特征。另外，我們對每個區(qū)域Rain與降水的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了代表性檢驗，發(fā)現(xiàn)二者有很好的對應(yīng)關(guān)系。

圖6 1998～2007年5～9月110°～120°E候平均降水量（單位：mm，陰影）和標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)SRain（實線）的時間緯度剖面

4.2 云指數(shù)的定義及代表性檢驗

鑒于標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)能很好地表征降水的集中變化及季風(fēng)強弱變化，本文以同樣的方法計算了與降水呈穩(wěn)定正相關(guān)變化的DC云指數(shù)DC和與降水呈穩(wěn)定負(fù)相關(guān)變化的Ac＋Cu云指數(shù)AU，并檢驗了兩類云指數(shù)的區(qū)域代表性。

云指數(shù)的大值區(qū)能反映某個區(qū)域云類及云量的集中變化。DC＞0的區(qū)域與DC云量的大值區(qū)對應(yīng)較好（圖7a），并且DC從南向北最大值所出現(xiàn)的時間與該區(qū)DC云量極大值出現(xiàn)的時間一致，與圖4分析結(jié)論相符。AU＜0的區(qū)域?qū)?yīng)的是該區(qū)Ac+Cu云量的小值區(qū)（圖7b），雖然二個區(qū)域不完全重合，但AU對表征Ac＋Cu云量的變化仍然比較明顯。

圖7 1998～2007年5～9月110°～120°E候平均（a）DC云量（%，陰影）和SDC云指數(shù)（實線）以及（b）Ac＋Cu云量（%，陰影）和SAU云指數(shù)（實線）分布

為檢驗定義的云指數(shù)的區(qū)域代表性，本文分別研究了五個子區(qū)域的DC云量與DC的對應(yīng)關(guān)系（圖8）及Ac＋Cu總云量與AU的對應(yīng)關(guān)系（圖9）。

圖8 中國東部五個區(qū)域DC云量（%，實線，右側(cè)y軸）與云指數(shù)SDC（直方圖，左側(cè)y軸）的逐候變化：（a）1區(qū)、（b）2區(qū)、（c）3區(qū)、（d）4區(qū)、（e）5區(qū)

圖9 同圖8，但為Ac＋Cu云量與云指數(shù)SAU

在五個子區(qū)域，云指數(shù)DC、AU與各自相應(yīng)的DC、Ac＋Cu隨時間的變化相一致，并表現(xiàn)出地域特征差異（圖8、圖9）?？梢?，兩類云指數(shù)在表征各自所對應(yīng)的云的變化時具有代表性，在中國東部地區(qū)，可用兩類云指數(shù)DC、AU的變化，分別探究伴隨季風(fēng)活動的降水與DC的正相關(guān)變化以及與Ac＋Cu的負(fù)相關(guān)變化，即季風(fēng)活動增強時DC增加、Ac＋Cu減小，季風(fēng)活動減弱時DC減小、Ac＋Cu增加。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)（Rain）與兩類云指數(shù)（DC和AU）的對應(yīng)關(guān)系

雖然東亞夏季風(fēng)的位置、強弱、持續(xù)時間的變化受多種天氣系統(tǒng)影響，但最終都表現(xiàn)在云帶和雨帶的變化上（He et al., 2007; Zhou et al., 2008, 2009a, 2009b; Luo et al., 2011, 2013）。標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)可通過反映降水的強弱變化，進(jìn)而表征季風(fēng)的時空位置變化；云指數(shù)則能反映某一時間相應(yīng)云類及云量集中出現(xiàn)的區(qū)域，兩者的區(qū)域代表性已進(jìn)行了檢驗。因此，季風(fēng)活動和不同類云的相關(guān)變化就可以用標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)和云指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系來表示。

由圖10可知，DC＞0的區(qū)域與Rain＞0的區(qū)域整體對應(yīng)較好，其等值線近乎重合，并且二者大值區(qū)也在時空分布上一致（圖10a），進(jìn)一步分析可知，伴隨著季風(fēng)的爆發(fā)、北推，季風(fēng)所影響區(qū)域降水明顯增加，對應(yīng)的DC云量也顯著增加，并且與降水保持同步。AU＜0的區(qū)域與Rain＞0的區(qū)域整體上對應(yīng)，并且其極值區(qū)與降水的極值區(qū)在時間上保持一致（圖10b），可見伴隨著季風(fēng)的爆發(fā)、移動，季風(fēng)所影響區(qū)域降水明顯增加時，Ac＋Cu總云量明顯減小，并且與降水保持同步。

圖10 1998～2007年5～9月110°～120°E候平均標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)SRain（陰影）與（a）SDC云指數(shù)（等值線）、（b）SAU云指數(shù)（等值線）的時間緯度剖面

前面已經(jīng)分區(qū)域研究了降水量和各類云量在各個區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系，為了進(jìn)一步驗證季風(fēng)降水與DC、Ac＋Cu在不同地區(qū)的相關(guān)關(guān)系，還分析了Rain和DC、AU在五個子區(qū)域的逐候平均變化，見圖11，計算了其相關(guān)系數(shù)，并對相關(guān)系數(shù)進(jìn)行了信度檢驗（表3）。

表3 標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)SRain與云指數(shù)SDC、SAU的相關(guān)性

注：均通過了0.01的顯著性水平檢驗

圖11 標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)SRain（實線）與DC云指數(shù)SDC（點線）、Ac+Cu云指數(shù)SAU（虛線）在中國東部五個子區(qū)域的逐候變化：（a）1區(qū)、（b）2區(qū)、（c）3區(qū)、（d）4區(qū)、（e）5區(qū)

由圖11可以看出，從5月1候到9月6候，五個區(qū)域Rain與DC表現(xiàn)為一致的變化趨勢，Rain與AU則表現(xiàn)為相反的變化趨勢，并且Rain的極大值分別與DC的極大值、AU的極小值有很好的對應(yīng)關(guān)系，其極值從1區(qū)到5區(qū)漸次出現(xiàn)。

在5～9月東亞夏季風(fēng)活動的時間里，五個子區(qū)域DC與Rain呈顯著的正相關(guān)，AU與Rain呈顯著的負(fù)相關(guān)（表3），表明隨著季風(fēng)的爆發(fā)和北推，季風(fēng)所影響的區(qū)域，降水量增加，DC云量相應(yīng)的隨之增加，而Ac＋Cu云量減小。云指數(shù)和降水指數(shù)的穩(wěn)定變化關(guān)系證明了不同類型云量的變化也可以表征季風(fēng)活動。

5 結(jié)論

前人從季風(fēng)高溫高濕的特征出發(fā)定義了各種溫濕指標(biāo)表征季風(fēng)活動，但用云作為指標(biāo)表征季風(fēng)活動的研究工作目前并不多見。DC以及Ac＋Cu與季風(fēng)活動的對應(yīng)變化關(guān)系證明可以從云的角度出發(fā)定義相應(yīng)的指標(biāo)表征季風(fēng)活動。

本文根據(jù)不同地區(qū)降水集中時段以及降水量等氣候特征，結(jié)合中國氣候區(qū)劃（溫度帶及干濕區(qū)）及不同地域的地形特征，把受東亞季風(fēng)影響的中國東部地區(qū)劃分為五個子區(qū)域：華南沿海地區(qū)、江南地區(qū)、江淮流域、華北地區(qū)、內(nèi)蒙古東部地區(qū)。通過分析五個區(qū)域候平均降水量和不同類型云量的相關(guān)性，研究了東亞夏季風(fēng)活動與不同云類的對應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明：（1）DC、Cs與降水在五個區(qū)域呈顯著的正相關(guān)，表明東亞夏季風(fēng)活動增強時對流云量明顯增加；（2）Ac與Cu之和在五個區(qū)域與降水呈負(fù)相關(guān)，表明夏季風(fēng)活動增強時，Ac和Cu云量會相應(yīng)減??；（3）St、Sc在南方與降水呈顯著的負(fù)相關(guān)，但在北方卻與降水呈顯著的正相關(guān)，說明我國南方季風(fēng)活動較強時對流云增加，北方在季風(fēng)活動較強時層狀云和對流云均有所增加；（4）As和Ns雖然也與季風(fēng)降水有正相關(guān)，即東亞夏季風(fēng)到來時層云降水也有所增加，但其顯著性在各區(qū)并不一致，因此，As和Ns在表征季風(fēng)活動時指示意義并不強。

在盡可能保留降水信息的基礎(chǔ)上，借鑒前人的方法，定義了標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)Rain，在候時間尺度上分析了其與降水的時空匹配關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Rain大值區(qū)的移動能較好的表征季風(fēng)活動，其到達(dá)某一區(qū)域的時間與以往對東亞夏季風(fēng)的氣候統(tǒng)計特征相一致。仿照降水指數(shù)的定義方法，分別定義了兩類云指數(shù)DC和AU，兩類云指數(shù)能夠反映某一區(qū)域云類及其云量的集中變化。

研究了標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)Rain和云指數(shù)DC、AU之間的對應(yīng)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)季風(fēng)活動影響到某地區(qū)使該地區(qū)降水增加時，相應(yīng)的DC云量隨之增加，Ac＋Cu云量隨之減少，并且降水達(dá)到極大值時，DC云量也達(dá)到極大值，Ac＋Cu云則為極小值，反之亦然。該結(jié)論說明DC以及Ac＋Cu總云量與季風(fēng)活動具有較好的對應(yīng)變化關(guān)系，可用不同類型云量表征東亞夏季風(fēng)活動。

（References）

蔡廣珍, 王東平, 賈小琴, 等. 2010. 臨夏盛夏地方性云的統(tǒng)計特征及其對降水的指示關(guān)系 [J]. 干旱氣象, 28 (3): 338–341. Cai Guangzhen, Wang Dongping, Jia Xiaoqin, et al. 2010. Statistical character about parochial cloud and its instruction relation to rainfall in midsummer in Linxia of Gansu Province [J]. J. Arid Meteor. (in Chinese), 28 (3): 338–341, doi:10.3969/j.issn.1006-7639.2010.03.016.

陳隆勛, 李薇, 趙平, 等. 2000. 東亞地區(qū)夏季風(fēng)爆發(fā)過程 [J]. 氣候與環(huán)境研究, 5 (4): 345–355. Chen Longxun, Li Wei, Zhao Ping, et al. 2000. On the process of summer monsoon onset over East Asia [J]. Climatic and Environmental Research (in Chinese), 5 (4): 345–355, doi:10.3969/j.issn.1006-9585.2000.04.002.

Chen G T J. 1994. Large-scale circulations associated with the East Asian summer monsoon and the Mei-yu over South China and Taiwan [J]. J. Meteor. Soc. Japan, 72 (6): 959–983.

陳勇航, 黃建平, 陳長和, 等. 2005a. 西北地區(qū)空中云水資源的時空分布特征 [J]. 高原氣象, 24 (6): 905–912. Chen Yonghang, Huang Jianping, Chen Changhe, et al. 2005a. Temporal and spatial distributions of cloud water resources over northwestern China [J]. Plateau Meteorology (in Chinese), 24 (6): 905–912, doi:10.3321/j.issn:1000-0534.2005.06.009.

陳勇航, 黃建平, 王天河, 等. 2005b. 西北地區(qū)不同類型云的時空分布及其與降水的關(guān)系 [J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報, 16 (6): 717–727. Chen Yonghang, Huang Jianping, Wang Tianhe, et al. 2005b. Temporal and spatial distribution of the different clouds over northwestern China with the relation to precipitation [J]. J. Appl. Meteor. Sci. (in Chinese), 16 (6): 717–727, doi:10.3969/j.issn.1001-7313.2005.06.002.

Ding Y H. 2004. Seasonal March of the East Asian Summer Monsoon [M]// Chang C P. East Asian Monsoon. Singapore: World Scientific Publishing, 3–53.

丁一匯, 王紹武, 鄭景云, 等. 2013. 中國自然地理系列專著: 中國氣候 [M]. 北京: 科學(xué)出版社. Ding Yihui, Wang Shaowu, Zheng Jingyun, et al. 2013. China Natural Geography Monograph Series: Chinese Climate (in Chinese) [M]. Beijing: Science Press.

杜振彩, 黃榮輝, 黃剛, 等. 2011. 亞洲季風(fēng)區(qū)積云降水和層云降水時空分布特征及其可能成因分析 [J]. 大氣科學(xué), 35 (6): 993–1008. Du Zhencai, Huang Ronghui, Huang Gang, et al. 2011. The characteristics of spatial and temporal distributions of convective rainfall and stratiform rainfall in the Asian monsoon region and their possible mechanisms [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 35 (6): 993–1008, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2011.06.01.

方思達(dá), 江志紅. 2013. 全球變暖背景下江淮地區(qū)降水強度分布結(jié)構(gòu)變化的特征分析 [J]. 氣候與環(huán)境研究, 18 (6): 757–766. Fang Sida, Jiang Zhihong. 2013. Analysis of the change in the precipitation intensity distribution in the Yangtze-Huaihe River basin under global warming [J]. Climatic and Environmental Research (in Chinese), 18 (6): 757–766, doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2012.12050.

He J H, Ju J H, Wen Z P, et al. 2007. A review of recent advances in research on Asian monsoon in China [J]. Adv. Atmos. Sci., 24 (6): 972–992, doi:10.1007/s00376-007-0972-2.

何金海, 祁莉, 韋晉, 等. 2007. 關(guān)于東亞副熱帶季風(fēng)和熱帶季風(fēng)的再認(rèn)識 [J]. 大氣科學(xué), 31 (6): 1257–1265. He Jinhai, Qi Li, Wei Jin, et al. 2007. Reinvestigations on the East Asian subtropical monsoon and tropical monsoon [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 31 (6): 1257–1265, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2007.06.20.

洪延超, 黃美元, 王首平. 1984. 梅雨云系中亮帶不均勻性的理論探討 [J]. 大氣科學(xué), 8 (2): 197–204. Hong Yanchao, Huang Meiyuan, Wang Shouping. 1984. A theoretical study on inhomogeneity of bright band in Mei-yu frontal cloud system [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 8 (2): 197–204, doi:10.3878/j.issn.1006-9895. 1984.02.10.

胡亮, 李耀東, 何金海. 2010. 東亞熱帶季風(fēng)與副熱帶季風(fēng)降水特征研究的回顧與展望 [J]. 熱帶氣象學(xué)報, 26 (6): 813–818. Hu Liang, Li Yaodong, He Jinhai. 2010. Review of and outlook on the study of precipitation associated with East Asian subtropical monsoon and tropical monsoon [J]. J. Trop. Meteor. (in Chinese), 26 (6): 813–818, doi:10.3969/ j.issn.1004-4965.2010.06.023.

胡亮, 李耀東, 楊松, 等. 2011. 東亞熱帶與副熱帶季風(fēng)區(qū)對流降水和層云降水季節(jié)變化特征對比分析研究 [J]. 中國科學(xué): 地球科學(xué), 41 (8): 1182–1191. Hu Liang, Li Yaodong, Yang Song, et al. 2011. Seasonal variability in tropical and subtropical convective and stratiform precipitation of the East Asian monsoon [J]. Sci. China Earth Sci., 54 (10): 1595–1603, doi:10.1007/s11430-011-4225-y.

Huang R H, Zhou L T, Chen W. 2003. The progresses of recent studies on the variabilities of the East Asian monsoon and their causes [J]. Adv. Atmos. Sci., 20 (1): 55–69, doi:10.1007/BF03342050.

江志紅, 何金海, 李建平, 等. 2006. 東亞夏季風(fēng)推進(jìn)過程的氣候特征及其年代際變化 [J]. 地理學(xué)報, 61 (7): 675–686. Jiang Zhihong, He Jinhai, Li Jianping, et al. 2006. Northerly advancement characteristics of the East Asian summer monsoon with its interdecadal variations [J]. Acta Geographica Sinica (in Chinese), 61 (7): 675–686, doi:10.3321/j.issn: 0375-5444.2006.07.001.

Joyce R J, Janowiak J E, Arkin P A, et al. 2004. CMORPH: A method that produces global precipitation estimates from passive microwave and infrared data at high spatial and temporal resolution [J]. J. Hydrometeor., 5 (3): 487–503, doi:10.1175/1525-7541(2004)005<0487:CAMTPG>2.0. CO;2.

李躍清, 張琪. 2014. 西南地區(qū)夏季云量與降水的關(guān)系特征分析 [J]. 自然資源學(xué)報, 29 (3): 441–453. Li Yueqing, Zhang Qi. 2014. Contemporaneous relationships between summer cloudiness and precipitation over Southwest China [J]. J. Nat. Resour. (in Chinese), 29 (3): 441–453, doi:10.11849/zrzyxb. 2014.03.008.

李昀英, 方樂鋅, 寇雄偉. 2014. 衛(wèi)星—地基—模式統(tǒng)一的自動觀測云分類原則和標(biāo)準(zhǔn)的研究 [J]. 地球物理學(xué)報, 57 (8): 2433–2441. Li Yunying, Fang Lexin, Kou Xiongwei. 2014. Principle and standard of auto-observation cloud classification for satellite, ground measurements and model [J]. Chinese J. Geophys. (in Chinese), 57 (8): 2433–2441, doi:10.6038/cjg20140805.

劉曉春, 范水勇, 毛節(jié)泰. 2012. 云頂參數(shù)與降水間關(guān)系的統(tǒng)計分析和數(shù)值模擬 [J]. 氣候與環(huán)境研究, 17 (2): 125–138. Liu Xiaochun, Fan Shuiyong, Mao Jietai. 2012. Statistic analysis and numerical simulation on the relationship between cloud top parameters and precipitation [J]. Climatic and Enviromental Research (in Chinese), 17 (2): 125–138, doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2011.10120.

Luo Y L, Wang H, Zhang R H, et al. 2013. Comparison of rainfall characteristics and convective properties of monsoon precipitation systems over South China and the Yangtze and Huai River basin [J]. J. Climate, 26 (1): 110–132.

Luo Y L, Zhang R H, Qian W M, et al. 2011. Intercomparison of deep convection over the Tibetan Plateau–Asian monsoon region and subtropical North America in boreal summer using CloudSat/CALIPSO data [J]. J. Climate, 24 (8): 2164–2177.

潘旸, 沈艷, 宇婧婧, 等. 2012. 基于最優(yōu)插值方法分析的中國區(qū)域地面觀測與衛(wèi)星反演逐時降水融合試驗 [J]. 氣象學(xué)報, 70 (6): 1381–1389. Pan Yang, Shen Yan, Yu Jingjing, et al. 2012. Analysis of the combined gauge-satellite hourly precipitation over China based on the OI technique [J]. Acta Meteorologica Sinica (in Chinese), 70 (6): 1381–1389, doi:10. 11676/qxxb2012.116.

Rossow W B, Schiffer R A. 1999. Advances in understanding clouds from ISCCP [J]. Bull. Amer. Meteor. Soc., 80(11): 2261–2287, doi:10.1175/ 1520-0477(1999)080<2261:AIUCFI>2.0.CO;2.

沈艷, 潘旸, 宇婧婧, 等. 2013. 中國區(qū)域小時降水量融合產(chǎn)品的質(zhì)量評估 [J]. 大氣科學(xué)學(xué)報, 36 (1): 37–46. Shen Yan, Pan Yang, Yu Jingjing, et al. 2013. Quality assessment of hourly merged precipitation product over China [J]. Trans. Atmos. Sci. (in Chinese), 36 (1): 37–46, doi:10. 3969/j.issn.1674-7097.2013.01.005.

Shen Y, Zhao P, Pan Y, et al. 2014. A high spatiotemporal gauge-satellite merged precipitation analysis over China [J]. J. Geophys. Res., 119 (6): 3063–3075, doi:10.1002/2013JD020686.

Tao S Y, Chen L X. 1987. A review of recent research on the East Asian summer monsoon in China [M]// Chang C P, Krishnamurti T N. Monsoon Meteorology. New York: Oxford University Press, 60–92.

涂長望, 黃仕松. 1944. 中國夏季風(fēng)之進(jìn)退 [J]. 氣象學(xué)報, 18 (1): 1–20. Tu Changwang, Huang Shisong. 1944. The advances and retreats of the summer monsoon in China [J]. Acta Meteorologica Sinica (in Chinese), 18 (1): 1–20.

王青, 鐘亦俠, 吳兮, 等. 2009. 淺析郴州云與降水的關(guān)系 [J]. 湘南學(xué)院學(xué)報, 30 (5): 48–50, 59. Wang Qing, Zhong Yixia, Wu Xi, et al. 2009. Analysis of relationship between clouds and precipitation in Chenzhou [J]. Journal of Xiangnan University (in Chinese), 30 (5): 48–50, 59, doi:10.3969/j.issn.1672-8173.2009.05.015.

Xie P P, Xiong A Y. 2011. A conceptual model for constructing high- resolution gauge-satellite merged precipitation analyses [J]. J. Geophys. Res., 116 (D21): D21106, doi:10.1029/ 2011JD016118.

嚴(yán)異德, 張國慶. 2007. 結(jié)古地區(qū)云與降水關(guān)系的分析 [J]. 青?？萍? 14 (5): 19–21, 22. Yan Yide, Zhang Guoqing. 2007. Analysis of relationship between clouds and precipitation in Jiegu [J]. Qinghai Science and Technology (in Chinese), 14 (5): 19–21, 22, doi:10.3969/j. issn.1005-9393.2007.05.008.

尤麗鈺, 沈如桂, 馮志強. 1990. 高層輻散對熱帶季風(fēng)發(fā)展的作用 [J]. 中山大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版), 29 (3): 168–176. You Liyu, Shen Rugui, Feng Zhiqiang. 1990. Effects of divergent fields in the upper troposphere to the development of summer monsoons in East Asia [J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni (in Chinese), 29 (3): 168–176.

張慶云, 陶詩言. 1998. 夏季東亞熱帶和副熱帶季風(fēng)與中國東部汛期降水 [J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報, 9 (增刊): 17–23. Zhang Qingyun, Tao Shiyan. 1998. Asia and its influence on the rainfall over eastern China in summer [J]. J. Appl. Meteor. Sci. (in Chinese), 9 (Suppl): 17–23.

趙勇, 崔彩霞, 賈麗紅, 等. 2013. 中國天山區(qū)域云量的變化及其與降水的關(guān)系 [J]. 沙漠與綠洲氣象, 7 (6): 1–7. Zhao Yong, Cui Caixia, Jia Lihong, et al. 2013. The change of cloud coverage in Tianshan Mountain in China and its relation with precipitation [J]. Desert and Oasis Meteorology (in Chinese), 7 (6): 1–7, doi:10.3969/j.issn.1002-0799.2013. 06.001.

Zhou T J, Zhang L X, Li H M. 2008. Changes in global land monsoon area and total rainfall accumulation over the last half century [J]. Geophys. Res. Lett., 35 (16): L16707, doi:10.1029/2008GL034881.

Zhou T J, Wu B, Wang B. 2009a. How well do atmospheric general circulation models capture the leading modes of the interannual variability of the Asian–Australian monsoon? [J]. J. Climate, 22 (5): 1159–1173, doi:10.1175/2008JCLI2245.1.

Zhou T J, Wu B, Scaife A A, et al. 2009b. The CLIVAR C20C project: Which components of the Asian–Australian monsoon circulation variations are forced and reproducible? [J]. Climate Dyn., 33 (7–8): 1051–1068, doi:10.1007/s00382-008-0501-8.

Zhu Q G, He J H, WANG P X. 1986. A study of circulation differences between East-Asian and Indian summer monsoons with their interaction [J]. Adv. Atmos. Sci., 3 (4): 466–477, doi:10.1007/BF02657936.

左瑞亭, 曾慶存, 張銘. 2004. 季風(fēng)及季風(fēng)與西風(fēng)帶相互關(guān)系的數(shù)值模擬研究 [J]. 大氣科學(xué), 28 (1): 7–22. Zuo Ruiting, Zeng Qingcun, Zhang Ming. 2004. A numerical simulation of monsoon and the correlation between monsoon and westerlies [J]. J. Atmos. Sci. (in Chinese), 28 (1): 7–22, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2004.01.02.

Relationships between East Asian Summer Monsoon Activities and Cloud Types

KOU Xiongwei, LI Yunying, FANG Lexin, SUN Guorong, and GAO Cuicui

,211101

The standardized precipitation index and two types of cloud indices are defined based on the pentad averaged precipitation data and ISCCP (International Satellite Cloud Climatology Project) D1 cloud data from 1998 to 2007. It is found that the precipitation index is a good indicator of East Asian summer monsoon activities, and the cloudindices can reflect well the cloud amount of deep convection (DC), altocumulus (Ac) and cumulus (Cu). Based on the climate characteristics of precipitation, combined with the division of climate in China (temperature zones, wet and dry areas) and topography of different regions, the area of continental China influenced by the East Asian monsoon is divided into five sub-regions from south to north. Correlation between monsoon activities (MA) and cloud types, as well as the relationship between the precipitation index and two types of cloudindices are studied separately in five sub-regions on pentad time scales. It is found that DC and cirrostratus (Cs) have significant positive correlations with MA in the five sub-regions, indicating that the monsoon occurs mainly with convective cloud. Ac and Cu have significant negative correlations with MA, indicating the active stage of the summer monsoon with the produced Ac and Cu. Stratus (St) and stratocumulus (Sc) have strong positive correlations with MA in North China but negative correlations in South China, respectively, which shows the characteristic of convective cloud in South China and a mixture of convective cloud and stratiform cloud in North China. Altostratus (As), cirrus (Ci) and nimbostratus (Ns) have no robust correlations with MA.

East Asian summer monsoon, Cloud types, Cloud index, Correlation

10.3878/j.issn.1006-9895.1511.14293.

1006-9895(2016)03-0463-13

P466

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1511.14293

2014-10-16；網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版日期 2015-11-25

寇雄偉，男，1990年生，碩士研究生，主要從事氣候?qū)W研究。E-mail: xiongwei1908@126.com

李昀英，E-mail: liyunying2005@163.com

財政部/科技部公益類行業(yè)專項201306068，國家自然科學(xué)基金項目41475069、41075034，國家留學(xué)基金項目

Founded by the China R&D Special Fund for Public Welfare Industry (Grant 201306068), National Natural Science Foundation of China (Grants 41475069, 41075034), State Scholarship Fund from China Scholarship Council

寇雄偉，李昀英，方樂鋅，等. 2016. 東亞夏季風(fēng)活動與不同類型云的相關(guān)性研究 [J]. 大氣科學(xué), 40 (3): 463?475. Kou Xiongwei, Li Yunying, Fang Lexin, et al. 2016. Relationships between East Asian summer monsoon activities and cloud types [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 40 (3): 463?475,