東部型、中部型ENSO影響長江流域降水的調(diào)查與分析

王淼 曹潤東 姚瑤 周心易 高參

（南京信息工程大學(xué)江蘇南京210044）

東部型、中部型ENSO影響長江流域降水的調(diào)查與分析

王淼 曹潤東 姚瑤 周心易 高參

（南京信息工程大學(xué)江蘇南京210044）

本文通過調(diào)查1951-2007年發(fā)生的多次ENSO事件的太平洋海表面溫度變化情況將其分為四種類型，分析這四種事件在不同階段的夏季環(huán)流形勢和850hPa風(fēng)場，從而討論西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）和夏季風(fēng)對長江流域夏季降水情況的影響，結(jié)果表明：不同類型的El Nin?o和La Nin?a事件與夏季副高強(qiáng)度、西伸脊點以及脊線位置關(guān)系密切，且影響夏季風(fēng)的強(qiáng)弱變化。東部型El Nin?o主要是副高的變化影響降水，而中部型事件則是通過風(fēng)場響應(yīng)來影響降水的變化，且兩類事件中雨帶都有從長江以北到長江中下游偏南地區(qū)的移動過程；東部型La Nin?a時期副高顯著減弱東退，使長江流域降水量減少，中部型La Nin?a在發(fā)展年因為副高脊線北抬，長江以北出現(xiàn)雨帶，在消退年因為副高有北抬且長江中下游有偏南風(fēng)的風(fēng)速輻合帶，東南地區(qū)偏南風(fēng)加強(qiáng)，有兩個雨帶分別位于黃河-長江中下游和長江以南。

東部型；中部型ENSO事件；副高；夏季風(fēng)；長江流域降水

1 研究背景

1.1 ENSO及其研究進(jìn)展

厄爾尼諾（El Nin?o）現(xiàn)象是指赤道中東部太平洋海溫異常增加的現(xiàn)象。而南方濤動（Southern Oscillation）則是發(fā)生在東南太平洋與印度洋及印尼地區(qū)之間的氣壓存在反相關(guān)關(guān)系。Bjerknes[1]較早指出這兩個現(xiàn)象實則是熱帶太平洋海氣相互作用的不同表示，所以將這兩種現(xiàn)象統(tǒng)稱為ENSO現(xiàn)象。

ENSO事件的分類方法目前有較多的研究，董宇佳、孟祥慶[2]進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)。研究表明，ENSO事件海表溫度異常中心的位置不同會引起不同的環(huán)流異常[2]，而傳統(tǒng)El Nin?o現(xiàn)象是指赤道東太平洋南美沿岸的增溫向西傳播至中太平洋；中部型的El Ni?o則是中太平洋最先開始增溫，一路傳播到東太平洋南美沿岸[3]。

1.2 研究方向

本文根據(jù)1951-2007年12次El Nino事件，10次La Nina事件的氣象數(shù)據(jù)，分析東部型El Nino、中部型El Nino、東部型La Nina和中部型La Nina這四種事件的海表面溫度變化過程，以及500hPa和850hPa上大氣環(huán)流對不同海溫變化過程的響應(yīng)，考慮副高和夏季風(fēng)對降水的影響，以期說明不同類型ENSO對我國長江流域夏季降水的不同影響。

1.3 所用資料和方法

1.3.1 1951-2007年6、7、8月中國160站月平均降水量，以這57年夏季月平均降水為平均場，分析不同類型事件的降水異常實況。

1.3.2 NOAA延伸再建的海表面溫度資料，以1951-2007年平均海表溫度為背景場，以150°W為分界線分類東、中部型事件。

1.3.3 NCEP/NCAR 1951-2007年1～12月的500 hPa月平均高度場資料和850 hPa月平均風(fēng)場資料，分析不同類型ENSO的夏季平均大氣環(huán)流及距平狀況。

2 東、中部型兩類ENSO事件對應(yīng)年的降水實況（圖略）

El Nin o事件的發(fā)展年到消退年，雨帶有明顯的南移，降水明顯增強(qiáng)，東部型El Nino的發(fā)展年，多雨帶位于黃河與長江中下游之間的大范圍地區(qū)，長江中游以南地區(qū)異常少雨，消退年雨帶移至長江中游及下游以南地區(qū)，且異常范圍擴(kuò)大；相比東部型El Nino，中部型事件的異常降水更為集中，發(fā)展年雨帶位于黃河與長江下游之間的地區(qū)，長江下游以南地區(qū)異常少雨，消退年雨帶南移，呈狹窄帶狀分布在長江中下游地區(qū)。東部型La Nin?a發(fā)生時我國東部大范圍地區(qū)少雨，只有發(fā)展年在黃河下游山東半島有降水異常增強(qiáng)；中部型La Ni n?a的發(fā)展年我國東部降水多在黃河中下游及其以北地區(qū)，消退年多雨帶有兩個，呈南北分布，北部雨帶位于黃河長江中下游，南部雨帶位于長江以南。

3 東、中部型兩類ENSO事件的海表溫度變化（圖略）

3.1 El Nino

首先，就海溫來看，整個事件發(fā)展過程中東部型事件明顯強(qiáng)于中部型事件；其次，中部型El Nino處于暖性背景中，而東部型El Nino發(fā)生時在太平洋會出現(xiàn)西部與東部海溫的相反距平；還有，雖然兩者都在發(fā)展年冬季出現(xiàn)峰值，但中部型El Nin o明顯弱于東部型El Nino此時的海溫距平峰值，也說明了東部型El Nin o 較中部型El Nino海溫變化更大。這些不同會對大氣環(huán)流變化有不同的指導(dǎo)意義，讓我們有進(jìn)一步的研究意義。

3.2 La Nina

對于東部型La Nina，從初生到衰退它的活動范圍都在太平洋東部，且海溫變化幅度較小。而中部型La Nina在發(fā)展年春季初生于太平洋東部，后來逐步向中部擴(kuò)展，在發(fā)展年冬季達(dá)到鼎盛，次年春夏季該事件在太平洋東部有顯著衰減。兩種La Nina 事件發(fā)生區(qū)域不同，且中部型La Nina明顯強(qiáng)于東部型La Nina的海溫距平峰值，海溫變化幅度也明顯更大。

4 東、中部型兩類ENSO事件對應(yīng)年夏季的環(huán)流狀況

4.1 El Nino

圖1 .a東部型El Nino消退年500 hPa高度場和850 hPa風(fēng)場(左)及其距平(右)

圖1 .b中部型El Nino消退年500 hPa高度場和850 hPa風(fēng)場(左)及其距平(右)

東部型El Nino在發(fā)展年夏季副高范圍較小，位于海上，強(qiáng)度有所減弱，此時副高對降水的影響不大，但850hPa上夏季風(fēng)稍有減弱(圖略)，長江中下游地區(qū)降水多；在消退年夏季副高顯著增強(qiáng)，西伸南壓至長江以南地區(qū)，范圍擴(kuò)大，強(qiáng)度增強(qiáng)，850hPa上夏季風(fēng)明顯減弱，且在長江以南有明顯東北-西南西風(fēng)切變異常，在長江中下游有偏南風(fēng)的風(fēng)速輻合(圖1.a)，有利于在長江中下游及以南地區(qū)形成多雨帶。

中部型El Nino夏季發(fā)展年副高有弱的西伸南壓，消退年副高位置無明顯變化，強(qiáng)度也都無明顯變化，這與其海溫變化幅度小相關(guān)。發(fā)展年850hPa風(fēng)場上西南風(fēng)速帶最北到達(dá)黃河以南(圖略)，且西南風(fēng)異常增強(qiáng)，這時降水多發(fā)生在長江中下游以北地區(qū)；在消退年黃河-日本上空850hPa有氣旋式異常環(huán)流，長江以北大部分地區(qū)北風(fēng)異常，夏季風(fēng)減弱，以南地區(qū)有西南風(fēng)異常增強(qiáng)，所以長江中下游地區(qū)形成切變及西南風(fēng)-北風(fēng)的異常環(huán)流輻合（圖1.b），在長江中下游偏南地區(qū)易形成多雨帶。

4.2 La Nina

圖2.a東部型La Nina發(fā)展年500 hPa高度場和850 hPa風(fēng)場(左)及其距平(右)

東部型La Nin a的海溫變化大部分發(fā)生在東太平洋，海氣的相互作用弱，在發(fā)展年和消退年位于西太平洋上的副高顯著異常減弱東退，該事件發(fā)生時對暴雨