東亞夏季風(fēng)、西太副高活動(dòng)對(duì)全國(guó)夏季降水的影響

吳姍薇 郭大勇

摘? ?要：利用全國(guó)743個(gè)站點(diǎn)1971-2000年的降水資料、國(guó)家氣候中心發(fā)布的西太平洋副熱帶高壓各指數(shù)資料以及SLP和NCEP/NVAR資料歸一化東亞夏季風(fēng)資料對(duì)全國(guó)6-8月的降水與西太平洋副熱帶高壓以及東亞夏季風(fēng)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：西太平洋副熱帶高壓偏北，東亞夏季風(fēng)較強(qiáng)，華北地區(qū)降水偏多;反之，西太平洋副熱帶高壓偏南時(shí)，東亞夏季風(fēng)較弱，華北地區(qū)降水偏少。

關(guān)鍵詞：西太副高? 東亞夏季風(fēng)? 降水? 相關(guān)

中圖分類號(hào)：P467? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（a）-0112-08

Abstract： Based on the rainfall data from 743 sites precipitation data of 1971-2000 in China， the index of Western Pacific subtropical high from national climate center and SLP， NCEP/NVAR data ， the Western Pacific subtropical high and the East Asian Summer Monsoon（EASM） were normalized. The results showed that the Western Pacific subtropical high has an obvious trend of moving north， the east Asian summer monsoon is stronger and more rainfall in north China; On the contrary， the Western Pacific subtropical high has an obvious trend of moving south ， the east Asian summer monsoon are weaker and less rainfall in north China.

Key Words： the Western Pacific subtropical high; the East Asian Summer Monsoon; Rainfall; Relationship

我國(guó)地處東亞季風(fēng)區(qū)，夏季風(fēng)在很大程度上影響我國(guó)的天氣氣候、降水分布、降水帶移動(dòng)以及旱澇災(zāi)害。研究表明[1-5]，東亞夏季風(fēng)不僅存在季節(jié)內(nèi)振蕩，而且還有年際、年代際變化。施能[6]和陳月娟[7]的研究表明，在1920-1940年東亞夏季風(fēng)的強(qiáng)盛時(shí)期，我國(guó)夏季降水偏少，而從60年代末至今，夏季風(fēng)強(qiáng)度總體偏弱。由于季風(fēng)環(huán)流存在年際和年代際變化，季風(fēng)降水也更是如此。曾紅玲等[8]、呂俊梅等[9]的研究表明，1970年代左右，東亞夏季風(fēng)經(jīng)歷了由強(qiáng)到弱的年代際轉(zhuǎn)換，這種年代際突變也是全球范圍的，突變后與突變前相比，夏季印度低壓和東亞的季風(fēng)低壓均表現(xiàn)出一致的減弱趨勢(shì)，而同時(shí)西太平洋副熱帶高壓的強(qiáng)度和位置也發(fā)生了明顯的年代際變化，副熱帶高壓系統(tǒng)普遍增強(qiáng)。東亞夏季風(fēng)區(qū)的主要雨帶常分布在西太平洋副熱帶高壓（ 以下簡(jiǎn)稱西太副高）588gpdm特征等高線的西側(cè)和北側(cè)，臺(tái)風(fēng)活動(dòng)又常受其南側(cè)或西側(cè)氣流的引導(dǎo)，它的北挺南落及西伸東退與東亞地區(qū)的降水及臺(tái)風(fēng)活動(dòng)有密切關(guān)系[10]，因此在東亞夏季風(fēng)的影響因子中，西太副高有舉足輕重的作用。陶詩言[11]等在20世紀(jì)50-70年代就系統(tǒng)地揭示了副高的結(jié)構(gòu)、季節(jié)性北跳等特征，為短期的氣候預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

我國(guó)對(duì)季風(fēng)降水的大量研究顯示，夏季降水與東亞夏季風(fēng)推進(jìn)有著很大的關(guān)系，其旱澇異常與全球大尺度環(huán)流異常密切相關(guān)。張慶云[12]等的研究表明，在70年代中后期，華北流域和黃河流域的降水出現(xiàn)持續(xù)減少。楊文艷[13]的研究表明遼寧汛期較多雨的年份西太副高位置偏北，較少的年份位置偏南;多雨年份的西太副高面積、強(qiáng)度指數(shù)偏強(qiáng)，少雨年則相反。總體來說東亞夏季風(fēng)的變化對(duì)我國(guó)各地區(qū)的降水有著不同層次的影響。因此，本文從西太副高脊線、西伸脊點(diǎn)、強(qiáng)度指數(shù)以及東亞夏季風(fēng)指數(shù)這幾個(gè)方面著手，研究其對(duì)我國(guó)降水特征的影響。

1? 相關(guān)資料

本文所用資料：（1）由中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心氣候診斷室發(fā)布的月平均500hPa西太副高脊線、西伸脊點(diǎn)和強(qiáng)度指數(shù)的位置和強(qiáng)度值等環(huán)流特征資料，時(shí)間范圍是1951-2012（6-8月）;（2）NCEP/NCAR的1951-2012年全球月平均位勢(shì)高場(chǎng)、U、V風(fēng)場(chǎng)的再分析資料，水平分辨率為2.5°×2.5°經(jīng)緯度;（3）國(guó)家氣候中心發(fā)布的全國(guó)743個(gè)代表站40年（1971-2000年）6-8月的逐日降水量實(shí)測(cè)資料。

2? 西太平洋副熱帶高壓變化特征

西太副高對(duì)東亞季風(fēng)的影響最為明顯，其西面的偏南風(fēng)引導(dǎo)海洋上的豐富水汽被輸送到大陸上，與北方冷空氣交綏，形成鋒面，造成副高西北外圍地區(qū)出現(xiàn)降水帶，南部地區(qū)出現(xiàn)高溫少雨天氣[14]。季節(jié)性的南北移動(dòng)與東部雨帶的移動(dòng)有著密切的關(guān)系。

2.1 西太平洋副熱帶高壓脊線平均位置變化

圖1是1951-2012年夏季（6-8月）平均西太副高脊線沿110-150°E平均的變化曲線。從圖中可以看出，1970年前，西太副高脊線的位置偏北，而1975-1995年西太副高脊線位置明顯偏南，9年滑動(dòng)平均曲線低于25°N（平均位置），尤其是在1983年達(dá)到近62年的最低值，進(jìn)入1995年西太副高脊線又恢復(fù)1970年的偏北狀態(tài)，在1999年和2012年達(dá)到28°N的最高值。整體來看西太副高除了有明顯的年際變化外，也有顯著地年代際變化。

2.2 西太平洋副熱帶高壓西伸脊點(diǎn)平均位置變化

從圖2來看，在1970年之前，西太副高西伸脊點(diǎn)平均位置一直偏西，9年滑動(dòng)平均低于120°E（平均位置），但進(jìn)入1975-1995年，西太副高西脊點(diǎn)的平均位置呈現(xiàn)偏東的趨勢(shì)，9年滑動(dòng)平均高于120°E ，1984年達(dá)到1951-2012年中的最大值144°E，也就是達(dá)到最東端的位置。之后到1995年，西太副高西脊點(diǎn)平均位置又回到之前的偏西狀態(tài)，在2010年進(jìn)入62年來的最小值，即最西端。

2.3 西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度指數(shù)變化

從1951-2012年夏季（6-8月）西太副高強(qiáng)度指數(shù)（圖3）來看，夏季西太副高強(qiáng)度總體呈上升趨勢(shì)，并伴有強(qiáng)烈的波動(dòng)。1986年前整體強(qiáng)度低于平均值，9年滑動(dòng)平均也在低于整體平均值，1990年之后強(qiáng)度變化幅度增大，在平均值之上波動(dòng)，尤其在2010年達(dá)到62年最大值，副高指數(shù)高達(dá)109。

3? 東亞夏季風(fēng)指數(shù)變化

圖4為1951-2011年的東亞夏季風(fēng)指數(shù)變化，從圖中我們可以看出，東亞夏季風(fēng)同樣也存在復(fù)雜的年代際變化。1951-1975年整體呈下降趨勢(shì)，但是在平均值之上逐漸下降，9年滑動(dòng)平均同樣大于0.9（平均值），在1960年達(dá)到近62年最大值1.53。而1975-2000年急速下降，在1991年達(dá)到最小值0.46。到2005年又一次大幅上升到平均值（0.9）之上，9年滑動(dòng)平均也呈上升趨勢(shì)。與圖1對(duì)比發(fā)現(xiàn)，70年代之前，東亞夏季風(fēng)較強(qiáng)，此時(shí)副高位置偏北，到80-90年代東亞夏季風(fēng)明顯減弱，副高位置也隨之偏南，進(jìn)入2000年東亞夏季風(fēng)再次增強(qiáng)，副高位置就再次呈現(xiàn)偏北趨勢(shì)。由此可以得出當(dāng)東亞季風(fēng)增強(qiáng)時(shí)，副高位置偏北，相反地，當(dāng)其減弱時(shí)，副高位置偏南[15]。

表1給出了1951-2012年夏季（6-8月）西太副高脊線和西脊點(diǎn)位置與東亞夏季風(fēng)指數(shù)的關(guān)系，從表中可以看出，50、60年代西太副高偏北偏西，此時(shí)東亞夏季風(fēng)較強(qiáng)，而在70西太副高位置則偏北偏東，東亞夏季風(fēng)此時(shí)期較弱，到80年代西太副高位置偏南偏東，而東亞夏季風(fēng)繼續(xù)減弱。進(jìn)入90年代后西太副高位置再次偏北偏西，而東亞夏季風(fēng)繼續(xù)進(jìn)入較弱階段。由此我們看出西太副高脊線、西伸脊點(diǎn)和東亞夏季風(fēng)的相互作用較為復(fù)雜，不是絕對(duì)的同增同減的關(guān)系。

4? 我國(guó)降水的年代際變化

圖5分別給出1971-2000年6月份的降水距平百分率地理分布（a）和6月份西太副高脊線、西伸脊點(diǎn)和強(qiáng)度（b）的對(duì)比圖。從圖5（a）可以看出70年代6月份華北、黃淮流域降水偏多，而長(zhǎng)江流域降水偏少。進(jìn)入80年代黃河流域降水激增，華北流域降水減少，長(zhǎng)江流域降水與70年代相比更少，90年代后長(zhǎng)江流域降水異常增多。

70年代、80年代和90年代6月份西太副高脊線的平均值分別為21.2°N、20.0°N、20.5°N;西太副高西伸脊點(diǎn)的平均值分別為120.7°E、120.6°E、112.0°E;西太副高強(qiáng)度為34.9、42.3、57.8。對(duì)比發(fā)現(xiàn)70-90年代西太副高位置稍有偏南趨勢(shì)，這造成了華北地區(qū)降水逐漸偏少，這與謝再紅[16]對(duì)華北地區(qū)降水趨勢(shì)的研究相符。而西太副高脊點(diǎn)西伸逐漸明顯，西太副高強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，因此長(zhǎng)江流域在90年代的降水持續(xù)并增強(qiáng)。

從7月份降水距平變化來看，70年代我國(guó)黃淮流域降水居多，華北地區(qū)降水偏少，長(zhǎng)江流域干旱少雨，而80年代黃淮流域和華北地區(qū)的降水均有減少，表現(xiàn)為干旱少雨，進(jìn)入90年代長(zhǎng)江流域降水多雨，華北地區(qū)的雨量也有所增加（圖6（a））。然而70-80-90年代7月份西太副高脊線的平均值分別為25.0°N、24.5°N、26.0°N;西太副高西伸脊點(diǎn)平均值分別為129.9°E、122.5°E、118.5°E;西太副高強(qiáng)度為25.1、42.2、53.8。綜合看來，1971-2000年西太副高先偏南再偏北，80年代西太副高的偏南導(dǎo)致我國(guó)華北地區(qū)與黃淮流域7月份降水在80年代減少，表現(xiàn)為干旱少雨;到90年代西太副高再次偏北導(dǎo)致這兩個(gè)地區(qū)的降水再次增多。不同的是，1971-2000年間長(zhǎng)江流域的降水逐漸增多，這是由于副高脊點(diǎn)在1971-2000年期間西伸造成的，此外西太副高強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)對(duì)其也有一定的作用。

再來看8月份，70年代-90年代東北、華北以及江淮地區(qū)整體表現(xiàn)為降水量逐漸增多，長(zhǎng)江流域亦如此。而從圖7（b）中我們看出70-90年代西太副高先偏南再偏北，但是東北與華北地區(qū)卻沒有減少的趨勢(shì)，這是因?yàn)榕c6月和7月相比，8月的西太副高處于偏北的位置，達(dá)到最北位置，直接影響了我國(guó)東北和華北降水量的多少，使其增多。長(zhǎng)江流域則由于西太副高脊點(diǎn)西伸與強(qiáng)度的增強(qiáng)則呈現(xiàn)出降水量增多的趨勢(shì)。

5? 結(jié)論

（1）西太副高對(duì)東亞夏季風(fēng)的影響較為復(fù)雜，西太副高偏北時(shí)，東亞夏季風(fēng)較強(qiáng)，西太副高偏南時(shí)，東亞夏季風(fēng)較弱;但是當(dāng)年代相比較時(shí)，西太副高、西伸脊點(diǎn)和東亞夏季風(fēng)并不是簡(jiǎn)單地同增同減的關(guān)系;

（2）從1970年開始，西太副高位置整體偏南，導(dǎo)致我國(guó)華北地區(qū)降水量減少，而到90年代西太副高逐漸偏北，華北和黃淮流域降水增加;

（3）西太副高脊點(diǎn)西伸與我國(guó)長(zhǎng)江流域的降水密切相關(guān)，逐月對(duì)比西太副高脊點(diǎn)明顯西伸時(shí)，長(zhǎng)江流域降水量增多，表現(xiàn)為潮濕多雨。

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