副熱帶西風(fēng)急流的變化對我國降水分布的影響

高曉丹 李漢菁

摘要?利用1983—2011年全國各省市隨機挑選出來的氣象站點觀測的全年日降水資料和同年NCEP/NCAR月平均再分析資料，對我國南北方全年降水與同期東亞副熱帶西風(fēng)急流位置年代際變化進行了分析。

關(guān)鍵詞?東亞副熱帶西風(fēng)急流;降水;年代際變化

中圖分類號：P426.6?文獻標(biāo)識碼：A?文章編號：2095-3305（2020）03-087-02

DOI：?10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.036

東亞副熱帶西風(fēng)急流是大氣環(huán)流形勢重要組成部分，更是影響我國乃至整個亞太地區(qū)的天氣、氣候異常的重要系統(tǒng)之一。東亞副熱帶西風(fēng)急流是一條獨立環(huán)繞副熱帶地區(qū)強鋒帶，終年在東亞上空活動，常出現(xiàn)在西太平洋副熱帶高壓北部邊緣，具有明顯季節(jié)變化特征，尤其是在北半球，冬季強而穩(wěn)定，夏季弱，甚至失去環(huán)繞半球特征;冬季位置偏南，夏季偏北，過渡季節(jié)南北變化很大，并具有一定突變性。東亞副熱帶西風(fēng)急流北跳和南退是東亞大氣環(huán)流季節(jié)性突變的重要特征，影響中國天氣變化。

基于此，文中初步探討和研究了1983—2011年間東亞副熱帶西風(fēng)急流活動規(guī)律，以分析與我國降水之間存在的關(guān)系，為我國主要汛期降水預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)，更對于認識東亞地區(qū)大氣環(huán)流季節(jié)性調(diào)整、提高天氣和氣候變化預(yù)測水平具有重要意義。

1?資料與方法

文中研究的東亞副熱帶西風(fēng)急流指200?hPa高度西風(fēng)最大值區(qū)域，風(fēng)場資料選擇200?hPa層，探討西風(fēng)急流變化特征。利用NCEP/NCAR?2.5°×2.5°逐日和月平均200?hPa風(fēng)場格點再分析資料，統(tǒng)計1983—2011年范圍為60°?E～150°?E，10°?N～60°?N的全國臺站降水資料。在2.5°×2.5°網(wǎng)格上找出分析范圍內(nèi)各個經(jīng)線方向上西風(fēng)急流風(fēng)速最大值所在緯度并進行平均，得到東亞副熱帶西風(fēng)急流急流軸緯度值。以秦嶺-淮河為界限，將我國粗略劃分為南北方，不包括港澳臺地區(qū)，然后從各省中隨機選取若干站點日降水量，求取逐日和得到年降水量，將29年降水量平均求距平，評測東亞副熱帶西風(fēng)急流對我國降水影響。

2?東亞副熱帶西風(fēng)急流

2.1?東亞副熱帶西風(fēng)急流對我國整體影響

從緯度角度而言，29年間東亞副熱帶西風(fēng)急流穩(wěn)定在15°?N～45°?N，最大值在25°?N～35°?N。從經(jīng)度看，東亞副熱帶西風(fēng)急流是一個狹長風(fēng)速帶，西風(fēng)急流最大值通常在108°?E～150°?E。東亞副熱帶西風(fēng)急流整體盤踞在我國上空，我國大部分地區(qū)幾乎都在副熱帶西風(fēng)急流帶控制下，說明副熱帶西風(fēng)急流深切影響著我國天氣與氣候。近年來隨著高空探測資料質(zhì)量和數(shù)值模擬能力提高，已有不少學(xué)者對200?hPa的西風(fēng)急流進行了研究和探索，如董麗娜等[1]研究表明急流北跳使得我國東部高空強輻散中心北移至華北地區(qū)，江淮地區(qū)上空輻散顯著減弱，上升運動減弱，使得江淮梅雨結(jié)束，雨帶北移，我國東部急流北跳與梅雨結(jié)束關(guān)系密切，可作為梅雨結(jié)束的先期信號。

2.2?東亞副熱帶西風(fēng)急流軸月平均位置年代際變化特征

東亞副熱帶西風(fēng)急流具有明顯季節(jié)變化特征，其季節(jié)性南北移動是大氣環(huán)流季節(jié)轉(zhuǎn)換標(biāo)志。春末夏初東亞副熱帶西風(fēng)急流發(fā)生2次北跳，第1次北跳與南海夏季風(fēng)建立密切相關(guān)，第2次北跳與我國江淮流域梅雨開始及夏季風(fēng)在印度地區(qū)全面爆發(fā)顯著相關(guān)。此后東亞副熱帶西風(fēng)急流在7月時明顯北跳，與梅雨結(jié)束緊密聯(lián)系。

從年代際角度看急流軸變化趨勢發(fā)現(xiàn)，1—3月急流軸在這29年間均在北移，而4—5月急流軸不變，沒有南北移動趨勢，6—8月急流軸除整體北跳外，急流軸還在南移，說明急流軸整體北跳趨勢在減弱。從9月開始到12月，急流軸整體還在北移，急流軸在四季均出現(xiàn)不同程度移動，夏季出現(xiàn)南移，秋冬季北移，而春季急流軸并沒有大的移動趨勢，但是從夏秋冬季移動可看出，春季急流軸存在潛在移動跡象，而且偏北移動可能性較大。所以東亞副熱帶西風(fēng)急流雖在夏季南移，但是在急流軸北跳時改變，說明急流軸由于在秋冬季節(jié)整體北移，導(dǎo)致急流軸北跳時移動幅度減小，故而呈現(xiàn)夏季急流軸南移。

2.3?東亞副熱帶西風(fēng)急流軸年平均位置的變化特征

從圖1可以看出，1983—2011年急流軸基本無變化，維持在34.5°?N左右，其中異常偏北年份有：1984、1985和2000年，尤其是2000年達到35.5°?N;而在1992、1997和2003年急流軸都在偏南位置，但極端值并不大。因為東亞副熱帶西風(fēng)急流存在明顯北進南撤過程，僅將西風(fēng)急流一年位置進行平均使得西風(fēng)急流北進南撤特點似乎被抹殺，僅靠年平均位置似乎并不能很好反應(yīng)副熱帶西風(fēng)急流對我國影響。但從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，將29年的12個月平均后的圖顯示，東亞副熱帶西風(fēng)急流軸呈明顯北移趨勢，雖然急流軸在一年中有北跳南撤，但是最終急流軸還是向北移動，并且由于急流軸北移使得急流軸北跳幅度減小。

3?我國降水量分布情況

從圖3可以看出北方降水逐年增多，但是正距平年份遠少于負距平年份，其中降水量為正距平年份有：1989、1992、1993、1997、2002—2004年、2008和2011年，說明北方總體降水水平偏低，遠比南方更干旱。從圖4可以看出，與北方相比，南方降水量雖高于平均值的年份多，但降水量卻呈現(xiàn)下降趨勢，即使總體水平仍是正距平，但與北方降水趨勢正相反，而北方正距平年份，南方降水均為負距平，反之亦然。

對比圖3、4可以看出，南北方降水存在互補對應(yīng)關(guān)系：當(dāng)南方降水為正距平時，北方降水則是負距平;北方降水是正距平時，南方降水為負距平。從29年整體趨勢看，南方降水逐漸減少，而北方對應(yīng)降水開始增多。但從整體形勢看，北方地區(qū)降水基本游走于平均水平下，除降水異常偏高的那幾年，其余年份降水量波動幅度很小。而南方則不盡然，基本降水都高于平均水平，也符合我國南澇北旱一貫形勢。但近年來，由于東亞副熱帶西風(fēng)急流北移影響，北方開始呈現(xiàn)濕化，而南方有干燥趨勢。

4?結(jié)論與討論

4.1?結(jié)論

由以上對東亞副熱帶西風(fēng)急流年代際變化分析及我國降水量分布對比，得出以下結(jié)論：

（1）東亞副熱帶西風(fēng)急流存在南撤北跳現(xiàn)象。

（2）東亞副熱帶西風(fēng)急流軸在29年中都呈現(xiàn)北移趨勢，直接影響我國南北方降水分布：南方降水總量下降，但總體水平高于平均值，而北方降水雖增多，但低于平均水平;南北方呈現(xiàn)互補關(guān)系，當(dāng)南方為旱年時，北方則為澇年。由于急流軸南移，致使北方降水增多，南方降水減少，濕潤區(qū)相對開始變得有些干旱，而干旱區(qū)則相反。

（3）東亞副熱帶西風(fēng)急流軸北移，使我國北方降水增多，南方降水減少。由于該次研究未考慮急流軸南移的情況，故急流軸北移將會對我國降水分布造成何種影響尚不能明確。

4.2?討論

東亞副熱帶西風(fēng)急流年代際變化幅度較小，可能是由于該次研究選擇的時間段不夠長久，以及選擇的區(qū)域不夠廣闊所造成。但也可能確實變化幅度不大，如果東亞副熱帶西風(fēng)急流變化幅度大，會引起天氣與氣候的大幅變動震蕩，則對我國整體雨帶都進行調(diào)整，也許會出現(xiàn)極端天氣。

由于采用的站點資料可能存在或多或少不可避免的誤差，甚至缺失，或站點選擇不當(dāng)，雖然是隨機挑選，但也不能保證選取的站點具有代表性，都可能引起降水資料處理過程中出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致結(jié)果偏差。而且該次研究只是單純將我國區(qū)域劃分為南北，較為籠統(tǒng)寬泛，代表性并不佳，應(yīng)更為細致的進行地區(qū)劃分比較，則會獲得更加準(zhǔn)確、細致的結(jié)果。

參考文獻

[1]?董麗娜，郭品文，張福穎.初夏至盛夏東亞副熱帶西風(fēng)急流變化與江淮出梅的關(guān)系[J].大氣科學(xué)學(xué)報，2010，33（1）：74-81.

[2]?李崇銀，王作臺，林士哲，等.東亞夏季風(fēng)活動與東亞高空西風(fēng)急流位置北跳關(guān)系的研究[J].大氣科學(xué)，2004，28（5）：641-658.

責(zé)任編輯：黃艷飛