MJO變化對(duì)云南主汛期降水的影響

羅冬莉　趙爾旭

【摘 要】使用云南省1979—2013年125站汛期降水和熱帶季節(jié)內(nèi)振蕩（MJO）活動(dòng)指數(shù)為研究資料，對(duì)強(qiáng)MJO事件中的8個(gè)位相所對(duì)應(yīng)的降水場(chǎng)、對(duì)流場(chǎng)、水平風(fēng)場(chǎng)等分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)合成，分析MJO活動(dòng)變化對(duì)云南主汛期（6～8月）降水的影響。結(jié)果表明：①主汛期MJO的強(qiáng)度變化與云南降水量有明顯的正相關(guān)性。②主汛期內(nèi)MJO活動(dòng)在多數(shù)位相時(shí)，云南降水為正距平。受冷暖空氣交匯的配合影響，MJO活動(dòng)在第六位相時(shí)云南降水正距平最大，第四位相次之;出現(xiàn)降水負(fù)距平對(duì)應(yīng)有3個(gè)MJO活動(dòng)位相：第二、第五和第七位相，尤其MJO處于第五位相時(shí)，因受干燥的偏北氣流控制，云南降水負(fù)距平最大。③從MJO各個(gè)位相和風(fēng)場(chǎng)的合成來(lái)看，出現(xiàn)降水正距平的都與熱帶對(duì)流北傳影響云南有關(guān)。

【關(guān)鍵詞】MJO;云南;主汛期降水

【中圖分類號(hào)】P434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）08-0092-03

0 引言

過(guò)去的研究表明，MJO對(duì)全球的氣候異常變化有著重要的影響，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，大氣季節(jié)內(nèi)振蕩，尤其是熱帶大氣季節(jié)內(nèi)振蕩一直是大氣科學(xué)研究的國(guó)際前沿之一，其研究結(jié)果對(duì)于提高和改進(jìn)數(shù)值天氣和短期氣候預(yù)報(bào)具有重要意義。

云南雨季降水占整個(gè)云南省年降水的80%以上，其中主汛期（6-8月）的降水最多，主汛期的降水決定了云南一年降雨量的多寡，因此研究影響云南主汛期降水變異的因素具有重要意義。李汀等人[1]分析了云南主汛期（6～8月）季節(jié)內(nèi)振蕩（ISO）的活動(dòng)特征及傳播的年際差異，著重分析云南主汛期的ISO活躍年熱帶印度洋ISO向云南傳播的兩條路徑及兩個(gè)亞洲季風(fēng)系統(tǒng)ISO分別對(duì)云南主汛期ISO的影響。李汀等人[2]分析了對(duì)應(yīng)低頻的對(duì)流場(chǎng)、環(huán)流場(chǎng)及降水的異常特征，熱帶印度洋大尺度振蕩MJO影響云南主汛期ISO及降水的情況。但是，有關(guān)MJO活動(dòng)對(duì)云南雨季降水影響的物理機(jī)制和過(guò)程的研究還很少見(jiàn)，對(duì)于云南雨季開(kāi)始、結(jié)束及降水的多寡發(fā)生的原因和物理機(jī)制目前還不是很清楚，而云南雨季降水的多少直接關(guān)系到云南氣候干旱的持續(xù)時(shí)間及影響范圍。根據(jù)MJO季節(jié)內(nèi)持續(xù)性異常分析云南雨季開(kāi)始、結(jié)束及降水多少的物理成因，對(duì)提高云南干旱等極端氣候事件的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)能力有積極作用，還能為極端氣候干旱事件的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為云南短期降水預(yù)報(bào)提供方法和預(yù)報(bào)理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，本文主要分析6～8月MJO強(qiáng)度變化及其不同位相活動(dòng)的情況，以及與云南主汛期降水的影響關(guān)系。

1 資料與方法

使用1979—2013年云南省125站日降水資料;1979—2013年的NCEP數(shù)據(jù)集;Wheeler和Hendon[3]提出的描述MJO觀測(cè)事實(shí)的逐日獨(dú)立指數(shù)RMM（All-Season Real-Time Multivariate MJO Index，即全年實(shí)時(shí)多變量MJO指數(shù)），含RMM1、RMM2、MJO振幅和位相等。將■≥0.9時(shí)定義為強(qiáng)MJO[4]。本文主要采用統(tǒng)計(jì)合成的分析方法對(duì)強(qiáng)MJO事件在不同位相上的變化情況及其對(duì)云南主汛期（6～8月）降水的影響進(jìn)行分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 6～8月MJO強(qiáng)度的變化對(duì)云南主汛期降水的影響

圖1是1979—2013年云南6～8月平均降水距平與1979—2013年6～8月平均MJO強(qiáng)度指數(shù)距平對(duì)比圖。從圖1中可見(jiàn)，主汛期的MJO強(qiáng)度指數(shù)與云南主汛期的降水有一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.29，達(dá)到了90%的顯著性水平，說(shuō)明6～8月的MJO強(qiáng)度指數(shù)大，則云南主汛期的降水多，6～8月的MJO強(qiáng)度指數(shù)小，則云南主汛期的降水少。

MJO是熱帶地區(qū)的對(duì)流活動(dòng)，云南處于低緯高原。圖1說(shuō)明MJO的強(qiáng)度變化對(duì)云南降水有影響。但是為什么MJO平均強(qiáng)度與云南降水兩個(gè)系列的相關(guān)顯著性水平不是很高呢？考慮到MJO的變化包括強(qiáng)度的變化及位相的變化，有必要研究MJO的位相變化對(duì)云南降水的影響。

2.2 6～8月MJO不同位相的活動(dòng)對(duì)云南主汛期降水的影響

為表現(xiàn)MJO活動(dòng)中心位置與云南主汛期降水量的關(guān)系，計(jì)算出云南主汛期測(cè)站日平均降水距平百分率，與MJO的1～8位相進(jìn)行合成（如圖2所示）。從圖2中可見(jiàn)，在云南主汛期時(shí)，MJO活動(dòng)中心處于第二、第五及第七位相時(shí)，云南主汛期測(cè)站降水距平為負(fù)，說(shuō)明此時(shí)云南降水較常年同期偏少，特別是MJO活動(dòng)中心處于第五位相時(shí)，云南測(cè)站降水的負(fù)距平百分率最大，達(dá)到-7.8%，MJO活動(dòng)中心處于第七位相時(shí)，云南測(cè)站降水的負(fù)距平百分率次之，為-5.7%。從整個(gè)云南主汛期的降水情況與強(qiáng)MJO活動(dòng)中心位相關(guān)系來(lái)看，MJO大多數(shù)位相以正距平為主;MJO中心在第三、第四、第六位相時(shí)，云南主汛期降水均處于較明顯的正距平，特別是當(dāng)MJO活動(dòng)中心處于第六位相時(shí)，降水正距平百分率最大，達(dá)到了13.8%。圖2說(shuō)明云南主汛期降水比較明顯，水汽條件較好，容易造成降水。

2.3 主汛期MJO不同位相對(duì)應(yīng)的大尺度環(huán)流背景

下面對(duì)MJO不同位相影響熱帶及副熱帶地區(qū)的大尺度環(huán)流背景進(jìn)行研究。分析1979—2013年6～8月850 hPa風(fēng)場(chǎng)距平在MJO的1～8位相上的合成（如圖3所示）。

MJO中心在第一位相時(shí)，孟加拉灣地區(qū)的弱反氣旋環(huán)流雖然阻攔了西南氣流向北的輸送，但是副熱帶高壓邊緣的東南氣流仍然較強(qiáng)，風(fēng)速較大，向云南地區(qū)輸送水汽，所以此時(shí)云南的降水仍較明顯。當(dāng)MJO中心在第二位相時(shí)，孟加拉灣地區(qū)仍受異常反氣旋控制，并且反氣旋環(huán)有所北抬，控制了滇西南地區(qū)，不利于該地區(qū)產(chǎn)生降水;云南的其他地區(qū)主要受副高外圍的東南氣流影響，但此時(shí)東南氣流已減弱，輸送到云南的水汽減少，主要對(duì)滇東南部地區(qū)的降水有貢獻(xiàn)，所以云南的降水也體現(xiàn)為較弱的負(fù)距平形態(tài)。MJO到達(dá)第三位相時(shí)，位于孟加拉灣的反氣旋環(huán)流減弱消失，副熱帶高壓外圍的東南氣流加強(qiáng)，向云南輸送南海的水汽由此也加強(qiáng)，云南地區(qū)主要受東南水汽的影響，降水增大。當(dāng)MJO中心在第四位相時(shí)，孟加拉灣主要為熱帶氣旋所控制，氣旋前部的西南環(huán)流可以影響到云南，這時(shí)對(duì)于云南地區(qū)既有西南水汽的輸送，也有來(lái)自北方的冷空氣輸入，有助于云南此時(shí)出現(xiàn)明顯的降水。MJO中心在第五位相時(shí)，東移的氣旋移到了中南半島和南海西部，而西部的氣旋位于印度次大陸，云南此時(shí)正好處于兩個(gè)氣旋環(huán)流之間，受到下沉偏北氣流的控制，來(lái)自孟加拉灣地區(qū)的西南氣流中斷，不利于云南發(fā)生大范圍降水。MJO處在第六位相時(shí)，南海地區(qū)的氣旋環(huán)流維持，氣旋外圍影響云南的仍是西北氣流，但此時(shí)原來(lái)位于孟加拉灣地區(qū)的氣旋在繼續(xù)向東移的過(guò)程中同時(shí)也向北移動(dòng)，氣旋移到了印度次大陸的西北部地區(qū)，氣旋前部的西南氣流開(kāi)始活躍，向云南輸送水汽，正好在云南形成冷暖氣流的交匯，所以MJO此位相時(shí)，云南主汛期的降水最明顯。MJO中心在第七位相時(shí)，云南地區(qū)主要受弱的偏西氣流控制，不利于出現(xiàn)降水。MJO中心在第八位相時(shí)，云南地區(qū)主要受繼續(xù)北抬的南海地區(qū)氣旋外圍的偏北氣流控制，此時(shí)云南地區(qū)仍有弱對(duì)流發(fā)展，是否是因?yàn)槟虾５貐^(qū)氣旋的位置已經(jīng)抬高到30°N左右，于是從氣旋邊緣輸送的偏北氣流也比較潮濕，有利于云南地區(qū)發(fā)生對(duì)流，這個(gè)問(wèn)題有待討論。

3 結(jié)論

通過(guò)MJO的變化對(duì)云南主汛期降水影響的研究得出如下結(jié)論：①主汛期時(shí)，MJO變化的強(qiáng)度與云南的降水有較明顯的正相關(guān)性，MJO強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，云南的降水多，MJO強(qiáng)度較弱時(shí)，云南的降水少。②在不同的MJO活動(dòng)位相時(shí)，云南主汛期降水以正距平偏多。受冷暖空氣交匯的影響，第六位相正距平最大，第四位相次之;負(fù)距平有三個(gè)位相，分別是第二位相、第五位相及第七位相，處于第五位相時(shí)，受干燥的偏北氣流控制，此時(shí)的云南降水負(fù)距平最大。③從風(fēng)場(chǎng)的MJO的8個(gè)位相合成來(lái)看，出現(xiàn)降水正距平的都以熱帶對(duì)流的北傳影響云南有關(guān)，當(dāng)MJO處在第六位相時(shí)，熱帶對(duì)流較強(qiáng)烈，西南氣流活躍，并配合水平風(fēng)場(chǎng)的偏北氣流，在云南形成明顯的輻合，造成云南的較強(qiáng)降水。當(dāng)MJO處于第五位相時(shí)，熱帶對(duì)流向北的傳遞暫時(shí)中斷，沒(méi)有有效的水汽到達(dá)云南，并且云南正處于干燥的下沉氣流控制中，所以云南的降水較少。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李汀，琚建華.亞洲夏季風(fēng)季節(jié)內(nèi)振蕩對(duì)云南主汛期降水的影響Ⅰ：云南主汛期季節(jié)內(nèi)振蕩特征及其傳播過(guò)程[J].高原氣象，2013，32（3）：617-625.

[2]李汀，琚建華.亞洲夏季風(fēng)季節(jié)內(nèi)振蕩對(duì)云南主汛期降水的影響Ⅱ：云南主汛期季節(jié)內(nèi)振蕩活動(dòng)過(guò)程及其對(duì)MJO活動(dòng)的響應(yīng)[J].高原氣象，2013，32（3）：626-634.

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