中國(guó)東部夏季降水分布的氣候預(yù)測(cè)分析

徐延欣

（肅南裕固族自治縣氣象局，甘肅 張掖 734400）

1 概述

我國(guó)幅員遼闊，地形復(fù)雜，夏季東部地區(qū)，降水分布很不均勻，年際變化大，對(duì)其影響的大氣環(huán)流也不盡相同。由此，以三類雨型的劃分[1-3]，集中反映了我國(guó)東部地區(qū)夏季降水的主要特點(diǎn)。

2 資料和方法

2.1 資料

選取NCEP/NCAR 再分析資料1948－2008年1-12月的500百帕月平均高度場(chǎng)資料；國(guó)家氣候中心整編6、7、8月降水量資料 （時(shí)間段：1951～2010年）；1947年1月－2010年2月NOAA延伸再建的海表面溫度資料。

2.2 方法

1）①降水距平百分率：

Ri某年夏季降水量

②總體均值的t統(tǒng)計(jì)量：

μ0為總體均值

n為樣本量

一、二、三類雨型的樣本數(shù)分別為20、17和18。通過(guò)0.01顯著性水平的t值分別為2.86，2.92，2.90，通過(guò)0.05顯著性水平的t值都為2.09，2.12，2.11。

2）①不同樣本之間的均值t統(tǒng)計(jì)量：

Ni為第i類樣本的樣本量

一、二、三類雨型的樣本數(shù)分別為20、17和18。任意兩類之間通過(guò)0.01顯著性水平的t值分別為2.73，通過(guò)0.05顯著性水平的t值都為2.01。

3 夏季降水距平百分率

3.1 夏季降水距平百分率合成

圖1為第一類雨型的合成分析，我國(guó)蒙古，為降水正距平區(qū)，偏澇。新疆北部，也為正距平區(qū)，其正變動(dòng)更為顯著。而江淮地區(qū)則為負(fù)距平區(qū)，偏旱。推測(cè)這些年份夏季梅雨降水顯著減少。華南地區(qū)為也為正距平區(qū)，偏澇，這與副高北抬，與南部的臺(tái)風(fēng)活動(dòng)有很大關(guān)系。

圖2為第二類雨型的合成分析，山東南部至江蘇北部為正距平區(qū)。上述地區(qū)的降水較歷年平均值偏大，為偏澇年份。相對(duì)的，華南地區(qū)，為降水的負(fù)距平區(qū)，這些地區(qū)降水較歷年平均值偏小，為偏旱年份。華北地區(qū)也為偏旱，但偏旱程度并不顯著，接近氣候平均值。降水如此分布的原因，是副熱帶高壓控制我國(guó)華南地區(qū)，副高北部為降水大值區(qū)。

圖1 第一類雨型夏季降水距平百分率合成圖

圖2 第二類雨型夏季降水距平百分率合成圖

圖3 第三類雨型夏季降水距平百分率合成圖

圖3為第三類雨型的合成分析，我國(guó)長(zhǎng)江流域、華南地區(qū)均為降水正距平區(qū)，這些年份降水較歷年平均值偏大，為偏澇年份。相對(duì)的，在我國(guó)華北地區(qū)，為降水負(fù)距平區(qū)，其中河北南部為降水負(fù)距平極大值區(qū)。此時(shí)海南島為偏旱地區(qū)，說(shuō)明第三類雨型是夏季東亞大氣環(huán)流異常，尤其是西太平洋副高異常偏南的產(chǎn)物。

3.2 夏季降水t檢驗(yàn)（陰影區(qū)通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)）

圖4 第一類雨型t檢驗(yàn)分布

圖5 第二類雨型t檢驗(yàn)分布

圖6 第三類雨型t檢驗(yàn)分布

圖4～6分別為三類雨型t檢驗(yàn)。由圖4～6，一、二、三類雨型的主要降水區(qū)，分別對(duì)應(yīng)t檢驗(yàn)的顯著性結(jié)果基本一致。說(shuō)明夏季不同三類雨型降水區(qū)分布均通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。

4 影響夏季降水的外部因子（海溫場(chǎng)）

圖7 第一類雨型前期12月北太平洋SSTA合成圖（單位：℃）

圖8 第二類雨型前期12月北太平洋SSTA合成圖（單位：℃）

圖9 第三類雨型前期12月北太平洋SSTA合成圖（單位：℃）

由圖7～9，赤道東太平洋海溫的偏高與偏低，影響西風(fēng)漂流區(qū)和暖池海溫的偏高與偏低，影響厄爾尼諾現(xiàn)象或者拉尼娜現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而影響我國(guó)東部地區(qū)夏季降水。當(dāng)赤道東太平洋海溫偏高時(shí)（厄爾尼諾事件），夏季中國(guó)主要雨帶位置偏南，長(zhǎng)江流域降水偏多，當(dāng)赤道東太平洋海溫偏低時(shí)，夏季中國(guó)雨帶位置偏北，長(zhǎng)江流域降水偏少；反之，赤道東太平洋海溫偏低時(shí)（拉尼娜事件），夏季中國(guó)主要雨帶位置偏北。

對(duì)夏季降水不同雨型前期冬季北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗(yàn)（單位：℃，藍(lán)、紅陰影表示通過(guò)0.05和0.01顯著性水平t檢驗(yàn)值)。

圖10 第一、二類雨型前期冬季北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗(yàn)

圖11 第一、三類雨型前期12月北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗(yàn)

圖12 第二、三類雨型前期12月北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗(yàn)

由圖10，一類雨型和二類雨型的合成差值，其海溫表明關(guān)鍵區(qū)為赤道東太平洋地區(qū)和阿留申群島地區(qū)，并且這兩個(gè)區(qū)域均通過(guò)了0.05顯著性水平的t檢驗(yàn)，某些地區(qū)通過(guò)了0.01顯著性水平的t檢驗(yàn)。其通過(guò)檢驗(yàn)的地區(qū)范圍大，顯著性水平高，認(rèn)為關(guān)鍵區(qū)域即是赤道東太平洋地區(qū)和阿留申群島地區(qū)。

由圖11，通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的地區(qū)只有東太平洋、西北太平洋、北大西洋的小部分區(qū)域，其氣象價(jià)值相對(duì)較小，認(rèn)為在該合成差值分析中，并無(wú)大范圍的顯著關(guān)鍵區(qū)。

由圖12，赤道東太平洋地區(qū)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)的地區(qū)范圍較少，而東北太平洋也就是北美西岸的海溫差值通過(guò)了0.05和0.01的顯著性檢驗(yàn)，并且通過(guò)檢驗(yàn)的范圍較大。認(rèn)為該合成差值的關(guān)鍵區(qū)在東北太平洋。

5 前期冬季大氣遙相關(guān)

由圖13，在北太平洋南北方向上阿留申低壓和北太平洋高壓存在一個(gè)類似于蹺蹺板的振蕩結(jié)構(gòu)。這一高度場(chǎng)異常與北太平洋濤動(dòng)（NPO）相似。NPO是預(yù)測(cè)我國(guó)夏季降水重要環(huán)流因子，當(dāng)冬季NPO偏強(qiáng)時(shí)，我國(guó)夏季主要多雨帶位于黃河流域及其以北地區(qū)（第一類雨型）。

圖13 第一類雨型前期冬季500hPa高度場(chǎng)距平合成圖

圖14 第二類雨型前期冬季500hPa高度場(chǎng)距平合成圖

圖15 第三類雨型前期冬季500hPa高度場(chǎng)距平合成圖

由圖14，結(jié)合南方濤動(dòng)（SO）分析NPO對(duì)我國(guó)夏季降水的影響。當(dāng)NPO強(qiáng)，SO弱時(shí)，我國(guó)夏季為北方型降水。當(dāng)NPO弱，SO強(qiáng)時(shí)，我國(guó)夏季為中間型降水，即主要多雨帶位于黃河與長(zhǎng)江之間，中心在淮河流域一帶（第二類雨型）。

由圖15，東北太平洋與美國(guó)東部的位勢(shì)高度之間存在反相關(guān)，這一分布類型類似于太平洋北美型（PNA）。但是，其通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的地區(qū)較少，只有東北太平洋與美國(guó)中部地區(qū)通過(guò)0.05顯著性水平的檢驗(yàn)，并且沒(méi)有地區(qū)通過(guò)0.01顯著性水平的檢驗(yàn)。說(shuō)明前期冬季該型的距平分布特征，對(duì)于我國(guó)南方型的降水并無(wú)良好的預(yù)報(bào)能力。

6 結(jié)論

中國(guó)東部地區(qū)夏季降水占全年降水量的比例很大，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活密切相關(guān)。

夏季東部地區(qū)，降水分布不均勻，年際變化大，對(duì)其影響的大氣環(huán)流也不盡相同。

當(dāng)赤道東太平洋海溫偏高時(shí)（厄爾尼諾事件），夏季中國(guó)主要雨帶位置偏南，長(zhǎng)江流域降水偏多，當(dāng)赤道東太平洋海溫偏低時(shí)，夏季中國(guó)雨帶位置偏北，長(zhǎng)江流域降水偏少；反之，赤道東太平洋海溫偏低時(shí)（拉尼娜事件），夏季中國(guó)主要雨帶位置偏北。

第一、二類雨型由合成差值，表明其海溫關(guān)鍵區(qū)是赤道東太平洋地區(qū)和阿留申群島地區(qū)。第二、三類雨型合成差值的關(guān)鍵區(qū)在東北太平洋。

當(dāng)前期冬季北太平洋濤動(dòng)（NPO）偏強(qiáng)時(shí)，我國(guó)夏季主要多雨帶位于黃河流域及其以北地區(qū)（第一類雨型）。

當(dāng)前期冬季北太平洋濤動(dòng)（NPO）弱，南方濤動(dòng)（SO）強(qiáng)時(shí)，我國(guó)夏季為中間型降水，即主要多雨帶位于黃河與長(zhǎng)江之間，中心在淮河流域一帶（第二類雨型）。

第三類雨型與前期大氣環(huán)流相關(guān)不明顯，但往往對(duì)應(yīng)夏季東亞大氣環(huán)流異常，尤其是西太平洋副高異常偏南。