北太平洋維多利亞模態(tài)對(duì)西太平洋暖池面積和東邊界的影響研究

史良，丁瑞強(qiáng)，巢婧華

（1.蘭州理工大學(xué)理學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部，北京100875；3.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，四川成都610225）

1 前言

西 太平洋暖池（Western Pacific Warm Pool，WP）是全球大洋表層水溫最高的海域，其海表溫度常年維持在28 ℃以上，是全球大氣運(yùn)動(dòng)最主要的熱源地。該區(qū)域的海溫異常變化對(duì)全球的天氣和氣候有重要的作用[1-5]，因此對(duì)于WP 的研究一直都是大氣科學(xué)界的重要課題。通過近幾十年來的研究，學(xué)界對(duì)WP 的認(rèn)識(shí)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。例如：有學(xué)者研究了影響WP 季節(jié)變化的動(dòng)力機(jī)制，他們指出大氣季節(jié)內(nèi)振蕩（Madden-Julian Oscillation，MJO）、西太平洋短波輻射和潛熱通量、海表面風(fēng)場等是WP 季節(jié)內(nèi)變化的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)制[6-7]。同時(shí)，也有一些學(xué)者針對(duì)WP的季節(jié)變化對(duì)天氣和氣候帶來的影響展開了研究。他們認(rèn)為WP在維持暖異常狀態(tài)的同時(shí)隨季節(jié)的向東擴(kuò)展，以及暖池次表層海溫暖（冷）異常和海表面風(fēng)應(yīng)力的相互作用是導(dǎo)致厄爾尼諾與南方濤動(dòng)（El Ni?o-Southern Oscillation，ENSO）發(fā)生和發(fā)展的一個(gè)必不可少的條件[8-11]。另外，有學(xué)者分別對(duì)ENSO 不同位相時(shí)期的西太暖池重心位置及偏移也做了定量研究，指出El Ni?o 時(shí)期，西太平洋暖池重心偏東；而La Ni?a 時(shí)期，重心則偏西，其南北差異并不明顯[12]。除此之外，WP 也對(duì)中國華南前汛期降水、東亞夏季風(fēng)和副熱帶高壓有重要的影響[13-17]。

因?yàn)閃P 的季節(jié)內(nèi)變化會(huì)對(duì)天氣和氣候產(chǎn)生重要影響，那么，提供可靠的前期信號(hào)來預(yù)測西太平洋暖池面積（Western Pacific Area，WPA）的范圍變化趨勢和東邊界（Western Pacific Eastern Boundary，WPEB）位置的變化，對(duì)于政府制定相應(yīng)的預(yù)防政策就顯得格外重要。最近有研究指出，北太平洋維多利亞模態(tài)（Victoria Mode，VM）[18,19]是海洋對(duì)前冬北太平洋濤動(dòng)（North Pacific Oscillation，NPO）[20]強(qiáng)迫的海溫延遲響應(yīng)，其強(qiáng)度在北半球春季達(dá)到最大。VM 還充當(dāng)了海洋橋的作用，通過季節(jié)足跡機(jī)制（Seasonal Footprinting Mechanism，SFM）[21]、風(fēng)-蒸發(fā)-海表溫度反饋機(jī)制（Wind-Evaporation-Sea Surface Temperature，WES）[22]以及緯向風(fēng)充電機(jī)制（Trade-Wind Charging，TWC）[23]在夏季赤道中太平洋產(chǎn)生異常暖海溫，同時(shí)在西赤道太平洋激發(fā)西風(fēng)異常，進(jìn)而影響接下來冬季ENSO 的發(fā)生和發(fā)展。VM 對(duì)ENSO 的前期影響主要集中在赤道太平洋西部和中部，而中西赤道太平洋正是WP的主要區(qū)域，因此我們猜想：VM 是否會(huì)對(duì)WPA 的擴(kuò)展以及WPEB的緯向運(yùn)移產(chǎn)生影響？如果有，那具體影響過程是怎樣？造成這種影響的主要物理機(jī)制又是什么？

本文針對(duì)近69 a（1950—2018 年）VM 對(duì)WP 表層暖水（≥28.5 ℃）面積的擴(kuò)展和邊界的緯向運(yùn)移的影響進(jìn)行研究，嘗試揭示出VM 在WPA 的擴(kuò)展和WPEB 位置的變化過程中扮演的角色和所起的作用。這些結(jié)果將有助于提升人們對(duì)WP 的了解，以及對(duì)其影響的預(yù)估。

2 數(shù)據(jù)和方法

2.1 數(shù)據(jù)介紹

本文所用觀測資料時(shí)段為1950—2018 年，共69 a。主要包括以下幾部分：

（1）海表溫度資料為英國氣象局哈德萊中心（Hadley Centre）的HadISST 資料，水平分辨率為1°×1°[24]；

（2）中國科學(xué)院大氣物理研究所（Institute of Atmospheric Physics，IAP）提供的次表層海溫資料，水平分辨率為1°×1°，海溫要素在垂直高度從1～2 000 m共分41層[25]；

（3）美國大氣研究中心/美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（Nation Center for Atmospheric Research/National Centers for Environmental Prediction，NCAR/NCEP）逐月表面風(fēng)場資料，水平分辨率為2.5°×2.5°[26]。

2.2 西太平洋暖池指數(shù)

參考前人的研究，本文定義在120°E～110°W，20°S～35°N 區(qū)域范圍內(nèi)，28.5 ℃等值線所包圍的面積作為WPA（單位為：106km3）的范圍，并且在計(jì)算過程中考慮了權(quán)重因素[2,8-11,17,27]。為了避免由于季節(jié)變動(dòng)對(duì)暖池帶來的影響，本文選取赤道太平洋海域（5°S～5°N）內(nèi)各經(jīng)線上的平均SST，確定WPEB的表層經(jīng)度位置，從而計(jì)算得到WPEB 的時(shí)間序列[11]。文中計(jì)算的WPA 指數(shù)和WPEB 指數(shù)均去除長期趨勢。

圖1 所示是氣候態(tài)（1981—2010 年）WP 的季節(jié)演化過程，結(jié)果表明WP擁有明顯的季節(jié)性變化。在春季（2—4月，F(xiàn)MA，見圖1a）與冬季（11—1月，NDJ，見圖1d），WP 的空間緯向位置基本維持在15°S～10°N 之間擺動(dòng)。在經(jīng)向上，WP 春季的跨度大于冬季的跨度，WPEB 位置更偏東一些。在夏季（5—7月，MJJ，見圖1b）和秋季（8—10 月，ASO，見圖1c），WP 位置出現(xiàn)北移，經(jīng)向基本在15°S～25°N 之間，WPEB 偏西，尤其是ASO 季節(jié)。這些結(jié)論與前人的研究結(jié)果一致[2,8-11,17,24,27]。

2.3 VM指數(shù)

根據(jù)Bond 等[18]和Ding 等[19]的研究，本文采用經(jīng)驗(yàn)正交分解方法（Empirical Orthogonal Function，EOF），將北太平洋（124.5°E～100.5°W，20.5°～65.5°N）異常海表溫度分解得到前兩個(gè)模態(tài)。第一模態(tài)（EOF1）為太平洋年代際振蕩（Pacific Decadal Oscillation，PDO，見圖2a），解釋方差為24.7%，對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)（PC1）為PDO 指數(shù)（見圖2c）；第二模態(tài)（EOF2）定義為維多利亞模態(tài)（見圖2b），解釋方差為12.2%。VM 的空間結(jié)構(gòu)主要是東北-西南方向的偶極子結(jié)構(gòu)，且其對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)（PC2）定義為VM 指數(shù)（Victoria Mode Index，VMI，見圖2d）。PCs的時(shí)間序列在本文研究中均做了標(biāo)準(zhǔn)化處理。為了研究VM 對(duì)WP 的具體影響，本文將VM 事件按照FMA 3 M 的平均指數(shù)（FMA VMI）的大小進(jìn)行分類（見表1）：春季3 M 平均的VMI≥1 倍標(biāo)準(zhǔn)差的年份定義 為強(qiáng)VM 年，將0.5≤VMI＜1 和-1＜VMI≤-0.5 的年份定義為弱VM 年，-0.5＜VMI＜0.5 的年份定義為中性年。

圖1 西太平洋暖池氣候態(tài)（單位：℃，1981—2010年）的季節(jié)演化過程和WPA指數(shù)（去除長期趨勢，單位：106km3）

圖2 EOF分解北太平洋SSTA逐月資料得到的前兩個(gè)模態(tài)

表1 VM事件年分類

根據(jù)VM 事件年的分類（見表1），并結(jié)合相關(guān)分析、合成分析和線性回歸等統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析。文中采用T檢驗(yàn)法檢驗(yàn)計(jì)算得到的相關(guān)系數(shù)的顯著性，采用交叉檢驗(yàn)法（留一法）檢查建立預(yù)測線性模型的穩(wěn)定性。

3 結(jié)果分析

3.1 VM與西太平洋暖池范圍演化關(guān)系

根據(jù)表1 對(duì)VM 事件的分類，將SST 再分析資料進(jìn)行合成分析，結(jié)果如圖3 所示。正位相且強(qiáng)度較強(qiáng)的VM 發(fā)生時(shí)，F(xiàn)MA 時(shí)期WP 范圍相對(duì)同期氣候態(tài)偏小；隨著季節(jié)的演化，WP 的范圍逐漸擴(kuò)大且大于同期氣候態(tài)的情況，并在ASO 時(shí)期范圍達(dá)到最大，同時(shí)WPEB 緯向運(yùn)移到140°W 附近；冬季（10—12 月，OND；12—2 月，DJF）WP 范圍相較ASO 開始逐漸縮小，但依舊大于同期氣候態(tài)的范圍。相反，負(fù)位相且強(qiáng)度較強(qiáng)的VM 發(fā)生時(shí)，F(xiàn)MA 時(shí)期WP 的范圍大于同期氣候態(tài)情況，但隨著季節(jié)演化，WP 的范圍相比同期氣候態(tài)范圍都偏小，WPEB 的位置跟同期氣候態(tài)相比更偏西。

為了進(jìn)一步了解VM 事件對(duì)WP 范圍擴(kuò)展和WPEB 緯向運(yùn)移的影響，圖4 給出了不同VM 事件發(fā)生情況下，西太平洋次表層海溫緯向平均（5°S～5°N）后合成分析得到的結(jié)果。結(jié)果表明：強(qiáng)的正位相VM 事件發(fā)生時(shí)，F(xiàn)MA 期間28.5 ℃等溫線在145°～170°E 范圍內(nèi)低于同期氣候態(tài)的深度，也就是說其范圍較氣候態(tài)偏大；但隨著季節(jié)的演化，28.5 ℃等溫線在西太平洋逐漸開始抬升，同時(shí)向東運(yùn)移，在OND 東移范圍達(dá)到最大，至160°W 附近；之后，28.5 ℃等溫線在DJF開始回撤，向西傳輸。反之，強(qiáng)的負(fù)位相VM 發(fā)生時(shí)，F(xiàn)MA 時(shí)期28.5 ℃等溫線在西太平洋深層位置相對(duì)于同期氣候態(tài)的情況偏深，東側(cè)等溫線與同期氣候態(tài)位置基本一致；隨著季節(jié)演化，西太平洋深層位置的28.5 ℃等溫線開始下沉，深度低于同期氣候態(tài)的情況，其東邊界也隨著西側(cè)等溫線的下沉開始逐漸向西運(yùn)移，并在ASO 范圍達(dá)到最大，之后開始逐漸縮小?；谏鲜龇治觯覀儼l(fā)現(xiàn)WP 對(duì)不同情況下的VM 有不同的響應(yīng)；且WP 的響應(yīng)擁有不對(duì)稱性的關(guān)系。以上分析只介紹了VM 強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)WP 的變化特征，本文同時(shí)也分析了在VM 事件強(qiáng)度較弱和中性時(shí)WP 范圍和WPEB 變化特征，這里并未用圖說明，詳細(xì)內(nèi)容在章節(jié)3.2中介紹。

3.2 不同強(qiáng)度的VM對(duì)WPA和WPEB的影響

上述合成分析結(jié)果表明，WP 的范圍和WPEB的位置對(duì)不同強(qiáng)度和位相的VM 事件會(huì)產(chǎn)生不同的響應(yīng)。為了量化分析WP 不同的響應(yīng)程度，我們將FMA VMI 和WPA/WPEB 3M 的滑動(dòng)平均指數(shù)進(jìn)行了滑動(dòng)相關(guān)分析。圖5可以看出，F(xiàn)MA VMI與WPA指數(shù)在FMA 有負(fù)相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)并不高，這與圖3 得到的同期范圍相對(duì)于氣候態(tài)偏小的結(jié)果一致。從AMJ 開始，兩個(gè)序列的相關(guān)關(guān)系逐漸增強(qiáng)（R=0.21，90%的顯著性水平），這種相關(guān)關(guān)系隨著超前時(shí)間的前移，一直處于增強(qiáng)階段，在DJF（+1）前基本處于0.4以上（99%顯著性水平）；到次年FMA、AMJ時(shí)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到最高（R=0.53；99%顯著性水平），且這種強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系可以持續(xù)到次年ASO（R=0.35，99%顯著性水平）。另外，VM 與WPEB 也擁有很強(qiáng)的超前相關(guān)關(guān)系，這種高的相關(guān)關(guān)系可以從JJA（0）一直持續(xù)到JJA（+1），且相關(guān)關(guān)系在此期間均超過99%顯著性水平。同時(shí)，F(xiàn)MA VMI與WPEB的相關(guān)系數(shù)高于FMA VMI與WPA的相關(guān)系數(shù)。值得注意的是，F(xiàn)MA VMI 與WPEB 的相關(guān)在DJF 和JFM 期間達(dá)到最大（R=0.57，99%的顯著性水平），達(dá)到最高的相關(guān)時(shí)間超前VM 與WPA 一個(gè)季度左右。因此我們可以得出結(jié)論，從FMA VMI與WPEB的位置關(guān)系可以超前一個(gè)季度判斷WPA 范圍變化趨勢。這些結(jié)果進(jìn)一步證明了圖1 和圖2 中分析得到的結(jié)果的正確性。這種超前的相關(guān)關(guān)系表明，可 以 通過FMA VMI 提前3～10 M 對(duì)WPA/WPEB的變化趨勢進(jìn)行有效預(yù)測（詳見3.4節(jié)），而對(duì)WPA 大小的有效預(yù)測將會(huì)為因WPA 變化而導(dǎo)致的影響的預(yù)估提供理論依據(jù)。另外，因?yàn)閂M 與WPEB 的峰值相關(guān)關(guān)系超前VM 與WPA 的峰值相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性更高，因此也可以通過VM 與WPEB 的關(guān)系更早地判斷WPA 范圍擴(kuò)展的變化情況。

圖5 FMA VMI與WPA/WPEB 3M平均指數(shù)滑動(dòng)相關(guān)的相關(guān)系數(shù)（橫虛線分別代表90%和99%的顯著性水平）

為了更詳細(xì)的了解不同情況下VM 對(duì)WP 和WPEB 的影響的不對(duì)稱性，我們對(duì)VM 不同強(qiáng)度和位相情況下，WPA 和WPEB 去除長期趨勢后的指數(shù)變化進(jìn)行了3 M的滑動(dòng)平均并進(jìn)行比較。結(jié)果顯示在強(qiáng)VM 事件下（見圖6a），VM 正位相時(shí)，WPA 在4月后出現(xiàn)正異常，即大于同期氣候態(tài)的面積水平；隨著季節(jié)的變化，WPA 在處于正異常的同時(shí)一直增長，并在季節(jié)ASO 達(dá)到異常最大（7.58×106km2）；之后開始慢慢縮減，到冬季DJF（+1），出現(xiàn)大約2 M的負(fù)異常（即：小于同期氣候態(tài)的面積水平）之后，重新回到正異常。而在VM 負(fù)位相時(shí)，WPA 在季節(jié)AMJ—SON（9—11 月）期間，面積大于同期氣候態(tài)，之后便開始減小，在次年FMA時(shí)，異?？s減至最小值（-3.51×106km2）。我們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)VM 事件強(qiáng)度為弱時(shí)（見圖6b），在北半球的夏季和秋季，WPA異常在VM 暖位相時(shí)（2.93×106km2）小于VM 冷位相（3.62×106km2）；而在春季和冬季W(wǎng)PA 的異常值為暖位相大于冷位相（見圖6b）。在VM 強(qiáng)度為中性時(shí)（見圖6c），WPA的異常值變化相對(duì)不大。不過值得注意的是，在VM 強(qiáng)度較弱和中性時(shí)，WPA 異常值的演化趨勢基本保持一致。

圖6d—f 分別表示了不同VM 強(qiáng)度和位相情況下WPEB 的經(jīng)度位置。從圖6d中可以看出，正位相且強(qiáng)度較強(qiáng)的VM 年發(fā)生時(shí)，WPEB 的位置除了在JJA—ASO 期間出現(xiàn)相對(duì)西傳的現(xiàn)象之外，其余季節(jié)均處于東傳，并在FMA（+1）時(shí)可以向東運(yùn)移到150°W。VM 負(fù)位相時(shí)，WPEB 的運(yùn)移與正位相時(shí)相反并顯示出不對(duì)稱性，在DJF（+1）向西運(yùn)移到175°W，之后開始東傳。值得注意的是，在弱VM 事件情況下（見圖6e），WPEB 的位置在VM 負(fù)位相時(shí)較VM 正位相更偏東。VM 強(qiáng)度為中性時(shí)，WPEB 的位置在VM正位相時(shí)緯向運(yùn)移的范圍（163°～150°E）比VM 負(fù)位相時(shí)（167°～140°E）偏小。但這兩種情況下WPEB 隨季節(jié)變化的趨勢基本保持一致，WPEB 的位置變化也與WPA 的變化相一致。本文只分析VM 對(duì)WPA 和WPEB 的影響結(jié)果，而造成WPEB 緯向運(yùn)移不對(duì)稱性的原因?qū)?huì)在后續(xù)的工作中進(jìn)行研究，這里不做討論。

3.3 VM影響WP的機(jī)制探討

不同強(qiáng)度和不同位相的VM 模態(tài)會(huì)對(duì)WPA 的擴(kuò)展和WPEB 的緯向運(yùn)移產(chǎn)生不同的影響，而這種不同的影響導(dǎo)致的氣候變化和異常也會(huì)不同。接下來我們通過FMA VMI、SST 以及表面風(fēng)場異常值的3M 平均數(shù)據(jù)的超前滯后空間相關(guān)來分析產(chǎn)生這種結(jié)果的原因。圖7 顯示，F(xiàn)MA VMI 與WP 區(qū)域前冬OND（-1）表面異常海溫（Sea Surface Temperature Anomaly，SSTA）有明顯的正相關(guān)關(guān)系，這種正相關(guān)范圍在AMJ（0）時(shí)覆蓋整個(gè)中赤道太平洋。而這種正相關(guān)表明VM 會(huì)使此處產(chǎn)生異常暖海溫，進(jìn)而加深赤道SST 緯向梯度，增強(qiáng)緯向風(fēng)應(yīng)力異常，從而加強(qiáng)對(duì)流，推動(dòng)WP 擴(kuò)展。隨著海溫的季節(jié)演化，由于異常暖海溫向東傳播，西太平洋產(chǎn)生異常冷海溫，進(jìn)一步增強(qiáng)這種海溫梯度的正反饋?zhàn)饔?，從而使WPA范圍繼續(xù)擴(kuò)大，而WPEB更加?xùn)|移。最終導(dǎo)致接下來的冬季DJF（+1）產(chǎn)生El Ni?o 事件。同樣我們從春季VMI 與表面風(fēng)場的空間相關(guān)也可以得出同樣的結(jié)果，春季VM 會(huì)在前冬DJF（0）的WP 區(qū)域引起緯向異常西風(fēng)，而這種緯向異常西風(fēng)的產(chǎn)生又會(huì)增強(qiáng)赤道東傳Kelvin波，提高Bjeknes正反饋[28]的作用，進(jìn)一步促進(jìn)表層異常暖水向東傳播，使WP范圍擴(kuò)大，東邊界向東運(yùn)移。

為了進(jìn)一步了解VM 對(duì)WPA 范圍擴(kuò)展和WPEB緯向運(yùn)移的機(jī)制，將春季的VMI與緯向（5°S～5°N）平均之后的次表層異常海溫做了3 M滑動(dòng)相關(guān)分析，如圖8 所示。從圖中我們可以看到，前冬OND（-1）時(shí)兩者在西太平洋次表層有明顯的正相關(guān)；在FMA 時(shí)這種正相關(guān)隨著季節(jié)演化由弱變強(qiáng)，范圍也由深層擴(kuò)展到表層。在赤道表層異常風(fēng)應(yīng)力的作用下，西太平洋溫躍層抬升，暖水沿著溫躍層移動(dòng)，由次表層海溫逐漸向表層傳播，這種次表層異常暖水由深層向表層傳輸?shù)某潆娺^程[29]，進(jìn)一步增加了WPA范圍的擴(kuò)大和WPEB在緯向東移，從而為形成El Ni?o 提供良好的條件。因此，VM 影響WPA 范圍的擴(kuò)展和WPEB 的緯向運(yùn)移主要分兩個(gè)方面：（1）春季VM 會(huì)影響西赤道太平洋緯向風(fēng)應(yīng)力，從而產(chǎn)生異常西風(fēng)，并通過季節(jié)足跡機(jī)制在夏季使赤道中太平洋產(chǎn)生異常暖海溫，增加緯向SST梯度，促進(jìn)暖水隨著海洋Kelvin 波向東傳播，進(jìn)而使WPA 范圍擴(kuò)大和WPEB 東移；（2）春季VM 會(huì)促進(jìn)西太平洋次表層暖水隨著季節(jié)的演化由次表層傳向表層，從而使太平洋表層海溫升高，增加WPA范圍，并使WPEB更加向東運(yùn)移。

3.4 預(yù)測模型

上述分析得到FMA VMI 與MAM（+1，3—5月）WPA 指數(shù)以及JFM（+1，1—3月）WPEB 指數(shù)都有很好的相關(guān)關(guān)系。考慮到這種緊密相關(guān)關(guān)系，本節(jié)通過利用FMA VMI 建立線性回歸統(tǒng)計(jì)模型來對(duì)MAM（+1）WPA 和JFM（+1）WPEB 指數(shù)進(jìn)行預(yù)測，具體如下：

式中：a1、a2分別是最小二乘法系數(shù)。為了檢驗(yàn)上述兩個(gè)預(yù)測模型的預(yù)測技巧，我們分別將模型回報(bào)與預(yù)測的結(jié)果同觀測值進(jìn)行相關(guān)分析。其中模型（1）用FMA VMI 建模的回報(bào)和預(yù)測MAM（+1）WPA 指數(shù)與觀測值的相關(guān)系數(shù)分別為0.52 和0.59，且都通過99%的顯著性水平檢驗(yàn)（見圖9a），表明模型具有比較高的預(yù)測技巧。同樣，模型（2）的回歸和預(yù)測JFM（+1）WPEB 指數(shù)與觀測值的相關(guān)系數(shù)分別為0.57 和0.59，且都通過99%的顯著性水平檢驗(yàn)（見圖9b）。這些都證明我們建立的預(yù)測模型能夠超前1 a左右對(duì)WPA和WPEB的變化趨勢進(jìn)行預(yù)測并擁有很好的預(yù)測技巧。

圖7 去除前冬DJF（-1）平均的Ni?o34指數(shù)的FMA（0）VMI分別與3M平均的SST（填色）和U/V風(fēng)場（矢量圖）的超前滯后的相關(guān)空間圖（超過95%的顯著性水平檢驗(yàn)）

圖8 去除前冬DJF（-1）平均的Ni?o34指數(shù)的春季FMA（0）平均VM指數(shù)分別與3M平均的次表層海溫

圖9 FMA VMI線性回歸統(tǒng)計(jì)模型指數(shù)預(yù)測的時(shí)間序列（回歸建模時(shí)間段為1950—2000年，

圖10 用FMA VMI（0）指數(shù)進(jìn)行交叉檢驗(yàn)回報(bào)指數(shù)與觀測時(shí)間序列（***代表通過99%的顯著性檢驗(yàn)水平）

我們采用了交叉檢驗(yàn)法（留一法）對(duì)模型的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果顯示（見圖10），用FMA VMI進(jìn)行交叉檢驗(yàn)后的指數(shù)與WPA 和WPEB 的觀測值的相關(guān)系數(shù)分別為0.58 和0.57，且都通過99%的顯著性檢驗(yàn)水平。這些結(jié)果表明本文建立的預(yù)測模型具有很好的穩(wěn)定性，對(duì)氣象學(xué)界針對(duì)WPA 和WPEB的預(yù)測有很好的幫助。

4 結(jié)論

本文利用1950—2018 年HadISST 資料和IAP次表層海溫資料，分析了不同強(qiáng)度和不同位相的VM 對(duì)WPA 范圍的擴(kuò)展和WPEB 緯向運(yùn)移的影響。結(jié)果表明：

（1）VM 對(duì)WPA 的擴(kuò)展和WPEB 的東移在AMJ（0）—AMJ（+1）都有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，并在MAM（+1）相關(guān)達(dá)到最高。對(duì)WPEB 的影響主要是緯向運(yùn)移，而非經(jīng)向擺動(dòng)。

（2）VM 與WPEB 的峰值相關(guān)系數(shù)在數(shù)值上高于VM 與WPA 的峰值相關(guān)系數(shù)，且VM 與WPEB 相關(guān)系數(shù)的峰值時(shí)間超前VM 與WPA 相關(guān)系數(shù)的峰值一個(gè)季度左右。因此，通過VM 與WPEB 的關(guān)系可以進(jìn)一步預(yù)測WPA范圍變化的趨勢。

（3）隨著VM 位相和強(qiáng)度的變化，其對(duì)WPA 和WPEB 的影響擁有不對(duì)稱性。當(dāng)VM 處于正位相且強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，對(duì)WPA 范圍的擴(kuò)展有明顯的促進(jìn)作用，并在ASO 達(dá)到面積最大，同時(shí)對(duì)WPEB 的東移有正反饋的作用；當(dāng)VM 處于正位相但強(qiáng)度較弱或中性狀態(tài)時(shí)，WPA 和WPEB 的演化特征與氣候態(tài)的情況保持一致。反之，當(dāng)VM 處于負(fù)位相且強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，會(huì)抑制WPEB 向東擴(kuò)展而反向運(yùn)移，從而導(dǎo)致暖池面積小于同期氣候態(tài)的情況；當(dāng)VM 處于負(fù)位相但強(qiáng)度較弱或中性狀態(tài)時(shí)，對(duì)WPA 面積和WPEB 緯向擴(kuò)展影響不明顯，但相較VM 正位相時(shí)，WPA范圍略大、WPEB位置偏東。

（4）VM 可以通過引起赤道中太平洋異常暖海溫和西赤道太平洋異常西風(fēng)、加大赤道SST 梯度、增強(qiáng)赤道對(duì)流、促進(jìn)Bjeknes正反饋，從而使WPA范圍擴(kuò)大，WPEB位置東移。

（5）通 過FMA VMI 指 數(shù) 建 立 的 對(duì)WPA 和WPEB 的預(yù)測模型具有很好的穩(wěn)定性和高相關(guān)性，同時(shí)還可以提前1 a 左右對(duì)這兩個(gè)變量的變化趨勢進(jìn)行有效預(yù)測。