鮑媛媛

國(guó)家氣象中心，北京 100081

1 引言

我國(guó)屬于典型而又復(fù)雜的季風(fēng)氣候，季風(fēng)異常是暴雨洪澇和高溫干旱等災(zāi)害性天氣的重要原因。大量的研究表明，海陸熱力差異作為驅(qū)動(dòng)季風(fēng)的根本因素在季風(fēng)建立和維持中起著至關(guān)重要的作用（Li et al., 2017; 丁一匯等, 2018），青藏高原作為一個(gè)巨大的抬升熱源對(duì)亞洲季風(fēng)有重要影響（Duan et al.,2013; Wu et al., 2015; 吳國(guó)雄等, 2018;姚秀萍等, 2019; 張鎮(zhèn)宏等, 2019），而青藏高原雪蓋是影響其熱力強(qiáng)度的關(guān)鍵因素（朱玉祥等, 2009;Bao et al., 2010; 段安民等, 2018）。此外，ENSO循環(huán)作為海氣相互作用的強(qiáng)信號(hào)對(duì)季風(fēng)環(huán)流和中國(guó)天氣氣候異常也起著極其重要的作用（Weng et al.,2011; Kitoh, 2017; 宗海鋒, 2017; 薛峰等, 2018;Shan et al.,2018; Zhang et al., 2018; 張宏杰等, 2018;唐顥蘇等, 2019）。上述研究為我國(guó)夏季旱澇氣候預(yù)測(cè)提供了重要理論依據(jù)。但截至目前，大多研究是針對(duì)氣候預(yù)測(cè)需要，采用氣候?qū)W統(tǒng)計(jì)方法在年際差異分析的基礎(chǔ)上對(duì)某一主要因素的分析或者敏感試驗(yàn)，且研究方向多為“氣候因子”對(duì)后期環(huán)流和旱澇事件的遙相關(guān)影響分析。

雖然西北太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱副高）、南亞高壓、西南季風(fēng)等季風(fēng)環(huán)流成員作為我國(guó)夏季天氣變化的直接影響系統(tǒng)，每一個(gè)中短期預(yù)報(bào)員每天都要面對(duì)，但對(duì)許多預(yù)報(bào)員而言，季風(fēng)仍然是一個(gè)氣候概念，極少有人去分析青藏高原熱力作用、ENSO 等“氣候因子”對(duì)具體天氣過(guò)程的影響。近年來(lái)，10～30 天延伸期天氣預(yù)報(bào)或次季度預(yù)報(bào)已成為國(guó)際氣象科學(xué)研究新熱點(diǎn)領(lǐng)域。新興的延伸期預(yù)報(bào)或次季度預(yù)報(bào)在時(shí)效上介于中期預(yù)報(bào)和短期氣候預(yù)測(cè)之間，氣候因子對(duì)大氣環(huán)流的影響相對(duì)于中期預(yù)報(bào)更為重要。但長(zhǎng)期以來(lái)氣候預(yù)測(cè)和中短期預(yù)報(bào)分屬不同業(yè)務(wù)體系，造成天氣學(xué)與氣候?qū)W相融合的延伸期天氣過(guò)程機(jī)理研究嚴(yán)重缺乏，因而影響了預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)發(fā)展。

1997～1998 年，赤道東太平洋發(fā)生了一次超強(qiáng)厄爾尼諾事件。大量研究揭示了該事件對(duì)夏季長(zhǎng)江全流域性大洪水和嫩江、松花江流域特大洪澇災(zāi)害的影響（李維京, 1999; 陳烈庭, 2001; 王欽等,2012）。2014～2016 年，赤道中東太平洋發(fā)生了一次1951 年以來(lái)強(qiáng)度最強(qiáng)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的厄爾尼諾事件，峰值強(qiáng)度超過(guò)1997～1998 年（袁媛等,2016; 翟盤茂等, 2016）。國(guó)家氣候中心在2016 年3 月基于該事件預(yù)測(cè)了汛期長(zhǎng)江流域異常多雨。汛期來(lái)臨前，國(guó)家氣象中心（中央氣象臺(tái)）多次組織學(xué)術(shù)交流和中期延伸期預(yù)報(bào)會(huì)商，與1998 年進(jìn)行對(duì)比。實(shí)況表明，2016 年長(zhǎng)江中下游確實(shí)出現(xiàn)了異常強(qiáng)降雨，但雨帶變化與1998 年有較大差異。對(duì)此，郭棟等（2016）分析認(rèn)為，1997/1998 年厄爾尼諾事件中赤道西太平洋海溫明顯偏冷，而2015/2016 年基本表現(xiàn)為偏暖，可能是造成1998年6～7 月副高較2016 年同期偏西偏南的原因。袁媛等（2017 年）分析認(rèn)為是前冬至春季海溫距平分布、青藏高原積雪等不同引起的。上述兩位主要基于月平均資料進(jìn)行氣候?qū)W診斷分析，能揭示海洋和青藏高原積雪等對(duì)大氣環(huán)流和降水的遠(yuǎn)期影響。但是，由于缺少對(duì)兩次事件發(fā)展過(guò)程的詳細(xì)對(duì)比分析，不能完全揭示造成降水時(shí)空差異，特別是雨帶過(guò)程變化差異的物理原因。

本文將基于逐日資料采用天氣學(xué)診斷方法詳細(xì)分析2016 年和1998 年我國(guó)東部主雨帶變動(dòng)過(guò)程，分析此兩年季風(fēng)環(huán)流異同點(diǎn)及其對(duì)主雨帶的影響。并通過(guò)對(duì)比分析此兩年亞太地區(qū)大氣熱力結(jié)構(gòu)、熱帶對(duì)流、熱源、海溫等過(guò)程性變化的異同點(diǎn)，探討青藏高原熱力作用、海溫異常等傳統(tǒng)意義上的“氣候因子”的區(qū)域性階段性變化對(duì)季風(fēng)環(huán)流和主雨帶延伸期尺度變化的影響和機(jī)制，為延伸期和次季度業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)提供思路。

2 資料和方法

本文所用資料包括：（ 1）NCEP/NCAR（National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）2016 年和1998 年6～8月逐日平均風(fēng)、位勢(shì)高度、溫度、比濕等氣象要素及其多年平均再分析資料（2.5°×2.5°）；（ 2）NOAA（National Oceanic and Atmospheric Administration）2016 年 和1998 年6～8 月 逐 日OLR（Outgoing Longwave Radiation）及其多年平均資料；（ 3）NOAA 2016 年和1998 年逐日平均海溫距平；（ 4）國(guó)家氣象中心2016 年和1998 年全國(guó)2435 個(gè)站點(diǎn)降水資料。熱源按照Yanai et al.（1973）提供的公式計(jì)算。文中涉及的地圖是基于國(guó)家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號(hào)為GS（2016）1600號(hào)的中國(guó)地圖和GS（2016）1567 號(hào)世界地圖制作，底圖無(wú)修改。

3 降雨時(shí)空分布對(duì)比

按國(guó)家氣候中心梅雨監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，2016 年長(zhǎng)江中下游6 月19 日入梅，7 月21 日出梅。1998 年長(zhǎng)江中下游有兩段梅雨期，分別出現(xiàn)在6 月12～27日（第1 段梅雨）、7 月17 日至8 月2 日（第2段 梅 雨）。圖1 為2016 年 和1998 年 的6 月1 日至8 月20 日中國(guó)東部地區(qū)107.5°～120°E 平均日降雨量的緯度—時(shí)間剖面圖?？梢?jiàn)，2016 年夏季長(zhǎng)江中下游梅雨期間僅在6 月19 日至7 月7 日出現(xiàn)了持續(xù)性強(qiáng)降雨過(guò)程（圖1a），強(qiáng)降水中心出現(xiàn)在沿江一帶，湖北東部、安徽南部、江西北部等地大部地區(qū)累計(jì)降雨量有600～800 mm，部分地區(qū)超過(guò)800 mm（圖2a）。7 月8～10 日，梅雨出現(xiàn)中斷。11 日至21 日，雖然再次出現(xiàn)降雨，但降雨強(qiáng)度大為減弱。因此，我們將6 月19 日至7 月7日稱為2016 年長(zhǎng)江中下游梅雨集中期。

1998 年兩段梅雨期均為持續(xù)性強(qiáng)降雨過(guò)程（圖1b），強(qiáng)降雨中心均出現(xiàn)在江南北部（圖2b、c），較2016 年梅雨雨帶偏南。第1 段梅雨，湖南東北部、江西北部、福建西北部、浙江西南部等地累計(jì)降雨量有600～900 mm、局部1000 mm 以上。第2 段梅雨，強(qiáng)降雨出現(xiàn)在湖北東部、安徽南部、江西北部等地，降雨量有400～600 mm、局部800 mm以上。以下將主要針對(duì)2016 年梅雨集中期和2018年兩段梅雨期的季風(fēng)環(huán)流異同點(diǎn)和物理機(jī)制作對(duì)比分析。

圖1 （a）2016 年和（b）1998 年的6 月1 日至8 月20 日107.5°～120°E 平均日降雨量（單位：mm）的緯度—時(shí)間剖面Fig. 1 Latitude-time profile of average daily precipitation (units: mm) along 107.5°-120°E from June 1 to August 20 in (a) 2016 and (b) 1998

圖2 （a）2016 年梅雨集中期和1998 年（b）第1 段、（c）第2 段梅雨期累計(jì)降雨量（單位：mm）Fig. 2 Accumulated precipitation (units: mm) during Meiyu concentrated period in (a) 2016, and (b) the first and (c) the second period of Meiyu in 1998

4 季風(fēng)環(huán)流異常變化特征對(duì)比

圖3 為2016 年梅雨集中期和1998 年兩段梅雨期環(huán)流形勢(shì)及距平圖?？梢?jiàn)，3 段梅雨期季風(fēng)環(huán)流有諸多相似之處：副高偏強(qiáng)偏西，南亞高壓偏強(qiáng)偏東，從孟加拉灣到南海西南季風(fēng)偏弱。3 段梅雨季風(fēng)環(huán)流的差異表現(xiàn)在：2016 年梅雨集中期副高西段和南亞高壓東段（圖3a）均較1998 年兩段梅雨期（圖3b、c）偏北；2016 年梅雨期，索馬里急流明顯偏強(qiáng)，孟加拉灣至南海越赤道氣流大體接近常年（圖3d）；1998 年兩段梅雨期，赤道印度洋至南海越赤道氣流無(wú)明顯異常（圖3e、f）。此外，2016 年梅雨集中期，中高緯度為3 阻型，1998 年兩段梅雨期中高緯為雙阻型；3 段梅雨期，青藏高原附近均為高壓脊，以2016 年梅雨集中期高壓脊最強(qiáng)，1998 年第2 段梅雨期最弱，青藏高原北部地區(qū)甚至為位勢(shì)高度負(fù)距平（圖3f）。3 段梅雨期，華北東部到江淮東部一帶均為冷槽，以2016 年最淺，1998 年第2 段梅雨期最深。3 段梅雨期，長(zhǎng)江中下游均處于南亞高壓東北象限氣流發(fā)散處；雖然西南季風(fēng)偏弱，但強(qiáng)大的副高持續(xù)穩(wěn)定地將西南季風(fēng)引導(dǎo)至江南至華南北部，使得這一帶西南暖濕氣流偏強(qiáng)，與冷槽引導(dǎo)的北方南下干冷空氣在長(zhǎng)江中下游輻合，在高層輻散形勢(shì)配合下形成強(qiáng)降雨。2016 年梅雨集中期，副高和南亞高壓均最北，冷槽最淺，因而雨帶最北。

副高西段（110°～130°E 平均）脊線和南亞高壓東段（110°～120°E 平均）脊線所在緯度的逐日演變曲線（圖4a、b）顯示，這兩年，副高和南亞高壓脊線兩者變化趨勢(shì)基本一致。2016 年6 月中旬開(kāi)始，副高脊線逐漸北抬，6 月19 日接近多年平均值，梅雨開(kāi)始。7 月4～7 日，由于該年第1號(hào)臺(tái)風(fēng)“尼伯特”（Nepartak，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)）在菲律賓以東及臺(tái)灣東南部洋面活動(dòng)，副高有所北抬，達(dá)到28°N 附近。6 月19 日至7 月7 日，850 hPa 季風(fēng)涌在30°N 附近擺動(dòng)（圖4c），長(zhǎng)江中下游出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降雨過(guò)程。7 月8～9 日，“尼伯特”先后在臺(tái)灣及福建東部沿海登陸，且北方冷空氣出現(xiàn)間歇，梅雨集中期結(jié)束。7 月中旬，副高脊線明顯南落到20°～23°N，但由于中高緯度為移動(dòng)性槽脊，沒(méi)有冷空氣持續(xù)影響長(zhǎng)江中下游地區(qū)，副高強(qiáng)度也相對(duì)較弱，因而雖然處在梅雨期，但降雨不強(qiáng)，且不持續(xù)。7 月22 日之后，副高脊線再次北抬，達(dá)到30°N 以北，長(zhǎng)江中下游整個(gè)梅雨期結(jié)束。至8月底前，副高較常年顯著偏北，主雨帶再也沒(méi)能南退到長(zhǎng)江中下游。

圖4 （a）2016 年和（b）1998 年6 月1 日至8 月20 日西北太平洋副熱帶高壓（副高）西段脊線（紅色實(shí)線）及南亞高壓東段脊線（黑色實(shí)線）所在緯度的時(shí)間序列（紅色、黑色虛線分別為相應(yīng)多年平均）；（c）和（d）分別為此兩年沿107.5°～120°E 平均850 hPa 風(fēng)矢量和假相當(dāng)位溫θse（等值線和陰影；單位：K）的時(shí)間—緯度剖面Fig. 4 Time series of the latitudes of the western Pacific subtropical high (WPSH) western ridge (red solid line) and the South Asia high (SAH)eastern ridge (black solid line) from June 1 to August 20 in (a) 2016 and (b) 1998 (Dotted lines represent climatological mean); (c) and (d) are respectively the latitude-time profile of winds and potential pseudo-equivalent temperature θse (contours and shading, units: K) along 107.5°-120°E

1998 年，副高脊線于6 月12 日北抬到19°～20°N，至6 月27 日均穩(wěn)定少變；江南北部出現(xiàn)持續(xù)性季風(fēng)涌（圖4d），由此帶來(lái)第1 段梅雨。6月28 日，副高脊線北抬至25°N，第1 段梅雨結(jié)束。7 月17 日，副高脊線南落至23°N 以南，直至8月2 日，較常年偏南達(dá)5～12 個(gè)緯距，最南達(dá)到18°N 附近。江南北部至漢水下游出現(xiàn)持續(xù)性季風(fēng)涌，由此帶來(lái)第2 段梅雨。在此期間，江淮及江南東北部地區(qū)由于冷槽過(guò)于偏深，為冷氣團(tuán)控制，降水較弱。8 月3 日后，副高脊線北抬，至8 月中旬，一直在25°～28°N 之間擺動(dòng)，與常年同期相比仍偏南；處于副高西部和北部外圍的長(zhǎng)江上游及黃淮出現(xiàn)強(qiáng)降雨過(guò)程。

5 季風(fēng)環(huán)流異同點(diǎn)成因分析

5.1 亞太熱力結(jié)構(gòu)對(duì)比

圖5 為3 段梅雨期大氣中高層（300～500 hPa）平均溫度及其距平。可見(jiàn)，3 段梅雨期亞太大氣暖中心均位于青藏高原南部至孟加拉灣北部，比多年平均明顯偏強(qiáng)，青藏高原至江南、華南呈大范圍溫度正距平，因而對(duì)于南亞高壓偏強(qiáng)偏東有利（Qian et al., 2002; Liu et al., 2004; 彭麗霞等, 2016）。同時(shí)，南亞高壓偏強(qiáng)偏東對(duì)副高偏強(qiáng)偏西也有利（劉還珠等, 2006; 余丹丹等, 2014）。顯然，溫度正距平不僅與高壓脊控制下冷空氣勢(shì)力弱有關(guān)，也與中緯度西風(fēng)帶暖平流、南亞和東南亞反氣旋暖平流以及青藏高原及附近地區(qū)熱源有關(guān)。此外，江南、華南一帶溫度正距平與梅雨凝結(jié)潛熱釋放也有關(guān)。2016年梅雨集中期（圖5a）和1998 年第1 段梅雨期（圖5b），青藏高原北部均為龐大的高壓脊和強(qiáng)位勢(shì)高度正距平（見(jiàn)圖3a、b、d、e），溫度正距平更明顯；其中，又以2016 年最為顯著，同時(shí)該年?yáng)|亞槽也最淺，因而南亞高壓最強(qiáng)最北，副高西段也最強(qiáng)最北。1998 年第2 段梅雨期（圖5c），青藏高原北部高壓脊較淺，500 hPa 位勢(shì)高度為負(fù)距平（見(jiàn)圖3c、f），冷空氣勢(shì)力較強(qiáng)，受高緯度冷平流影響最為顯著，呈溫度負(fù)距平，暖中心偏南；此外，東部冷槽也最深；因此，南亞高壓明顯偏南，副高也顯著偏南。從逐日演變來(lái)看（圖略），3 段梅雨的開(kāi)始和結(jié)束過(guò)程中，副高脊線的變動(dòng)多與青藏高原大氣中上層溫度變化有關(guān)，其中1998 年偏早入梅主要是因?yàn)榍嗖馗咴幱谂箍刂葡?，呈?qiáng)的溫度正距平，南亞高壓加強(qiáng)北跳，副高受其吸引北抬，并西伸至青藏高原東南部，脊線達(dá)到入梅的標(biāo)準(zhǔn)（圖略）。

圖5 300～500 hPa 平均溫度（黑色等值線，單位：°C）及其距平（陰影）、平均風(fēng)（矢量，單位：m s-1）。（a）2016 年梅雨集中期，1998 年（b）第1 段和（c）第2 段梅雨期。紅色線為多年平均溫度-13°C 等值線Fig. 5 300-500 hPa mean temperature (black contours, units: °C) and its anomalies (shaded), mean wind (vectors, units: m s-1): (a) Meiyu concentrated period in 2016, and (b) the first and (c) the second period of Meiyu in 1998. The red lines are climatological mean temperatures of -13°C

2016 年梅雨集中期，赤道印度洋至赤道太平洋大氣中高層溫度均較常年同期偏高0.5°C～1°C。70°E 以西印度半島西北部至阿拉伯海北部溫度正距平在1.5°C～2°C 之間，高于同經(jīng)度赤道洋面，因而，索馬里越赤道氣流和西南季風(fēng)偏強(qiáng)；70°E以東印度洋東部至印度尼西亞群島溫度正距平與同經(jīng)度孟加拉灣北部至南海北部一帶溫度正距平大體相當(dāng)，越赤道氣流無(wú)明顯傾向性偏差。1998 年兩段梅雨期，赤道印度洋西段溫度正距平較弱，對(duì)應(yīng)同經(jīng)度印度半島西北部至阿拉伯海北部溫度正距平也較弱；印度洋東部至印度尼西亞群島溫度正距平相對(duì)較明顯，達(dá)到了0.5°C～1°C，但與同經(jīng)度孟加拉灣北部至華南一帶溫度正距平也大體相當(dāng)；因此，從赤道印度洋至印度尼西亞群島越赤道氣流均接近常年。

5.2 熱帶對(duì)流

研究表明，熱帶對(duì)流加熱可能是聯(lián)系亞洲季風(fēng)與ENSO 的關(guān)鍵因素（Ju and Slingo, 1995; Huang et al., 2012）。黃榮輝和孫鳳英（1994）研究表明，西太平洋暖池對(duì)流活動(dòng)對(duì)副高異?；顒?dòng)有重要影響。在中期預(yù)報(bào)中，熱帶對(duì)流或者臺(tái)風(fēng)是否活躍也是判斷副高發(fā)展動(dòng)向的重要依據(jù)。2016 年梅雨集中期（圖6a）和1998 年第1 段梅雨期（圖6b），南海南部、印度尼西亞群島、菲律賓群島及以東洋面均為明顯偏強(qiáng)的對(duì)流區(qū)，與副高偏強(qiáng)偏西一致，其中2016 年梅雨期對(duì)流區(qū)更北，副高也更北。1998年第2 段梅雨期（圖6c），南海大部、菲律賓群島附近對(duì)流偏弱，對(duì)流偏強(qiáng)區(qū)域位于赤道印度洋東部、印度尼西亞群島，較常年ITCZ（Intertropical Convergence Zone）顯著偏南，副高也顯著偏南。

110°～140°E 平均OLR 及其距平的緯度—時(shí)間剖面顯示（圖7），2016 年ITCZ（圖7a）與副高脊線（見(jiàn)圖4a）變化趨勢(shì)基本一致。6 月16 日開(kāi)始，ITCZ 非?；钴S，副高北抬，隨后梅雨開(kāi)始；至7 月4 日，ITCZ 北界維持在16°N 左右，副高脊線維持少變。7 月5～7 日后，由于“尼伯特”的活動(dòng)，ITCZ 北抬，副高脊線北抬。7 月中旬，ITCZ 明顯偏弱，副高偏南。7 月下旬開(kāi)始，ITCZ再次活躍，副高顯著偏北。

1998 年入梅時(shí)ITCZ 并不活躍（圖7b），副高脊線北抬主要受南亞高壓影響。6 月下旬中后期，ITCZ 加強(qiáng)北抬，從而副高北抬，第1 段梅雨結(jié)束。7 月中旬中后期，ITCZ 明顯減弱南落，副高變化與之一致，由此出現(xiàn)第2 段梅雨。8 月初，ITCZ再次加強(qiáng)北抬，但較常年仍偏南，副高脊線也偏南，這種偏南趨勢(shì)一致維持到8 月中旬。

圖7 （a）2016 年及（b）1998 年6 月1 日至8 月20 日110°～140°E 平均OLR（等值線，單位：W m-2）及其距平（陰影，單位：W m-2）的緯度—時(shí)間剖面Fig. 7 Latitude-time profile of OLR (contours, units: W m-2) and its anomalies (shaded, units: W m-2) along 110°-140°E from June 1 to August 20 in(a) 2016 and (b) 1998

5.3 熱源

整層積分的大氣視熱源及其距平以及視水汽匯及其距平（圖8）顯示，3 段梅雨期，印度尼西亞群島附近對(duì)流偏強(qiáng)區(qū)域（見(jiàn)圖6）均為偏強(qiáng)視熱源和視水汽匯。2016 年梅雨集中期，對(duì)流最強(qiáng)范圍最大，視熱源和視水汽匯也最強(qiáng)，范圍最大，最為偏北，其北側(cè)達(dá)到了南海及菲律賓中部及以東洋面（圖8a、d）；該熱源的存在對(duì)副高偏強(qiáng)偏西以及偏北非常有利（劉屹岷等, 1999）。1998 年兩段梅雨期，視熱源正距平（圖8b、c）和視水汽匯正距平（圖8e、f）位置均較2016 年梅雨期集中期偏南，第2 段梅雨期偏南尤為顯著，有利于副高西段偏南。

圖8 整層積分的視熱源（等值線，單位：W m-2）及其距平（陰影）：（a）2016 年梅雨集中期，1998 年（b）第1 段和（c）第2 段梅雨期；（d-f）為相應(yīng)視水汽匯（等值線，單位：W m-2）及其距平（陰影）Fig. 8 Full-level integrated heat source (contours, units: W m-2) and its anomalies (shaded): (a) Meiyu concentrated period in 2016; (b) the first and(c) the second period of Meiyu in 1998; (d-f) the respective moisture sink (contours, units: W m-2) and its anomalies (shaded)

3 段梅雨期間，青藏高原視熱源均偏強(qiáng)，對(duì)其上空溫度正距平有利。其中，青藏高原南部為明顯視熱源和視水汽匯，對(duì)流也偏強(qiáng)（見(jiàn)圖6），說(shuō)明凝結(jié)潛熱在熱源中占據(jù)重要地位；而青藏高原北部對(duì)流偏弱，視水汽匯也偏弱，說(shuō)明熱源以感熱為主。2016 年梅雨集中期和1998 年第1 段梅雨期間，青藏高原北部熱源正距平較弱，顯然，大氣中高層溫度顯著偏高跟暖脊和暖平流輸送關(guān)系更為密切。1998 年第2 段梅雨期，青藏高原北部為弱熱源負(fù)距平，跟較強(qiáng)的溫度負(fù)距平也不匹配，溫度偏低主要由冷平流造成。

圖6 平均OLR（等值線，單位：W m-2）及其距平（陰影，單位：W m-2）：（a）2016 年梅雨集中期, 1998 年（b）第1 段和（c）第2 段梅雨期Fig. 6 Mean OLR (contours, units: W m-2) and its anomalies (shaded, units: W m-2): (a) Meiyu concentrated period in 2016, (b) the first and (c) the second period of Meiyu in 1998

2016 年梅雨集中期，阿拉伯海北部對(duì)流顯著偏強(qiáng)區(qū)域?qū)?yīng)顯著偏強(qiáng)的視熱源和視水汽匯，對(duì)流凝結(jié)潛熱釋放在這一帶形成強(qiáng)溫度正距平（見(jiàn)圖5a），且高于同經(jīng)度赤道地區(qū)；因而，索馬里越赤道氣流明顯偏強(qiáng)。即使在索馬里急流偏強(qiáng)的情況下，受強(qiáng)大副高影響，孟加拉灣至南海一帶西南季風(fēng)仍然偏弱。1998 年兩段梅雨期，印度半島中北部對(duì)流和熱源與同經(jīng)度赤道印度洋西部無(wú)顯著差異，溫度距平也相當(dāng)，索馬里急流接近常年同期。

5.4 海溫異常對(duì)比

圖9 為3 段梅雨期實(shí)時(shí)海溫距平分布。可見(jiàn)，3 段梅雨期，海溫距平有相似之處，在印度尼西亞群島周邊海域均為海溫正距平，對(duì)應(yīng)對(duì)流和熱源均偏強(qiáng)，對(duì)副高偏強(qiáng)偏西有利。2016 年梅雨期集中期（圖9a），赤道西太平洋海溫正距平相對(duì)于1998 年兩個(gè)梅雨期（圖9b、c）強(qiáng)度更強(qiáng)、范圍更大，對(duì)流和熱源也更強(qiáng)、范圍更大，副高也最強(qiáng)最北；赤道印度洋西部海溫呈明顯負(fù)距平，而阿拉伯海北部海溫呈顯著正距平，對(duì)流和熱源明顯偏強(qiáng)，大氣中高層溫度明顯偏高，對(duì)應(yīng)索馬里越赤道氣流明顯偏強(qiáng)。

圖9 （a）2016 年梅雨集中期，1998 年（b）第1 段和（c）第2 段梅雨期海溫距平（單位：°C）Fig. 9 SST anomalies (units: °C): (a) Meiyu concentrated period in 2016; (b) the first period of Meiyu in 1998; (c) the second period of Meiyu in 1998

110°～140°E 平均海溫距平的緯度-時(shí)間剖面顯示，2016 年5 月末至6 月上中旬，南海中南部海域、菲律賓中南部以東洋面有海溫正距平加強(qiáng)（圖10a），隨后這一帶地區(qū)在6 月中旬后期有明顯的對(duì)流發(fā)展，引起副高的加強(qiáng)北抬，長(zhǎng)江中下游入梅。6 月中旬至7 月上旬，南海東北部海域、菲律賓呂宋島以北及臺(tái)灣以東洋面、臺(tái)灣海峽洋面出現(xiàn)海溫正距平的顯著增強(qiáng)，對(duì) “尼伯特” 發(fā)展成為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，并登陸臺(tái)灣、福建極為有利。臺(tái)風(fēng)登陸也造成了梅雨集中期的結(jié)束和梅雨的中斷。7 月第4 候開(kāi)始，南海、菲律賓以東洋面及東海海域海溫正距平顯著增強(qiáng)，隨后，對(duì)流趨于活躍；7 月21 日之后，副高脊線逐步北抬，整個(gè)梅雨期結(jié)束；8 月上旬之后，這一帶海溫正距平的影響更加凸顯，ITCZ 加強(qiáng)北抬，副高顯著偏強(qiáng)偏北。

1998 年第1 段梅雨后，海溫正距平區(qū)域無(wú)明顯變化，只是強(qiáng)度有所增強(qiáng)，南海中南部海域和菲律賓中南部以東洋面海溫正距平增加明顯（圖10b），有利于副高西段偏南和第2 段梅雨出現(xiàn)。直到8 月初之后，南海北部海域和菲律賓北部及以東洋面海溫正距平繼續(xù)維持并加強(qiáng)，副高西段強(qiáng)大，脊線北抬，但仍較常年略偏南，其西北部外圍長(zhǎng)江上游出現(xiàn)強(qiáng)降雨過(guò)程，再次給長(zhǎng)江帶來(lái)洪峰。

圖10 （a）2016 年及（b）1998 年5 月1 日至8 月10 日110°～140°E 平均海溫距平的緯度—時(shí)間剖面Fig. 10 Latitude-time profile of SST anomalies along 110°-140°E from May 1 to August 10 in (a) 2016 and (b) 1998

6 結(jié)論和討論

本文對(duì)比分析了兩個(gè)強(qiáng)厄爾尼諾事件次年

2016 年和1998 年長(zhǎng)江中下游梅雨季風(fēng)環(huán)流變化異同點(diǎn)，探討了造成異同點(diǎn)的物理機(jī)制，得出以下結(jié)論：

（1）2016 年梅雨集中期和1998 年兩段梅雨期季風(fēng)環(huán)流具有諸多共同特點(diǎn)：副高偏強(qiáng)偏西，南亞高壓偏強(qiáng)偏東，孟加拉灣到南海西南季風(fēng)偏弱。此外，3 段梅雨期，華北東部到江淮均有冷槽維持。副高持續(xù)將西南季風(fēng)引導(dǎo)至長(zhǎng)江中下游形成偏強(qiáng)西南暖濕氣流，并與冷槽干冷空氣輻合，在高層輻散形勢(shì)配合下形成強(qiáng)降雨。2016 年梅雨集中期，副高西段脊線和南亞高壓東段脊線均較1998 年兩段梅雨期明顯偏北，東部冷槽最淺，因而雨帶偏北；之后，無(wú)持續(xù)冷空氣南下，7 月下旬之后副高和南亞高壓脊線北抬，較常年同期明顯偏北，因而未能出現(xiàn)第2 段梅雨集中期。1998 年，入梅偏早，7 月中旬后期至8 月初，副高脊線顯著偏南，因而出現(xiàn)第2 段持續(xù)性梅雨強(qiáng)降雨過(guò)程。

（2）中高緯度環(huán)流對(duì)青藏高原熱力條件的影響以及東部冷槽活動(dòng)是造成季風(fēng)環(huán)流異同點(diǎn)的重要因素。3 段梅雨期，青藏高原附近均為高壓脊控制。受暖平流及高原熱源、梅雨凝結(jié)潛熱等因素影響，青藏高原到江南、華南一帶均呈現(xiàn)大范圍強(qiáng)溫度正距平，有利于南亞高壓偏強(qiáng)偏東、副高偏強(qiáng)偏西。2016 年梅雨集中期，青藏高原附近暖脊最強(qiáng)、東部冷槽最淺，因而南亞高壓脊線和副高脊線最北。1998 年7 月下旬至8 月初，青藏高原附近高壓脊最淺，高原北部為高度負(fù)距平，冷空氣勢(shì)力偏強(qiáng)，溫度偏低，東部槽偏深，有利于副高和南亞高壓脊線偏南。

（3）實(shí)時(shí)海溫是造成季風(fēng)環(huán)流變化異同點(diǎn)的另一重要因素。3 段梅雨期，印度尼西亞群島附近洋面均為海溫正距平，對(duì)應(yīng)對(duì)流和熱源偏強(qiáng)，對(duì)副高偏強(qiáng)偏西有利。2016 年梅雨集中期，印度尼西亞群島附近海溫正距平范圍更大，對(duì)流和熱源更強(qiáng)范圍更大，對(duì)副高偏強(qiáng)以及偏北有利；梅雨集中期的結(jié)束與南海東北部海域、菲律賓呂宋島以北及臺(tái)灣以東洋面、臺(tái)灣海峽洋面出現(xiàn)海溫正距平顯著增強(qiáng)引起超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“尼伯特”登陸臺(tái)灣、福建有關(guān)。7 月第4 候之后，南海、菲律賓以東洋面及東海海域海溫正距平增強(qiáng)，對(duì)流活躍，有利于副高在7 月下旬進(jìn)一步北抬。1998 年第1 段梅雨后，海溫正距平區(qū)域無(wú)明顯變化，只是強(qiáng)度有所增強(qiáng)，有利于副高持續(xù)偏南。

從上述分析可知，雖然2016 年和1998 年同為超強(qiáng)厄爾尼諾事件次年，但是中高緯度環(huán)流形勢(shì)以及實(shí)時(shí)海溫的不同時(shí)空分布特征等因素造成了不同的季風(fēng)環(huán)流和梅雨雨帶變化特征。在ENSO 大背景下，實(shí)時(shí)海溫的區(qū)域性差異及階段性變化，中高緯度環(huán)流對(duì)青藏高原及附近地區(qū)熱力結(jié)構(gòu)的影響等細(xì)節(jié)是氣候預(yù)測(cè)難以掌握的，是影響氣候趨勢(shì)準(zhǔn)確度的重要因素，但卻是延伸期預(yù)報(bào)的著眼點(diǎn)和切入點(diǎn)以及價(jià)值所在。因此，延伸期天氣預(yù)報(bào)不能只分析數(shù)值模式的環(huán)流和要素產(chǎn)品，也需要將“青藏高原熱力作用”、ENSO 等傳統(tǒng)觀念中的“氣候因子”的階段性和區(qū)域性特色變化分析引入日常預(yù)報(bào)技術(shù)流程，形成天氣學(xué)和氣候?qū)W相融合的延伸期預(yù)報(bào)思路，這才是延伸期天氣預(yù)報(bào)區(qū)別于中短期預(yù)報(bào)的本質(zhì)特色。