中國地面太陽輻射季節(jié)異常與主要大氣環(huán)流指數(shù)的關(guān)聯(lián)分析

李爽 肖子牛 丁煌 李朝暉

1 中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

2 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

3 中國電力科學(xué)研究院有限公司，南京 210003

4 國網(wǎng)河南省電力公司，鄭州 450052

1 引言

太陽輻射是天氣和氣候變化的根本能量來源（Rappenglück et al., 2003; Wei and Wang, 2004;Kambezidis et al., 2012; Wang et al., 2012），太陽輻射對(duì)大氣環(huán)流和天氣現(xiàn)象有著重要作用。到達(dá)地面的太陽輻射量會(huì)受到對(duì)流層云霧、水汽和氣溶膠的影響（董劍希等, 2006; 胡朝霞等, 2011），而地面太陽輻射的變化可能產(chǎn)生多方面的綜合效應(yīng)（申彥波等, 2008）。地面太陽輻射的影響因素多而復(fù)雜，它不但與云、氣溶膠、水汽、臭氧等大氣環(huán)境有關(guān)，還與地形有關(guān)。

以往關(guān)于氣溶膠直接影響地面太陽輻射的研究較 多（王 海 嘯 等, 1993; 陳 霞 等, 2008; Ohmura,2009; Yang et al., 2016; Feng and Wang, 2019; Wang et al., 2021; Yu et al., 2021），但是天氣氣候的變化無疑對(duì)地面太陽輻射有重要影響，不同大氣環(huán)流指數(shù)和氣候指數(shù)，可以對(duì)應(yīng)不同地區(qū)特定的氣候特征和地面太陽輻射狀況。一些研究表明，歐洲的地面太陽輻射與NAO（North Atlantic Oscillation）有關(guān)（Pozo-Vázquez et al., 2004; Chiacchio and Wild,2010; Colantuono et al., 2014; Kulesza, 2021）。Chiacchio and Wild（2010）分析了NAO 對(duì)歐洲地面太陽輻射的影響，指出NAO 通過改變中低云而影響地面太陽輻射，在秋季和冬季，南歐地面太陽輻射的變化趨勢(shì)主要?dú)w因于NAO 變化，而在春季和夏季，NAO 主要影響北歐。另外，也有研究表明阿拉斯加的地面太陽輻射與氣候系統(tǒng)中的PDO（Pacific Decadal Oscillation）和PNA（Pacific North American）有關(guān)，在PDO 負(fù)位相階段，阿拉斯加?xùn)|南部的地面太陽輻射趨勢(shì)顯著增加（Chiacchio et al., 2010）。而ENSO（El Ni?o-Southern Oscillation）可以影響澳大利亞東部的地面太陽輻射，但這種影響在冬季（南半球）比較明顯（ Davy and Troccoli, 2012）。 Mohammadi and Goudarzi（2018）進(jìn)一步比較了不同強(qiáng)度ENSO 與加利福尼亞地面太陽輻射的關(guān)聯(lián)，其中影響最大的是超強(qiáng)El Ni?o，超強(qiáng)El Ni?o 發(fā)生時(shí)，整個(gè)加利福尼亞州的太陽輻射都顯著減少。

氣候系統(tǒng)或代表著氣候系統(tǒng)特征的環(huán)流指數(shù)對(duì)地面太陽輻射異常有重要的影響，但總的來說，這方面的工作還較少，尤其對(duì)于中國地區(qū)。研究地面太陽輻射異常與主要大氣環(huán)流指數(shù)的關(guān)系，可以比較方便地了解氣候系統(tǒng)對(duì)中國地區(qū)地面太陽輻射異常的影響，也有助于尋找到太陽輻射資源中長(zhǎng)期變化的預(yù)測(cè)因子?？紤]氣候因素對(duì)地面太陽輻射資源的影響，是評(píng)估預(yù)測(cè)光伏發(fā)電資源變化的重要基礎(chǔ)，具有重要意義。因此，本文利用高分辨率再分析資料，探究不同季節(jié)氣候系統(tǒng)對(duì)中國地區(qū)地面太陽輻射異常的影響，旨在為地面太陽輻射的季節(jié)和年際預(yù)測(cè)提供線索和參考。

2 資料與方法

地面太陽輻射數(shù)據(jù)使用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的第五代再分析資料（ERA5）（Hersbach et al., 2018），時(shí)間分辨率為逐小時(shí)，空間分辨率為0.25°（緯度）×0.25°（經(jīng)度），研究時(shí)段為1989～2018 年。研究所用季節(jié)平均由逐時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算。地面太陽輻射指地面接收的向下短波輻射通量。Ni?o3.4、AO（Arctic Oscillation）和NAO 指數(shù)來自美國國家海洋和大氣管理局（NOAA），東亞槽位置指數(shù)來自國家氣候中心，東亞槽位置指數(shù)定義為在500 hPa 高度場(chǎng)上，（30°N～55°N，110°E～170°E）區(qū)域內(nèi)槽線的平均經(jīng)向位置。

東亞冬季風(fēng)指數(shù)（WMIS）采用孫伯民和孫淑清（1996）的定義，即（30°N～45°N，125°E～145°E）區(qū)域平均的500 hPa 位勢(shì)高度，其中500 hPa 位勢(shì)高度來自ERA5 的逐月再分析數(shù)據(jù)（Hersbach et al., 2019）。冬季風(fēng)指數(shù)越大表示冬季風(fēng)越弱。東亞夏季風(fēng)指數(shù)（ULCI）使用200 hPa 緯向風(fēng)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)集（Zhao et al., 2015; 黃剛和趙桂潔,2020），具體計(jì)算方法如下：

其中，Nor 表示標(biāo)準(zhǔn)化，u1、u2和u3分別表示（2.5°N～10°N，105°E～140°E）、（17.5°N～22.5°N，105°E～140°E）和（30°N～37.5°N，105°E～140°E）區(qū)域平均的200 hPa 緯向風(fēng)。

春季為3 月、4 月和5 月，夏季為6 月、7 月和8 月，秋季為9 月、10 月和11 月，冬季為12 月、次年1 月和2 月。

3 不同季節(jié)主要?dú)夂蛑笖?shù)對(duì)中國地區(qū)地面太陽輻射異常的影響

選取對(duì)中國氣候有重要影響的氣候系統(tǒng)和大氣環(huán)流特征指數(shù)，如Ni?o3.4、AO、NAO、東亞槽位置、冬季風(fēng)和夏季風(fēng)指數(shù)等，以期找出對(duì)中國地區(qū)的地面太陽輻射異常最重要的影響因子。由于各季節(jié)的主要影響因子不同，只選取各季節(jié)影響最大的幾個(gè)因子，結(jié)果如表1。首先我們分別以春、夏、秋和冬4 個(gè)季節(jié)Ni?o3.4、AO、NAO、東亞槽位置、冬季風(fēng)和夏季風(fēng)指數(shù)的±0.6 倍標(biāo)準(zhǔn)差選出各季節(jié)各指數(shù)的偏大和偏小異常年，然后分別合成偏大年和偏小年的地面太陽輻射異常，細(xì)化各氣候指數(shù)情景下中國地區(qū)地面太陽輻射異常的具體影響區(qū)域。本文定義的ENSO 正（負(fù)）位相為季節(jié)平均的Ni?o3.4 指數(shù)大（?。┯诨虻扔?.6（-0.6）倍標(biāo)準(zhǔn)差。表1 為對(duì)中國地區(qū)地面太陽輻射異常有重要影響的氣候指數(shù)異常年分布，由于異常年選取根據(jù)各季節(jié)而定，所以同一指數(shù)在各季節(jié)的異常年有所差別。

表1 1989～2018 年主要?dú)夂蛑笖?shù)的異常年Table 1 Anomalous years of the major climate indices during 1989-2018

3.1 春季影響地面太陽輻射異常的主要?dú)夂蛑笖?shù)

在春季，對(duì)中國地區(qū)的地面太陽輻射異常影響較大的氣候因子為東亞槽位置、冬季風(fēng)和ENSO，其中，東亞槽位置和冬季風(fēng)的影響范圍最廣。圖1a、1b 為春季的東亞槽位置偏東和偏西年的地面太陽輻射異常合成，當(dāng)東亞槽位置偏東時(shí)，中國中東部大部分區(qū)域的地面太陽輻射表現(xiàn)出較強(qiáng)的顯著負(fù)異常特征，最小值達(dá)到-14 W/m2。當(dāng)東亞槽偏西時(shí)，中國大部分區(qū)域地面太陽輻射表現(xiàn)為正異常特征，中國華北地區(qū)到西北地區(qū)（除青海）通過90%的信度水平檢驗(yàn)，最大值達(dá)到8 W/m2。之所以東亞槽位置對(duì)中國中東部大面積的地面太陽輻射異常有較為一致的影響，可能因?yàn)楫?dāng)東亞槽位置偏東時(shí)，槽線偏東，中國中東部大部分地區(qū)主要受異常南風(fēng)控制，不利于冷空氣長(zhǎng)期控制中國中東部地區(qū)（章大全和宋文玲, 2018），因此不利于出現(xiàn)晴朗少云天氣，從而使中國中東部大部分地區(qū)的地面太陽輻射出現(xiàn)較強(qiáng)負(fù)異常。

圖1c、1d 為春季的冬季風(fēng)指數(shù)偏大和偏小年的地面太陽輻射異常合成，其分布形態(tài)與東亞槽位置的影響有些相似，但也有不同。當(dāng)冬季風(fēng)指數(shù)偏大時(shí)，冬季風(fēng)偏弱，冷空氣活動(dòng)不強(qiáng)，冷暖空氣交界一般在長(zhǎng)江流域以北，因此長(zhǎng)江流域及以北大部分地區(qū)的地面太陽輻射異常偏少，其中，中國西北地區(qū)北部、中國中東部的地面太陽輻射異常顯著偏少，最強(qiáng)異常達(dá)到-20 W/m2，而華南地區(qū)西部、西南地區(qū)南部和臺(tái)灣島的地面太陽輻射異常顯著偏多。當(dāng)冬季風(fēng)指數(shù)偏小時(shí)，冬季風(fēng)偏強(qiáng)，北方地區(qū)基本為鋒面后冷空氣控制，長(zhǎng)江以北大部分區(qū)域地面太陽輻射表現(xiàn)為正異常特征，長(zhǎng)江以北東部地區(qū)的地面太陽輻射正異常通過90%信度水平檢驗(yàn)，最大值為12 W/m2。在冬季風(fēng)的影響下，長(zhǎng)江流域南北的地面太陽輻射異常基本呈反位相變化。東亞槽位置和冬季風(fēng)指數(shù)的本質(zhì)基本相同，均對(duì)應(yīng)了冷空氣活動(dòng)強(qiáng)弱，以及冷鋒活動(dòng)的主要區(qū)域，因此兩者的影響區(qū)域具有很大的相似性。其中東亞槽位置的影響范圍更大一些。這種影響可能通過冷鋒云覆蓋來體現(xiàn)，我們分析地面太陽輻射與總云量的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，在東亞槽位置或冬季風(fēng)指數(shù)異常年，地面太陽輻射量異常與總云量異常的分布形態(tài)基本一致（圖略），只是符號(hào)相反，說明東亞槽位置或冬季風(fēng)可能主要通過調(diào)節(jié)云量變化來影響地面太陽輻射。云量越多，地面太陽輻射越少。

相比前兩種影響因子，ENSO 對(duì)地面太陽輻射異常的顯著影響范圍較小，中國南方東部和西部表現(xiàn)出相反的異常分布形態(tài)。在ENSO 正位相年（圖1e），除云南和海南島的地面太陽輻射異常顯著偏多外，中國絕大多數(shù)地區(qū)的地面太陽輻射異常偏少，中國西北地區(qū)北部、華北地區(qū)西北部和中國東南地區(qū)通過顯著性檢驗(yàn)。在ENSO 負(fù)位相年（圖1f），中國大部分區(qū)域地面太陽輻射表現(xiàn)為異常偏多特征。另外，顯著的地面太陽輻射異常區(qū)域與云量異常區(qū)域并不完全一致。

圖1 春季東亞槽位置（a）偏東年、（b）偏西年，冬季風(fēng)指數(shù)（c）偏大年、（d）偏小年以及Ni?o3.4 指數(shù)（e）偏大年、（f）偏小年地面太陽輻射異常合成（黑點(diǎn)區(qū)表示通過置信水平為90%的顯著性檢驗(yàn)）Fig. 1 Composite surface solar radiation anomaly (SSRA) in the years of (a) eastern location of East Asian trough, (b) western location of East Asian trough, (c) large winter monsoon index, (d) small winter monsoon index, (e) large Ni?o3.4 index, and (f) small Ni?o3.4 index in spring (the dotted areas denote the values are significant at the 90% confidence level)

總的來說，東亞槽位置對(duì)中國中東部大面積的地面太陽輻射異常有一致性的影響，其位置偏東時(shí)，地面太陽輻射的顯著負(fù)異常較強(qiáng)。冬季風(fēng)指數(shù)和ENSO 分別對(duì)長(zhǎng)江流域南北、中國南方東部和西部有反位相的影響。對(duì)于地面太陽輻射，冬季風(fēng)影響最大的是中國中東部，而ENSO 影響最顯著的區(qū)域是中國西北地區(qū)北部、華北地區(qū)西北部和云南。東亞槽位置和冬季風(fēng)活動(dòng)的強(qiáng)弱可能通過云量直接調(diào)節(jié)地面太陽輻射，而ENSO 的影響過程更為復(fù)雜。

3.2 夏季影響地面太陽輻射異常的主要?dú)夂蛑笖?shù)

夏季，對(duì)中國地區(qū)的地面太陽輻射異常有影響的氣候因子是ENSO、夏季風(fēng)、NAO 和AO。圖2a、2b 為夏季ENSO 對(duì)地面太陽輻射異常的影響，在ENSO 正位相年，中國北方大部分地區(qū)的地面太陽輻射異常偏多，西北地區(qū)東部和遼寧的地面太陽輻射異常呈現(xiàn)出顯著偏多特征。在ENSO 負(fù)位相年，中國大部分區(qū)域地面太陽輻射表現(xiàn)為偏少特征，中國西北地區(qū)東南部的地面太陽輻射負(fù)異常通過90%信度水平檢驗(yàn)。ENSO 的影響可能主要與夏季雨帶的異常分布相聯(lián)系。在ENSO 正位相年，夏季的天氣活動(dòng)和雨帶偏南，而ENSO 負(fù)位相年雨帶偏北，中國降水天氣整體偏多。AO 指數(shù)偏大和偏小對(duì)地面太陽輻射異常的顯著影響區(qū)域有所差別，在AO 指數(shù)偏大年（圖2c），中國西南地區(qū)東北部的地面太陽輻射異常顯著偏多，中國西北地區(qū)中北部到華北地區(qū)中部的地面太陽輻射異常顯著偏少。在AO 指數(shù)偏小年（圖2d），顯著影響的區(qū)域范圍較小，只在新疆南部有顯著偏多區(qū)域。

圖2 夏季Ni?o3.4 指數(shù)（a）偏大年、（b）偏小年，AO 指數(shù)（c）偏大年、（d）偏小年，NAO 指數(shù)（e）偏大年、（f）偏小年以及夏季風(fēng)指數(shù)（g）偏大年、（h）偏小年的地面太陽輻射異常合成（黑點(diǎn)區(qū)表示通過置信水平為90%的顯著性檢驗(yàn)）Fig. 2 Composite SSRA in the years of (a) large Ni?o3.4 index, (b) small Ni?o3.4 index, (c) large AO index, (d) small AO index, (e) large NAO index, (f) small NAO index, (g) large summer monsoon index, and (h) small summer monsoon index in summer (the dotted areas denote the values are significant at the 90% confidence level)

NAO 主要對(duì)中國北方地區(qū)的地面太陽輻射異常有明顯影響，不同于AO 的影響，夏季的NAO指數(shù)偏大和偏小對(duì)中國北方地面太陽輻射異常的顯著影響區(qū)域基本相同。在NAO 指數(shù)偏大年（圖2e），中國北方地區(qū)的太陽輻射異常偏少，其中青藏高原以北區(qū)域和東北地區(qū)北部顯著偏少，而東北地區(qū)顯著偏小的更明顯。在NAO 指數(shù)偏小年（圖2f），青藏高原以北區(qū)域的地面太陽輻射異常顯著偏多，中國東北地區(qū)偏中北部也顯著偏多。最近的一些研究表明，NAO 可能通過環(huán)球遙相關(guān)波列的異常影響中國北方地區(qū)的氣候（Jin and Guan, 2017; Du et al., 2020）。NAO 指數(shù)與中國北方地區(qū)地面太陽輻射變化的聯(lián)系很可能與夏季環(huán)球遙相關(guān)的活動(dòng)有關(guān)，但具體的影響過程還需要進(jìn)一步分析。

夏季風(fēng)影響中國地區(qū)的地面太陽輻射異常范圍明顯不同于ENSO、AO 和NAO，夏季風(fēng)對(duì)地面太陽輻射異常影響最明顯的區(qū)域是江淮流域，當(dāng)夏季風(fēng)指數(shù)偏大時(shí)（圖2g），江淮流域降水異常偏多，云量異常增多，因而江淮流域地面太陽輻射異常顯著偏少，最小值達(dá)到-22 W/m2。當(dāng)夏季風(fēng)指數(shù)偏小時(shí)（圖2h），雨帶偏南，江淮流域降水異常偏少，可能導(dǎo)致江淮流域地面太陽輻射異常顯著偏多，最大值達(dá)到12 W/m2。

與春季相比，夏季的主要?dú)夂蛞蜃訉?duì)中國地區(qū)地面太陽輻射異常的顯著影響范圍較小，但比較復(fù)雜。其中，NAO 和夏季風(fēng)是夏季兩個(gè)較主要的影響因子，其偏強(qiáng)和偏弱異常會(huì)對(duì)特定區(qū)域造成相反的結(jié)果，夏季風(fēng)指數(shù)主要通過雨帶的天氣活動(dòng)影響江淮地區(qū)的地面太陽輻射異常。當(dāng)NAO 指數(shù)偏大（?。r(shí)，北方大部分地區(qū)地面太陽輻射異常偏少（多）。當(dāng)夏季風(fēng)偏強(qiáng)（弱）時(shí)，江淮流域的地面太陽輻射異常顯著偏少（多）。

3.3 秋季影響地面太陽輻射異常的主要?dú)夂蛑笖?shù)

NAO、冬季風(fēng)和東亞槽位置是影響中國地區(qū)秋季地面太陽輻射異常的主要因子。NAO 作為夏季和秋季地面太陽輻射異常的主要影響因子，其秋季與夏季的影響區(qū)域不同，在秋季，NAO 主要影響中國西部地區(qū)。在NAO 指數(shù)偏大年（圖3a），西部地區(qū)北方地面太陽輻射異常偏少而南方大部分地區(qū)偏多，其中，中國西南地區(qū)中部的地面太陽輻射異常顯著偏多，而西北地區(qū)中部和東部的地面太陽輻射異常顯著偏少，最少的位于西北地區(qū)的東部，達(dá)到-12 W/m2。在NAO 指數(shù)偏小年（圖3b），地面太陽輻射異常在西北地區(qū)南部顯著偏多，在廣東附近顯著偏少，偏少區(qū)域范圍雖小，但強(qiáng)度較大，達(dá)到-8 W/m2。所以NAO 主要與中國西部的地面太陽輻射異常關(guān)聯(lián)，當(dāng)NAO 指數(shù)偏大時(shí)，西部地區(qū)北方地面太陽輻射異常偏少而南方大部分地區(qū)偏多。

對(duì)于冬季風(fēng)指數(shù)偏大和偏小異常年（圖3c、3d），中國西北地區(qū)東部到華北地區(qū)西南部的地面太陽輻射顯著異常區(qū)域呈反向分布，即當(dāng)冬季風(fēng)指數(shù)偏大時(shí)，冬季風(fēng)較弱，弱冷空氣活動(dòng)可能維持在此地區(qū)，導(dǎo)致地面太陽輻射異常顯著偏少，最強(qiáng)中心為-10 W/m2；當(dāng)冬季風(fēng)指數(shù)偏小時(shí)，冷空氣活動(dòng)強(qiáng)，此地區(qū)被鋒后冷空氣主體控制，易出現(xiàn)晴朗天氣，所以地面太陽輻射異常顯著偏多，最強(qiáng)中心達(dá)到10 W/m2。東亞槽位置的影響與冬季風(fēng)的影響比較類似，當(dāng)東亞槽偏東時(shí)（圖3e），地面太陽輻射異常的顯著影響區(qū)域較小，主要在山東—河北南部一帶太陽輻射異常顯著偏少，而且強(qiáng)度較弱。當(dāng)東亞槽偏西時(shí)（圖3f），影響區(qū)域卻較廣，除中國東北地區(qū)外，中國北方大部分地區(qū)的地面太陽輻射為顯著的正異常，最大值為8 W/m2，此時(shí)地面太陽輻射顯著異常分布形態(tài)與東亞槽在春季偏西時(shí)較為一致。所以無論在春季還是秋季，當(dāng)東亞槽偏西時(shí)，中國北方地區(qū)（除東北地區(qū)）的地面太陽輻射異常偏多。總的來說，在秋季，冬季風(fēng)和東亞槽主要影響北方地區(qū)。當(dāng)東亞槽偏西或冬季風(fēng)指數(shù)偏小時(shí)，中國北方除東北地區(qū)外的大部分地區(qū)地面太陽輻射異常偏多。

圖3 秋季NAO 指數(shù)（a）偏大年、（b）偏小年，冬季風(fēng)指數(shù)（c）偏大年、（d）偏小年，東亞槽位置（e）偏東年、（f）偏西年地面太陽輻射異常合成（黑點(diǎn)區(qū)表示通過置信水平為90%的顯著性檢驗(yàn)）Fig. 3 Composite SSRA in the years of (a) large NAO index, (b) small NAO index, (c) large winter monsoon index, (d) small winter monsoon index,(e) eastern location of East Asian trough, and (f) western location of East Asian trough in autumn (the dotted areas denote the values are significant at the 90% confidence level)

3.4 冬季影響地面太陽輻射異常的主要?dú)夂蛑笖?shù)

在冬季，ENSO 和冬季風(fēng)是對(duì)中國地區(qū)地面太陽輻射異常較重要的影響因子，但是兩個(gè)因子在各自偏大和偏小異常年卻表現(xiàn)出明顯不同的特征。在ENSO 正位相年（圖4a），整個(gè)中國地區(qū)的地面太陽輻射異常偏少，其中在南方最為明顯，最小值達(dá)到-12 W/m2。有研究表明，在ENSO 正位相年，中國南方冬季降水容易偏多（張人禾等,2017），這可能導(dǎo)致云量增多，所以中國南方地面太陽輻射異常偏少。而在ENSO 負(fù)位相年（圖4b），中國地區(qū)的地面太陽輻射異常明顯不同，中國北方基本為顯著的正異常區(qū)域，顯著影響范圍較廣?？傮w來講，正異常強(qiáng)度較弱，中心最大值為4 W/m2，分布在河南—湖北一帶。

冬季風(fēng)指數(shù)偏大和偏小對(duì)中國地面太陽輻射的顯著影響區(qū)域也明顯不同。當(dāng)冬季風(fēng)指數(shù)偏大時(shí)（圖4c），冬季風(fēng)活動(dòng)偏弱，地面太陽輻射整體為負(fù)異常，但除在云南西北部有顯著的負(fù)異常外，其他區(qū)域不顯著，顯著影響范圍很小。但當(dāng)冬季風(fēng)偏強(qiáng)時(shí)（圖4d），顯著影響范圍卻很廣泛，與ENSO 負(fù)位相類似，中國北方地區(qū)的地面太陽輻射異?；緸轱@著偏多，最大顯著偏多值達(dá)到6 W/m2。由上述可見，ENSO 與冬季風(fēng)對(duì)地面太陽輻射異常的顯著影響區(qū)域具有不對(duì)稱性，在ENSO 負(fù)位相或冬季風(fēng)偏強(qiáng)時(shí)，中國大部分地區(qū)的地面太陽輻射異常偏多，顯著影響區(qū)域廣泛，北方大部分地區(qū)較為顯著。而ENSO 正位相或冬季風(fēng)偏弱有利于中國大部分地區(qū)的地面太陽輻射異常偏少，但顯著影響范圍較小，僅在華南或西南地區(qū)地面太陽輻射有顯著的異常。

4 結(jié)論與討論

本文利用1989～2018 年ERA5 地面接收的太陽輻射資料，NOAA 提供的Ni?o3.4、AO 和NAO指數(shù)，國家氣候中心的東亞槽位置指數(shù)，以及夏季風(fēng)指數(shù)等，對(duì)春、夏、秋和冬4 個(gè)季節(jié)中國地區(qū)地面太陽輻射異常的影響因子進(jìn)行分析，得到以下主要結(jié)論：

（1）在春季，東亞槽位置和冬季風(fēng)的影響范圍最廣，東亞槽位置對(duì)中國地面太陽輻射異常的影響較大，其位置偏東時(shí)，中國中東部地面太陽輻射異常顯著偏少。冬季風(fēng)和ENSO 分別對(duì)長(zhǎng)江流域南北、中國南方東部和西部有反位相的影響。冬季風(fēng)影響最大的是中國中東部，當(dāng)冬季風(fēng)偏弱（強(qiáng)）時(shí)，中國中東部的地面太陽輻射異常顯著偏少（多）。而ENSO 影響最顯著的區(qū)域是中國西北地區(qū)北部、華北地區(qū)西北部和云南。

（2）較春季相比，夏季的氣候因子對(duì)中國地區(qū)地面太陽輻射異常的顯著影響范圍較小。NAO和夏季風(fēng)是夏季兩個(gè)較主要的影響因子，其偏強(qiáng)和偏弱異常，會(huì)對(duì)特定區(qū)域造成相反的結(jié)果，NAO主要影響中國北方地區(qū)，當(dāng)NAO 指數(shù)偏大（小）時(shí)，地面太陽輻射異常在中國北方大部分地區(qū)偏少（多）。而夏季風(fēng)主要影響江淮流域，當(dāng)夏季風(fēng)偏強(qiáng)（弱）時(shí)，江淮流域的地面太陽輻射異常顯著偏少（多）。

（3）在秋季，地面太陽輻射異常主要受到東亞槽位置、冬季風(fēng)和NAO 的影響。其中東亞槽偏西時(shí)，地面太陽輻射異常的影響范圍較廣，此時(shí)除中國東北地區(qū)外，中國北方大部分地區(qū)的地面太陽輻射異常顯著偏多，但強(qiáng)度較弱。NAO 主要與中國西部的地面太陽輻射異常關(guān)聯(lián)，當(dāng)NAO 指數(shù)偏大時(shí)，西部地區(qū)北方地面太陽輻射異常偏少而南方大部分地區(qū)偏多。而當(dāng)冬季風(fēng)偏強(qiáng)時(shí)，中國北方除東北地區(qū)外的大部分地區(qū)地面太陽輻射異常偏多。

（4）在冬季，ENSO 和冬季風(fēng)是對(duì)地面太陽輻射異常較重要的影響因子，但是兩個(gè)因子在各自偏大和偏小異常年的顯著影響區(qū)域和強(qiáng)度并不對(duì)稱。在ENSO 負(fù)位相或冬季風(fēng)偏強(qiáng)時(shí)，顯著影響范圍廣泛，中國北方大部分地區(qū)的地面太陽輻射異常顯著偏多。反之，ENSO 正位相或冬季風(fēng)偏弱的顯著影響范圍較小，僅僅在華南或西南地區(qū)有顯著負(fù)異常。

本文的結(jié)論主要基于ERA5 再分析資料的統(tǒng)計(jì)分析得到，為了驗(yàn)證結(jié)果，我們也用美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心/美國國家大氣環(huán)境研究中心（NCEP/NCAR）再分析資料（Kalnay et al., 1996）重復(fù)了相關(guān)計(jì)算，結(jié)果比較一致。這些分析結(jié)果可以幫助我們了解中國大范圍的太陽短波輻射異常與氣候指數(shù)的關(guān)聯(lián)，尤其是不同地區(qū)在氣候指數(shù)條件下地面太陽輻射的分布特征。這對(duì)理解不同區(qū)域光伏發(fā)電資源變化的關(guān)聯(lián)性以及優(yōu)化發(fā)電量的調(diào)度平衡有重要意義。但關(guān)于主要環(huán)流指數(shù)對(duì)地面太陽輻射異常影響的氣候?qū)W原因，特別是具體的物理過程和機(jī)制還沒有涉及，在今后的工作中，有待進(jìn)一步研究探討。