2021年5月江南持續(xù)強降水的準雙周振蕩及可能成因?

郭浩康, 李 春, 石 劍

(中國海洋大學海洋與大氣學院, 山東 青島 266100)

在氣象學上,江南地區(qū)通常是指中國長江中下游以南、南嶺以北的區(qū)域。江南春雨是一般早于華南前汛期的連陰雨天氣,始于3月初,止于5月中旬[1-3],其中約50%的降水量集中在5月份(約占年降水量15%),會影響農(nóng)作物春播[4-5]。

江南春雨以不少于4 d的持續(xù)降水過程為主[6-7],功率譜分析表明其變化往往具有顯著的10～20 d準雙周振蕩[8]。10～20 d(準雙周)、15～40 d(準月)以及20～60 d(季節(jié)內(nèi))的大氣低頻振蕩能為環(huán)流形勢的穩(wěn)定維持提供充足的能量,因此南方春季持續(xù)降水通常發(fā)生在大氣低頻振蕩的活躍位相上[9]。

春季活躍的低緯度對流通過大氣波動向熱帶外傳播,進而會影響到江南春雨產(chǎn)生的環(huán)流背景[10]。南海及西北太平洋上空對流的準雙周振蕩在La Nia衰退年的春季較活躍[11],并以氣旋-反氣旋低頻耦合系統(tǒng)的形式向西或西北方向傳播[12-13],對長江以南春季降水的準雙周變化具有重要調(diào)制作用[14]。春季熱帶東印度洋對流活動的準雙周變化也較為頻繁[15-16],并通過熱力環(huán)流影響江南春雨的雨量[17]。

除熱帶和副熱帶擾動外,中高緯環(huán)流系統(tǒng)的低頻變化同樣會影響江南春雨。來自北大西洋的Rossby波的波能在準雙周尺度上沿歐亞遙相關波列(Eurasian teleconnection, EU)傳遞到長江以南并在此發(fā)生收斂,以氣旋式擾動增強華南地區(qū)上空的相對渦度及其經(jīng)向梯度,從而使華南地區(qū)的上升運動得以穩(wěn)定維持[13]。苗芮等[16]從個例分析的角度指出EU準雙周振蕩會引起華南地區(qū)春季對流的準雙周變化。持續(xù)性的江南春雨往往在熱帶異常對流活動和中高緯異常大氣環(huán)流的共同作用下產(chǎn)生[17]。

2021年5月江南地區(qū)降水具有顯著的異常性,強降水過程頻發(fā),降雨量達到常年的2倍,為近40年來同期最多?！秶覛夂蚬珗?021》[18]指出,5月15—23日江南地區(qū)遭遇的持續(xù)強降水過程,其綜合強度達到“高”等級。然而江南春雨相對于華南前汛期降水及江淮梅雨的研究仍較為有限,此次降水是否由已知機制引起,降水及其產(chǎn)生的可能原因是否具有新特征有待解釋。因此有必要對該階段持續(xù)強降水的特征及背后可能的影響機理進行深入探究,以深化對江南春雨,特別是晚春降水的認識,為今后對此類極端性江南春雨的預測提供可靠的理論依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 數(shù)據(jù)資料

降水資料為美國國家氣候預測中心(Climate prediction center,CPC)提供的陸面逐日降水資料,水平分辨率為0.5°×0.5°。大氣環(huán)流數(shù)據(jù)來自于美國環(huán)境預測中心/國家大氣研究中心(National centers for environmental prediction/National center for atmospheric research,NCEP/NCAR)的逐日再分析資料[19],包括不同等壓面上的位勢高度、水平風場、垂直速度(ω)、溫度、比濕以及相對濕度,也采用其地表氣壓用以消除地形對等壓面上數(shù)據(jù)的影響,水平分辨率均為2.5°×2.5°。此外,本文還使用了美國國家海洋和大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)插值后的向外長波輻射(Outgoing longwave radiation,OLR)逐日數(shù)據(jù),水平分辨率為2.5°×2.5°。上述資料選取時段為1981—2021年,氣候態(tài)選取時段為1981—2010年。

此外,本文直接使用Lee等[20]提出和處理得到的BSISO的空間模態(tài) (http://iprc.soest.hawaii.edu/users/jylee/bsiso/)和最新時間序列(https://apcc21.org/ser/moni.do?lang=en)。

1.2 方法與計算

本文用到的統(tǒng)計方法主要有:經(jīng)驗正交函數(shù)(EOF)分解、滑動平均、功率譜分析以及相關分析等。

文中降水、位勢高度、海平面氣壓、波活動通量、水汽通量、OLR以及垂直環(huán)流場等的距平值均為格點資料原始值與其對應格點氣候態(tài)相減得出。

為分析Rossby波在水平方向的傳播過程,本文根據(jù)Plum[21]提出的方法計算波活動通量:

(1)

式中:F表示波活動通量;p0等于氣壓/(1 000 hPa);ψ′代表流函數(shù);a為地球半徑; ?表示緯度;λ表示經(jīng)度。矢量指向的方向為Rossby波能量傳播方向。

本文所述的海洋大陸(Maritime continent,MC)為2021年5月對流準雙周活躍的區(qū)域(12.5°N—5°S,102.5°E—127.5°E)。根據(jù)氣象學定義和2021年5月降水分布,將107.5°E—122.5°E,25.5°N—30.5°N范圍內(nèi)的陸地區(qū)域定義為江南地區(qū),MC對流、江南逐日降水指數(shù)均為距平場的區(qū)域平均值。副高指數(shù)、EU指數(shù)以及江南5月降水量逐年指數(shù)的計算方法在正文中給出公式或說明。

2 2021年5月江南降水及大氣環(huán)流概況

2.1 江南5月異常強降水概況

圖1(a)所示的2021年5月累計降水主要分布于江南地區(qū),呈緯向帶狀分布,且東部多于西部,降水量普遍在200 mm以上,在浙江、福建以及江西三省交界處降水量較大,最大值達到711.2 mm。圖1(b)所示的降水距平百分率表明,2021年5月江南地區(qū)降水量整體比往年偏多50%以上,大部分地區(qū)比往年同期降水多1倍左右,甚至降水較為豐富的江南東部降水量比往年同期多出約兩倍。而與江南地區(qū)毗鄰的西南、華南地區(qū)降水量較往年明顯偏少。從圖1(c)所示的江南地區(qū)的區(qū)域平均降水量的年際變化來看,2021年5月江南地區(qū)降水量達到357.3 mm,為自1981年以來同期最多,是氣候平均值(177.4 mm)兩倍之余。

((a)、(b)中黑框代表江南地區(qū),(c)中紅線為江南地區(qū)降水量氣候平均值。The black boxes in (a) and (b) represent Jiangnan; The red line in (c) is the climatic average of precipitation in the Jiangnan region.)

2.2 2021年5月大氣環(huán)流與水汽輸送特征

圖2表明不同緯度顯著異常的大氣環(huán)流為2021年5月江南地區(qū)持續(xù)強降水提供了有利的環(huán)流背景條件。中高緯歐亞大陸上空有一支準正壓的EU遙相關波列,在此參考Wallace和Gutzler[22]以及楊雙艷等[23]的計算方法,將500 hPa位勢高度異常場上EU三個活動中心定義為關鍵區(qū),得到EU指數(shù)計算公式:

((a)中矢量為200 hPa上量級不小于10的水平波作用通量異常場(單位:m2/s2),(b)中紅色等值線為位勢高度氣候平均值,綠框區(qū)域從左到右分別為(20°W—30°E,47.5°N—62.5°N)、(42.5°E—85°E,42.5°N—67.5°N)及(100°E—130°E,40°N—60°N),(d) 紫框表示江南地區(qū)。The vector in (a) is the anomalous field (unit: m2/s2) of the horizontal wave action flux at 200 hPa of magnitude not less than 10. The red contour line in (b) is the climatic mean of the geopotential height and the green frame area is from the left to the right are (20°W—30°E, 47.5°N —62.5°N), (42.5°E —85°E, 42.5°N —67.5°N) and (100°E —130°E, 40°N —60° N). The purple box in (d) represents Jiangnan.)

(2)

式中Z*代表對應區(qū)域500 hPa位勢高度異常場的標準化平均值。結果表明,EU波列在2021年5月為明顯的正位相(“-+-”型),即歐洲上空低壓發(fā)展,烏拉爾阻塞高壓加強,貝加爾湖上空槽加深,使高緯冷空氣沿槽后向江南地區(qū)輸送。圖2(a)中高空200 hPa異常波活動通量表明,來自北大西洋上空的Rossby波向下游西伯利亞地區(qū)傳播,對EU正位相的維持具有重要作用,利于中高緯大氣環(huán)流形勢的穩(wěn)定。

此外,在副熱帶對流層中下層的西北太平洋異常反氣旋顯著增強,進而導致西北太平洋副熱帶高壓(簡稱為副高)較氣候態(tài)明顯偏強,以5 880 gpm等值線表征的副高北界壓到華南地區(qū)上空,西伸脊點位于中南半島上空,為暖濕氣流向江南地區(qū)輸送提供強大的動力支持(見圖2(b))。

除穩(wěn)定的大氣環(huán)流形勢外,充足且持續(xù)的水汽供應也是持續(xù)強降水產(chǎn)生的必要條件?？紤]到對流層300 hPa以上水汽輸送較弱,以及地形的影響[24],2021年5月整層水汽輸送及其異常積分區(qū)間為地表到300 hPa。圖3(a)顯示,來自南海、西北太平洋與來自孟加拉灣的水汽在副高和孟加拉灣北部南支槽影響下輸送到江南地區(qū),在副高西北側(即江南地區(qū))水汽發(fā)生劇烈的異常輻合(見圖3(b))。

從圖3(c) 所示的OLR異常場來看,江南地區(qū)及其北側淮河流域對流明顯增強,反映了江南地區(qū)降水鋒面向北傾斜的特征。其南側副高活動區(qū)域內(nèi)對流活動被下沉氣流抑制,而在低緯印度尼西亞、菲律賓南部及毗鄰海域均具有明顯的對流增強,整個東亞地區(qū)對流活動表現(xiàn)為南北向“三極子型”變化[25]。

3 2021年5月江南降水的雨帶演變和準雙周振蕩

3.1 雨帶演變

為進一步分析江南持續(xù)強降水的時空變化特征,對降水沿江南地區(qū)所在經(jīng)度(緯度)平均的緯度(經(jīng)度)-時間剖面進行分析。除上述EU指數(shù)外,在此采用國家氣候中心監(jiān)測業(yè)務中所使用的副高脊線和西伸脊點指數(shù)[26],并將700 hPa相當溫度經(jīng)向梯度較大的區(qū)域作為鋒區(qū)[27]。圖4表明, 2021年5月在正位相的EU和偏北的副高共同影響下,暖濕氣流與高緯干冷空氣在江南地區(qū)對峙形成準靜止鋒,從而使江南地區(qū)降水具有較強的持續(xù)性,雨帶隨鋒區(qū)的位移而發(fā)生南北擺動,其中5月16—24日EU正位相明顯加強、副高脊線更偏北,持續(xù)強降水在該階段較為集中(見圖4(a))。同時在5月15—21日期間西伸脊點更偏西(見圖4(b)),與西側南支槽間的氣壓梯度增大,經(jīng)向風增強,有利于低緯暖濕氣流輸送向江南。

(紫色虛線分別代表5月1和31日,黑色粗虛線不僅分別代表經(jīng)向和緯向平均的起始經(jīng)緯度(左),也代表標準化序列±1等值線(右),中間黑色細虛線代表標準化序列的0等值線(右)。The purple dashed lines represent May 1 and 31, respectively. The black thick dashed lines not only represent the mean longitudinal and zonal averages, respectively. The starting longitude and latitude (left) also represent the normalized sequence ±1 contour (right). The thin black dashed line in the middle represents the 0 contour of the normalized sequence (right).)

3.2 持續(xù)強降水的準雙周振蕩特征

本節(jié)利用EOF分析方法將江南地區(qū)降水的時空變化信號分離,前兩個模態(tài)方差分別占比27.23%和16.39%,基于North[28]檢驗獨立。圖5(a)反映的降水場第一模態(tài)空間分布與圖1(a)一致,主要以3～4 d的天氣尺度變化為主(見圖5(c))。江南雨帶南北擺動表現(xiàn)在第二模態(tài),其時間序列PC2-Pre(見圖5)可定量描繪雨帶的南北振蕩,當值增大時表現(xiàn)為雨帶北移,反之南移。對PC2-Pre的功率譜分析表明,除天氣尺度變化外,2021年5月江南地區(qū)雨帶南北擺動具有以12 d為主的準雙周振蕩周期(見圖5(f))。

圖5 2021年4月11日—6月20日江南地區(qū)降水量EOF分析的前兩個模態(tài)(a、d),107.5°E—122.5°E平均的垂直速度ω剖面EOF分析的第二模態(tài)(g),各自對應的時間序列(b、e、h)(h中紅色虛線為PC2-Pre,相關系數(shù)R為PC2-Pre與PC2-ω在2021年5月同期相關)及時間序列對應的功率譜分析(c、f、i)(黑線為功率譜能量曲線,紅虛線為顯著性水平為95%的紅噪聲檢驗)

另一方面,沿江南地區(qū)所在經(jīng)度(117.5°E —122.5°E)平均的ω剖面EOF第一模態(tài)反映東亞經(jīng)向環(huán)流存在大氣遙相關波列(圖略),而第二模態(tài)反映了該經(jīng)向波列的南北反相變化(見圖5(g))。第二模態(tài)時間序列PC2-ω的功率譜分析表明,經(jīng)向環(huán)流的南北變化也存在一個12 d的準雙周振蕩周期。值得注意的是,在2021年5月PC2-ω與降水場第二模態(tài)時間序列PC2-Pre兩者相關系數(shù)高達0.78(通過顯著性水平為0.05的信度檢驗)(見圖5(h))。這意味著類似于夏季東亞-太平洋(East Asia-Pacific,EAP)型遙相關通過調(diào)制低層氣旋、反氣旋的變化影響副高的位置和中國東部降水[29], 2021年5月在準雙周尺度上東亞遙相關波列南北振蕩與副高的位置變化和江南地區(qū)雨帶的南北擺動可能存在密切聯(lián)系。

4 2021年5月江南降水準雙周振蕩產(chǎn)生機理分析

為進一步研究影響2021年5月江南地區(qū)持續(xù)強降水準雙周振蕩的環(huán)流因子,我們將去掉天氣尺度擾動后的江南地區(qū)逐年5月31天內(nèi)的降水量指數(shù)與上述環(huán)流異常因子的指數(shù)進行同期相關分析。圖6表明,EU遙相關正位相增強、副高脊線偏北以及西伸脊點偏西的年份江南地區(qū)5月持續(xù)強降水過程的雨量顯著增多;當MC對流增強時不僅與副高脊線偏北相聯(lián)系,也與江南地區(qū)降水量顯著增多密切相關,值得注意的是上述相關關系在2021年5月顯著存在。圖7所示的功率譜分析表明上述環(huán)流因子均存在顯著的10～20 d范圍的準雙周振蕩,可能通過大氣環(huán)流異常變化直接或間接地影響江南地區(qū)持續(xù)強降水。

(未通過95%顯著性檢驗水平的相關系數(shù)也填為白色。The correlation coefficient that fails the 95% significance test level is also filled in white.)

圖7 EU(a)、MC對流(b)、副高脊線緯度(c)和西伸脊點(d)指數(shù)的功率譜分析(黑實線)及顯著性水平為95%的紅噪聲檢驗(紅色虛線)

圖8為采用比帶通濾波更便于實施的滑動平均[17]過濾出江南地區(qū)持續(xù)強降水及有關環(huán)流因子準雙周尺度(8～20 d)的分量,結合PC2-Pre的準雙周演變來看(見圖8(a)),2021年5月江南地區(qū)降水以雨帶“北上-南下”為一個周期可劃分為5月3—12日以及5月12—25日兩個連續(xù)準雙周振蕩周期,雨帶分別在5月6和19日最偏北且同期降水量達到最大,這也是大氣環(huán)流因子利于降水的位相活躍期,之后雨帶隨著西伸脊點東撤,副高脊線南移而向東南撤退(見圖8(a)、(b))。由于第二周期EU正位相更活躍、副高脊線更偏北、西伸脊點更偏西,為江南地區(qū)降水提供的偏北干冷空氣和偏南暖濕氣流更充足,使第二段時期的降水量更大,持續(xù)時間更長,由此引發(fā)了嚴重的洪澇災害。另外,EU指數(shù)和副高在降水第二時期明顯滯后于江南地區(qū)降水在下文解釋。

江南春雨的變化除與副高密切相關外,也受熱帶對流信號影響。結合圖3(c)所示的對流原始場距平及其演變(圖略)來看,2021年5月熱帶西太平洋地區(qū)整體以對流異常為主,而結合準雙周尺度上方差分析(圖略)和對流演變(見圖9(a))表明,對流在MC地區(qū)發(fā)生連續(xù)兩次準雙周振蕩。MC對流在準雙周尺度上增強對應于江南地區(qū)降水增強,在MC對流最強的5月6和19日江南降水最旺盛,之后的衰退也幾乎是同時發(fā)生的。兩次MC對流過程不同之處在于,首次對流起源于南海南部(102.5°E—115°E,0°—10°N),向西北側的菲律賓群島傳播;第二次對流起源于菲律賓以南海域(120°E—127.5°E,2.5°S—7.5°N),以異常氣旋的形式向中南半島傳播,且對流強度比第一次強,與Xu等[12]所述的從西北太平洋產(chǎn)生的準雙周對流傳播路徑較為吻合,對流產(chǎn)生的下沉氣流使副高北界更偏北,江南地區(qū)降水量更充沛。

((a)沿5°S—12.5°N平均的經(jīng)度-時間剖面,(b)沿102.5°E—127.5°E平均的緯度-時間剖面。(a)、(b)中紅虛線分別代表5月1日和31日,黑色橫虛線自上而下依次代表102.5°E、127.5°E(a),12.5°N 、5°S (b)。The longitude-time profile averaged along 5°S—12.5°N (a) and the latitude-time profile averaged along 102.5°E—127.5°E (b). The red dotted lines in (a) and (b) represent May 1 and 31, respectively and the black horizontal dotted lines represent 102.5°E, 127.5°E (a); 12.5°N, 5°S (b) from top to bottom.)

為探究在準雙周尺度上MC對流與江南地區(qū)持續(xù)強降水相聯(lián)系的大氣環(huán)流特征,圖10給出2021年5月不同時間準雙周尺度上江南地區(qū)所在經(jīng)度(107.5°E —122.5°E)平均的垂直速度ω的剖面。結果顯示,在低緯MC地區(qū)對流的準雙周振蕩活動與圖8(a)反映的情況基本一致,對流以波動的形式向北半球高緯傳播引起的經(jīng)向環(huán)流準雙周變化與垂直速度剖面EOF分析第二模態(tài)所反映的信號一致(見圖5(g)～(i))。在江南地區(qū)雨帶北移前,即準雙周尺度上江南降水開始前,MC地區(qū)盛行強烈的異常下沉氣流,江南地區(qū)上空對流同樣處于抑制狀態(tài),此時江南地區(qū)表現(xiàn)為少雨特征(見圖10(a)、(d))。接下來,隨著MC地區(qū)對流不斷發(fā)展,以圖10(c)、(f)所示的江南地區(qū)準雙周降水最活躍的5月6和19日為例,MC地區(qū)上升氣流在15°N—20°N下沉,從而使副高增強并使其北界偏北,為水汽向江南地區(qū)輸送提供動力支持,同時在20°N—30°N之間的對流層中下層產(chǎn)生一個次級環(huán)流圈,與Jin等[30]指出的MC對流異常時的環(huán)流形勢相似,江南地區(qū)上空垂直上升運動強烈,為持續(xù)強降水提供有利的環(huán)流條件。而當MC對流衰退為異常下沉運動時,與對流發(fā)展前環(huán)流形勢類似,副高整體南移,江南地區(qū)雨帶向南衰退(見圖10(a)、(d))。

(填色為垂直速度ω準雙周分量,單位:Pa·s-1;矢量為低頻ω和v的合成場,單位:m·s-1(水平),Pa·s-1(垂直);虛線間為江南地區(qū)。Colored as the quasi-bicycle component of vertical velocity ω, unit: Pa·s-1; The vector is the composite field of low-frequency ω and v, unit: m·s-1 (horizontal), Pa·s-1 (vertical); The dotted line is Jiangnan.)

需要指出的是,由于波動不斷北傳,在降水第二周期由盛轉衰時下沉氣流傳播到15°N—20°N之間(見圖10(g)),一方面利于副高穩(wěn)定在偏北的位置且繼續(xù)略向北移動,另一方面北傳到江南地區(qū)對流層上層200～300 hPa的下沉氣流對降水具有一定削弱作用,隨后繼續(xù)北傳的波動對江南地區(qū)降水的抑制作用增強。另外起源于低緯的強大對流系統(tǒng)隨波動北傳到赤道至15°N之間,大幅削弱副高的強度,南海上空500 hPa表現(xiàn)為異常氣旋(圖略),同時21日前后正值EU正位相增強,侵擾江南地區(qū)的偏北風增強,從而吹響江南地區(qū)的西南暖濕氣流轉為偏北異常氣流,導致降水的變化超前于副高脊線變化3 d,超前于EU遙相關約4 d。

綜上,2021年5月江南地區(qū)持續(xù)強降水準雙周振蕩由不同緯度環(huán)流因子異常變化所致。EU和副高直接影響江南地區(qū)冷、暖氣流和水汽輸送,MC地區(qū)對流準雙周振蕩通過向極傳播的波動調(diào)制江南地區(qū)持續(xù)強降水的環(huán)流形勢。

5 總結與討論

2021年5月江南地區(qū)持續(xù)強降水過程頻發(fā),引發(fā)了嚴重的洪澇災害。本文從該異常降水事件的概況及大氣環(huán)流異常特征的角度出發(fā),對持續(xù)強降水及背后大氣環(huán)流因子的周期性振蕩進行了分析,結論如下:

(1)2021年5月江南地區(qū)雨量充沛,落水區(qū)呈緯向帶狀分布,在浙江、福建以及江西三省交界處降水量較大,最大值達到711.2 mm。江南地區(qū)降水整體較往年偏多約1倍,為自1981年以來同期降水最多。來自北大西洋的Rossby波列向歐亞大陸頻散,使EU正位相穩(wěn)定維持,烏拉爾阻塞高壓加強,貝加爾湖上空低壓槽加深,為高緯冷空氣不斷南下影響江南地區(qū)提供有利的環(huán)流條件。異常偏西偏北的副高使得孟加拉灣、南海以及西北太平洋的水汽輸送到江南地區(qū)。

(2)在正位相的EU和偏北的副高不斷變化和相互影響下,在江南地區(qū)形成準靜止鋒并產(chǎn)生持續(xù)強降水,降水量以5月16—24日最為集中。雨帶隨鋒區(qū)南北位移在江南地區(qū)發(fā)生明顯的南北振蕩的特征反映在降水場EOF分析第二模態(tài),具有顯著的準雙周振蕩特征(周期為12 d)。這與江南地區(qū)所在經(jīng)度平均的垂直速度EOF分析的第二模態(tài)時間序列相關性高達0.78,這意味著江南地區(qū)雨帶的南北振蕩可能與由赤道北傳的東亞遙相關有關。

(3)副高脊線和西伸脊點的準雙周振蕩引起江南地區(qū)降水的南北擺動,造成降水量和降水落區(qū)在5月3—12日及5月12—25日間連續(xù)兩次準雙周振蕩,分別在5月6和19日雨帶最偏北且降水量最大。由于第二周期EU正位相更活躍,副高脊線更偏北、西伸脊點更偏西,為江南地區(qū)降水提供的偏北干冷空氣和偏南暖濕氣流更充足,降水量更大。

江南地區(qū)降水受同期準雙周尺度上活躍的MC對流所激發(fā)的東亞遙相關波列的影響較顯著。當MC對流發(fā)展時,上升氣流在20°N附近下沉,使副高增強,北界偏北,利于水汽向江南地區(qū)輸送。同時,在20°N—30°N之間的對流層中下層產(chǎn)生一個次級環(huán)流圈,江南地區(qū)上空垂直上升運動強烈。在降水第二個準雙周振蕩周期衰退階段,由于波列繼續(xù)向北傳播,進而導致降水位相略“超前”于環(huán)流。

(4)盡管本文從2021年5月江南極端降水個例出發(fā),指出了熱帶大氣低頻振蕩對江南環(huán)流形勢的調(diào)控作用,但能夠影響5月江南地區(qū)持續(xù)強降水的熱帶低頻信號是復雜的。Lee等[20]定義的BSISO指標的BSISO1能較好地反映熱帶對流向北向東傳播的特征, 2021年5月準雙周分量的對流場與BSISO的第一模態(tài)EOF1空間相關系數(shù)高達0.53且通過95%的顯著性檢驗(與EOF2、EOF3、EOF4相關系數(shù)依次為0.11、0.10、0.05,且均未通過95%的顯著性檢驗),與BSISO1-2相比(見圖11(b)),其對應的時間序列BSISO1-1的功率譜同樣存在一個更接近于降水場第二模態(tài)時間序列PC2-Pre的10 d左右的準雙周振蕩周期(見圖11(a))。同時,準雙周尺度上超前3天的BSISO1-1的演變與PC2-Pre的關系比BSISO1-2與PC2-Pre的關系更為密切(見圖11(c)—(d))。在此參考Wang等[31]的方法,用BSISO中BSISO1-1重構了OLR異常場(BSISO1-1(t)×EOF1,t為時間)并過濾出準雙周分量,圖12表明2021年5月前后BSISO第一模態(tài)表現(xiàn)出了明顯的向北向東傳遞的特征,且超前3天的空間模態(tài)對印度洋和MC地區(qū)、西北太平洋副高活動區(qū)域以及江南地區(qū)的對流和對流抑制具有良好的預報意義。

(打點表示通過了95%顯著性水平檢驗。Dots indicate passing the 95% significance level test.)

同時,Lee等[20]表明BSISO1和MJO活動密切相關,白旭旭等[32]通過模式模擬發(fā)現(xiàn),當起源于印度洋的熱帶季節(jié)內(nèi)振蕩(MJO)發(fā)生時,江南春雨顯著增多,因此有必要繼續(xù)對2021年5月發(fā)生的MJO、BSISO過程與MC對流、副高和江南持續(xù)強降水的聯(lián)系進一步研究。

致謝：首先感謝匿名審稿人的寶貴意見與建議,這對我們工作的進一步完善具有重要作用。此外,也要對無私提供數(shù)據(jù)資料的CPC、NCEP/NCAR以及NOAA表示感謝。最后對本文創(chuàng)作過程中的參與、關心人員表示衷心感謝。