2021年9月長江以南地區(qū)高溫異常及其和南印度洋海溫異常的聯(lián)系

閆尊，金大超

摘要：利用1979—2021年格點(diǎn)化數(shù)據(jù)集CN05.1月平均氣溫資料、歐洲中期天氣預(yù)報中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）ERA5（ECMWF Reanalysis v5）大氣再分析資料和全球范圍擴(kuò)展重建海面溫度資料第5版本（Extended Reconstructed Sea Surface Temperature version 5，ERSSTv5）月平均海面溫度（以下簡稱“海溫”）資料，對2021年9月長江以南地區(qū)高溫異常及其和同期南印度洋海溫異常的聯(lián)系進(jìn)行了分析。研究結(jié)果如下：2021年9月，中國東部長江以南地區(qū)出現(xiàn)高溫異常事件，高溫異常值約為3.33 ℃，去除長期趨勢后高溫異常值約為2.46 ℃，是近40 a來9月最高值。進(jìn)一步研究表明，長江以南地區(qū)溫度異常和南印度洋海溫異常存在聯(lián)系。2021年9月南印度洋大部分區(qū)域冷海溫異常，對流層低層輻散異常、高層輻合異常，海洋性大陸（maritime continent，MC）區(qū)域低層輻合異常、高層輻散異常，受異常上升運(yùn)動控制，上述環(huán)流異常引起東亞地區(qū)局地哈得來環(huán)流增強(qiáng)，長江以南地區(qū)受異常下沉氣流控制，高溫異常。另一方面，熱帶東南印度洋暖海溫異常，通過Matsuno-Gill響應(yīng)，引起MC至熱帶西太平洋對流層低層?xùn)|風(fēng)異常，使得西北太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度偏強(qiáng)且范圍偏西，有利于維持長江以南的異常下沉運(yùn)動。非絕熱加熱異常的診斷結(jié)果亦顯示，南印度洋的冷海溫異?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)MC區(qū)域的非絕熱加熱異常使長江以南地區(qū)的非絕熱加熱負(fù)異常，長江以南地區(qū)垂直溫度平流正異常所引起的下沉運(yùn)動對該地區(qū)高溫異常起到了貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：2021年9月；長江以南地區(qū)；高溫異常；南印度洋；海溫異常

中圖分類號：P47? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ?文章編號：2096-3599（2023）02-0001-00

DOI： 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2023.02.004

High temperatures over regions south of the Yangtze River in September 2021 and their linkage with southern Indian Ocean SSTAs

YAN Zun1，2， JIN Dachao1，2

（1. Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education， Nanjing University of Information Science & Technology， Nanjing 210044， China; 2. Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disaster， Nanjing University of Information Science & Technology， Nanjing 210044，? China）

Abstract： Based on the CN05.1 monthly mean temperature， the ERA5 （ECMWF Reanalysis v5） reanalysis， and the monthly mean SST （sea surface temperature） of ERSSTv5 （Extended Reconstructed Sea Surface Temperature version 5） from 1979 to 2021， the high temperatures over the regions south of the Yangtze River （RSYR） in September 2021and their linkage with the SST anomalies （SSTAs） in the southern Indian Ocean （SIO） are analyzed. The results are as follows. In September 2021， abnormally high temperatures are found over the RSYR in eastern China. The high temperature anomaly over RSYR （24.2–30.8°N， 108.5–117.5°E） reaches about 3.33 ℃. After removing the long-term trends， it is still about 2.46 ℃， which is the highest in September during the past 4 decades. Further analysis shows that there is a linkage between the abnormally high temperatures over RSYR and the cooling in the SIO during September 2021. The negative SSTAs in SIO is accompanied by an anticyclonic circulation anomaly in the lower troposphere. Simultaneously， anomalous low-level divergence and high-level convergence are observed over the majority of this sea area. The SIO cooling also causes anomalous low-level convergence and anomalous high-level divergence over the maritime continent （MC）， which is controlled by anomalous ascent motion. These large-scale circulation anomalies can strengthen the local Hadley circulation over East Asia and abnormal downdraft over RSYR， which causes high temperature weather there. Furthermore， the positive SSTAs in the tropical southeast Indian Ocean is accompanied by the non-adiabatic heating， the Matsuno-Gill response of the lower level induces the easterly anomalies prevailing from the MC to the tropical western Pacific， and the western Pacific subtropical high （WPSH） lies to the west of its normal and is slightly intensified， which is conducive to maintain the anomalous descent motion over RSYR. Large-scale heating budget analysis indicates that the negative SIO SSTAs can cause the negative non-adiabatic heating anomaly over RSYR by regulating the non-adiabatic heating anomaly over the MC region. The descent motion caused by the positive vertical temperature advection anomaly contributes to the high temperatures over RSYR in September 2021.

Keywords：? September 2021; regions south of the Yangtze River; high temperatures; southern Indian Ocean; sea surface temperature anomaly

引言

長江以南地區(qū)位于東亞大陸副熱帶地區(qū)，受西太平洋副熱帶高壓的影響高溫異常事件頻發(fā)[1-4]，給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳罴吧鐣l(fā)展造成了嚴(yán)重影響。如2003年夏季，中國南方地區(qū)出現(xiàn)的大范圍持續(xù)性異常高溫天氣[1]，造成水稻穎花不育而嚴(yán)重減產(chǎn)[5]；2013年夏季長江中下游地區(qū)持續(xù)高溫伏旱[2]，高溫?zé)岷υ绲?、棉花、玉米等農(nóng)作物生長不利，造成茶葉、蔬菜減產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)480多億元[3]；又如2021年9月，長江以南地區(qū)高溫異常，多省份溫度異常大于3 ℃，是近40 a來9月溫度的最高值。上述大范圍強(qiáng)高溫天氣嚴(yán)重影響了人民群眾的生產(chǎn)生活及身體健康，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

長江以南地區(qū)氣候異常影響因子眾多，夏季溫度異常和中緯度遙相關(guān)波列及熱帶海溫異常存在聯(lián)系[6]。印度洋海表溫度異常會導(dǎo)致華南夏季氣候異常[7]，東南熱帶印度洋海表溫度異常對中國東部秋季氣候異常也存在影響[8]。熱帶印度洋海盆模態(tài)變暖，通過斜壓開爾文波（Kelvin wave）引發(fā)西北太平洋和中國南部的低層異常反氣旋環(huán)流，使得長江以南地區(qū)夏末降水減少和極端高溫事件增加[9-10]。厄爾尼諾–南方濤動（El Ni?o-Southern Oscillation，ENSO）通過影響春季印度洋海盆尺度增暖，并在夏季通過東傳的開爾文波影響東亞地區(qū)氣候異常[11-13]。El Ni?o發(fā)展階段，西北太平洋反氣旋環(huán)流異常[14-15]，南海和菲律賓周圍的對流活動減弱[16-17]，副熱帶高壓南移，進(jìn)而影響長江以南地區(qū)夏季氣候異常[18]。拉尼娜（La Ni?a）發(fā)展年夏季，熱帶中東太平洋的冷海溫異常對維持西北太平洋反氣旋環(huán)流異常起著重要的作用[19]。長江以南地區(qū)夏季溫度異常和ENSO的聯(lián)系還存在顯著的年代際變化[20]。長江以南地區(qū)夏季的極端高溫活動在太平洋經(jīng)向模態(tài)正位相期間明顯增強(qiáng)，反之亦然[21]。長江以南地區(qū)的極端高溫事件還和北半球夏季季節(jié)內(nèi)振蕩及大氣環(huán)流準(zhǔn)雙周振蕩存在聯(lián)系[22-23]。海洋大陸區(qū)域持續(xù)的異常熱力強(qiáng)迫可導(dǎo)致長江中下游地區(qū)的輻合輻散異常，進(jìn)而調(diào)節(jié)該地區(qū)的降水異常[24]。南印度洋偶極子也可通過調(diào)節(jié)東亞地區(qū)大氣環(huán)流異常，進(jìn)而影響中國南方地區(qū)夏季降水異常[25]。

長江以南地區(qū)溫度異常存在顯著的年際變化、年代際變化和長期變化趨勢。20世紀(jì)下半葉，中國東南部地區(qū)夏季高溫?zé)崂顺掷m(xù)時間減少[26-27]；20世紀(jì)60—70年代，除西北地區(qū)外的中國大部分地區(qū)，熱日數(shù)頻次較高，20世紀(jì)80年代較低[28]，年際和年代際變化較大[29]。20世紀(jì)90年代初，長江以南地區(qū)熱日數(shù)及熱浪頻率呈增加的趨勢[27]。20世紀(jì)90年代中期，中國極端高溫日數(shù)呈增加的趨勢[30]。

如前文所述，長江以南地區(qū)溫度異常和印度洋海溫異常存在聯(lián)系[9]。而2021年9月南印度洋大部分海域海溫負(fù)異常（具體分析見本文第3部分），這對2021年9月長江以南地區(qū)溫度異常偏高存在什么樣的貢獻(xiàn)？弄清這個問題，可為深刻理解長江以南地區(qū)初秋溫度異常提供科學(xué)依據(jù)，亦可為預(yù)測長江以南地區(qū)初秋溫度異常及防災(zāi)減災(zāi)提供線索。

1 資料和方法

選用1979—2021年格點(diǎn)化數(shù)據(jù)集CN05.1水平分辨率為0.25°×0.25°的月平均氣溫資料[31]、美國國家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）的全球范圍擴(kuò)展重建海面溫度資料第5版本（Extended Reconstructed Sea Surface Temperature version 5，ERSSTv5）水平分辨率為2°×2°的月平均海表溫度資料[32]及同期歐洲中期天氣預(yù)報中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）ERA5（ECMWF? Reanalysis v5）水平分辨率為1.25°×1.25°的大氣再分析資料[33]。除圖1a、c外，本文所用資料均利用最小二乘法濾除了長期線性趨勢。文中所指長江以南地區(qū)為湖北和安徽南部、貴州東部、湖南、江西西部、福建西部及兩廣地區(qū)的北部地區(qū)，范圍為24.2°～30.8°N、108.5°～117.5°E（圖1b矩形框區(qū)域）。

為了分析與2021年9月長江以南地區(qū)高溫異常相聯(lián)系的熱力學(xué)條件，還利用“倒算法”計算了大氣整層的非絕熱加熱率[34]：

，（1）

其中= Q1 / Cp ，Q1為1 000 hPa至100 hPa整層垂直積分的非絕熱加熱率，Cp 為定壓比熱容，T為溫度，V為水平運(yùn)動矢量， 為水平梯度算子，ω為p坐標(biāo)系下垂直速度，靜力穩(wěn)定度 σ = α / Cp ? T / P，α為比容，P為氣壓。等式（1）右側(cè)3項分別為溫度局地變化、水平溫度平流項和垂直溫度平流項，月時間尺度溫度的局地變化項可忽略。

為了驗證2021年9月南印度洋海溫異常影響長江以南地區(qū)高溫異常的物理機(jī)制，還使用區(qū)域大氣模式（Community Atmosphere Model version 6，CAM6）[35]設(shè)計了控制試驗和敏感性試驗，CAM6為美國國家大氣研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）通用地球系統(tǒng)模式（Community Earth System Model，CESM）2.1.3的大氣分量。模式的水平分辨率為1.9°2.5°（f19_g16），32層垂直分層大氣混合氣壓坐標(biāo)（atmosphere hybrid sigma pressure coordinate），選用的組件集（compset）為F2000climo。模式設(shè)計的具體方案詳見第5部分。

2 2021年9月中國東部長江以南地區(qū)高溫異常特征

2021年9月長江以南地區(qū)多省出現(xiàn)高溫異常，除兩廣地區(qū)南部和云南西部，長江以南大部分地區(qū)平均溫度較氣候平均偏高2 ℃，其中湖北、安徽、浙江、貴州、廣西、湖南、廣東、江西等8?。▍^(qū)）部分區(qū)域為溫度異常的大值區(qū)，溫度異常大于3 ℃，溫度異常的極大值位于湖南省中部地區(qū)，大于4 ℃（圖1a）。濾除長期線性趨勢后，2021年長江以南地區(qū)夏季溫度異常仍呈類似的空間分布（圖1b），溫度異常大值區(qū)位于湖北和安徽南部、浙江西部、貴州東部、湖南、江西西部及兩廣地區(qū)北部，上述區(qū)域大部分地區(qū)溫度異常超過2 ℃。湖南中部地區(qū)去趨勢后仍為溫度異常的極大值區(qū)，大于3 ℃（圖1a）。2021年9月，長江以南地區(qū)為1979年以來溫度的最高值，區(qū)域平均溫度異常超過2倍標(biāo)準(zhǔn)差（圖1c）。

3 大氣環(huán)流異常

2021年9月850 hPa位勢高度及風(fēng)場異常場（圖2a）顯示，長江以南地區(qū)至西北太平洋位勢高度正異常、反氣旋環(huán)流異常，環(huán)流異常中心位于臺灣島以東的洋面上，136°E、20°N附近存在氣旋式環(huán)流異常及位勢高度負(fù)異常。西北太平洋至長江以南地區(qū)受緯向拉長的反氣旋環(huán)流異?？刂?，其中2021年9月148 dagpm等值線較氣候平均的148 dagpm線位置偏西約30個經(jīng)度，說明西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度偏強(qiáng)且范圍偏西。還注意到，長江以北至黃河中下游地區(qū)受氣旋式環(huán)流異常及位勢高度負(fù)異常的控制。對流層低層西北太平洋地區(qū)反氣旋環(huán)流異常、長江以北地區(qū)氣旋式環(huán)流異常，這樣的環(huán)流異?？赡芎吞窖蟥C日本（Pacific-Japan，PJ）/東亞–太平洋（East Asia-Pacific，EAP）型遙相關(guān)存在聯(lián)系[36-37]。

500 hPa位勢高度異常及風(fēng)場異常場（圖2b）顯示，東亞至135°E以西的西北太平洋區(qū)域均為位勢高度正異常和反氣旋環(huán)流異常。由200 hPa位勢高度異常及風(fēng)場異常場（圖2c）可以發(fā)現(xiàn)，長江以南地區(qū)東北側(cè)受異常西北—東南向反氣旋環(huán)流異常控制，西側(cè)受異常氣旋式環(huán)流異?？刂?，長江以南地區(qū)為上述反氣旋環(huán)流西南側(cè)的異常東南風(fēng)和氣旋環(huán)流異常東南側(cè)的異常西南風(fēng)輻合區(qū)域。高層輻合有利于長江以南地區(qū)受異常下沉氣流控制，長江以南地區(qū)總云量負(fù)異常（圖2d），從而有利于長江以南地區(qū)高溫異常的產(chǎn)生和維持。

4 海面溫度異常

為了揭示印度洋海溫異常對2021年9月長江以南地區(qū)高溫異常的影響，分析了2021年9月印度洋區(qū)域海溫異常（圖3a），注意到除熱帶東南印度洋海溫正異常外，南印度洋大部分海域海溫負(fù)異常，其中中南印度洋存在海溫負(fù)異常絕對值大值區(qū)。為弄清南印度洋海溫異常是否和長江以南地區(qū)溫度異常存在聯(lián)系，計算了9月長江以南地區(qū)溫度異常和同期海溫異常相關(guān)系數(shù)空間分布（圖3b），發(fā)現(xiàn)長江以南溫度異常與熱帶東南印度洋（南印度洋）海溫異常存在顯著的正（負(fù)）相關(guān)關(guān)系，即熱帶東南印度洋（南印度洋）海溫正（負(fù)）異常時長江以南地區(qū)溫度正異常，反之亦然。將圖3b中矩形框區(qū)域0°～10°S、95.5°～110°E和15°～27°S、70°～97°E平均的海溫異常（sea surface temperature anomalies，SSTAs）差定義為和華南溫度異常相聯(lián)系的南印度洋偶極子指數(shù)（index of the Southern Indian Ocean dipole，簡記為“ISIOD”）。長江以南地區(qū)9月溫度距平與ISIOD相關(guān)系數(shù)為0.49，通過了95%置信度水平的顯著性檢驗，進(jìn)一步表明熱帶南印度洋海溫異常可能和長江以南地區(qū)溫度異常存在聯(lián)系。注意到，2021年9月ISIOD指數(shù)為0.8倍標(biāo)準(zhǔn)差，這暗示2021年9月南印度洋海溫異?？赡軐ν陂L江以南地區(qū)的高溫異常存在一定的貢獻(xiàn)。

有研究表明，南印度洋海溫異?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)東亞地區(qū)局地哈得來（Hadley）環(huán)流異常影響華南地區(qū)氣候異常[25，38]。而2021年9月，南印度洋海溫異常對同期長江以南地區(qū)溫度異常的影響機(jī)理如何？

5 南印度洋海溫異常對長江以南地區(qū)高溫異常的影響機(jī)制

前文分析表明，2021年9月長江以南地區(qū)高溫異常事件可能受南印度洋海溫異常的影響，下文將從環(huán)流異常和非絕熱加熱異常著手，揭示二者聯(lián)系的物理機(jī)制。

由于2021年9月熱帶東南印度洋暖海溫異常、南印度洋冷海溫異常（圖3a），與之相聯(lián)系的850 hPa流函數(shù)及旋轉(zhuǎn)風(fēng)距平場（圖4a）顯示，熱帶印度洋沿赤道存在一對氣旋式環(huán)流異常，海洋性大陸（10°S～20°N，90°E～150°E；maritime continent，MC）[39]至熱帶中太平洋東風(fēng)異常。進(jìn)一步分析表明，熱帶東南印度洋非絕熱加熱正異常（圖5a），可通過Matsuno-Gill響應(yīng)[40-41]激發(fā)大氣對流層低層產(chǎn)生上述環(huán)流異常。850 hPa和200 hPa速度勢和輻散風(fēng)距平場（圖4b、c）顯示，南印度洋冷海溫異常（圖3a）引起該海域上空對流層低層異常輻散、高層異常輻合，伴隨異常下沉運(yùn)動（圖4d）。南印度洋上空的輻合輻散異常引起MC區(qū)域低層輻合（圖4b）、高層輻散（圖4c），受異常上升運(yùn)動控制（圖4d）。MC區(qū)域低層輻合還引起印度洋赤道兩側(cè)存在一對氣旋式環(huán)流異常，熱帶西太平洋東風(fēng)異常[40]。熱帶西太平洋的東風(fēng)異常增強(qiáng)了西太平洋副熱帶高壓（圖2a和圖4a），西太平洋副熱帶高壓的增強(qiáng)使得長江以南地區(qū)高溫異常。另一方面，MC區(qū)域的輻合輻散異常增強(qiáng)了東亞地區(qū)局地哈得來環(huán)流，長江以南地區(qū)下沉運(yùn)動增強(qiáng)（圖4d）、總云量減少（圖2d），也有利于長江以南地區(qū)接收更多的太陽輻射（圖略），引起長江以南地區(qū)高溫異常的產(chǎn)生。

非絕熱加熱異常（圖5a）顯示，長江以南至西北太平洋地區(qū)非絕熱冷卻、垂直溫度平流正異常（圖5b），并無顯著的水平溫度平流（圖5c）。這表明長江以南地區(qū)異常下沉氣流的動力加熱作用是造成2021年9月長江以南地區(qū)高溫異常的主要原因。而MC區(qū)域和長江以北至黃河中下游地區(qū)的非絕熱加熱正異常（圖5a），則由上升氣流的動力冷卻（圖5b）所平衡。這說明中高緯度地區(qū)的環(huán)流異?？赡芤埠?021年9月長江以南地區(qū)的高溫異常事件存在聯(lián)系，但是本文主要討論南印度洋海溫異常對長江以南地區(qū)此次高溫異常事件的影響及機(jī)理，故不對上述問題進(jìn)行深入討論。同時注意到，南印度洋非絕熱冷卻（圖5a）及弱的冷平流（圖5c）抵消了下沉氣流引起的動力加熱（圖5b）。上述分析表明，南印度洋冷海溫異常還可通過垂直方向上的動力加熱調(diào)節(jié)長江以南地區(qū)的溫度異常。

6 數(shù)值試驗結(jié)果

為了驗證2021年9月南印度洋海溫異常通過影響MC區(qū)域的環(huán)流異常、進(jìn)而調(diào)節(jié)長江以南地區(qū)的高溫異常物理機(jī)制，設(shè)計了2組數(shù)值試驗。一組為控制試驗，利用8—9月氣候平均的海溫場強(qiáng)迫模式積分2個月；另一組為敏感性試驗，將南印度洋（0°～30°S，30°～120°E）2021年9月海溫異常疊加在模式自帶的當(dāng)月氣候平均海溫場上，并用其強(qiáng)迫模式從8月開始積分至9月?？刂圃囼灪兔舾行栽囼灨饔?5個成員，每個成員的初始條件略微存在差異，將敏感性試驗和控制試驗9月集合平均的結(jié)果進(jìn)行差值合成分析，以驗證通過觀測資料所得結(jié)論。

敏感性試驗和控制試驗的表面溫度差值合成場（圖6）顯示，盡管溫度正異常的數(shù)值小于觀測值，但長江以南地區(qū)溫度正異常分布和觀測的溫度異?？臻g分布（圖1b）一致，長江以南大部分地區(qū)表面溫度偏高0.2 ℃，溫度異常的極大值位于湖南省中部地區(qū)，大于0.5 ℃。敏感性試驗和控制試驗的850 hPa位勢高度差值合成場（圖7a）顯示，當(dāng)熱帶東南印度洋暖海溫異常時，大氣的羅斯貝（Rossby）波響應(yīng)引起南印度洋和孟加拉灣至印度次大陸存在一對氣旋式環(huán)流異常，且南印度洋的氣旋式環(huán)流異常位置和觀測（圖4a）較為吻合。菲律賓群島至南海地區(qū)東風(fēng)異常，西北太平洋反氣旋環(huán)流異常，東北亞地區(qū)氣旋式環(huán)流異常，長江以南地區(qū)位于反氣旋環(huán)流西北側(cè)，西風(fēng)異常顯著，長江以南地區(qū)為位勢高度正異常，這與西北太平洋地區(qū)的大氣環(huán)流異常（圖2a）較為相似。

敏感性試驗和控制試驗的850 hPa速度勢及輻散風(fēng)的差值合成場結(jié)果（圖7b）顯示，南印度洋冷海溫異常引起低層異常輻散（圖7b）、高層異常輻合（圖7c），并引起蘇門答臘島以南至澳大利亞西側(cè)海域低層輻合異常（圖7b）、高層輻散異常（圖7c），受異常上升運(yùn)動控制（圖7d）。而MC區(qū)域的異常上升運(yùn)動和西北太平洋地區(qū)的異常下沉運(yùn)動（圖7d）則增強(qiáng)了東亞地區(qū)的局地哈得來環(huán)流，也有利于長江以南地區(qū)受異常下沉氣流控制。同時，西北太平洋及長江以南地區(qū)受異常反氣旋環(huán)流（圖7a）控制，低層異常輻散（圖7b）、高層異常輻合（圖7c），上述環(huán)流異常均有利于長江以南地區(qū)高溫異常。盡管數(shù)值試驗部分區(qū)域的環(huán)流異常位置和觀測存在一定的偏差，但是其結(jié)果基本可以再現(xiàn)南印度洋海溫異常對長江以南地區(qū)高溫異常事件影響的物理機(jī)制。

觀測結(jié)果和數(shù)值試驗結(jié)果均顯示，南印度洋冷海溫異常時，該區(qū)域?qū)α鲗拥蛯赢惓］椛?、高層異常輻合，并引起MC區(qū)域低層異常輻合、高層異常輻散。MC區(qū)域上空的異常上升運(yùn)動有利于東亞地區(qū)局地哈得來環(huán)流增強(qiáng)，長江以南地區(qū)受異常下沉氣流控制，高溫異常。熱帶東南印度洋的正SSTAs與熱帶西南印度洋的負(fù)SSTAs相反，通過Matsuno-Gill響應(yīng)，引起MC區(qū)域至熱帶西太平洋對流層低層?xùn)|風(fēng)異常，西北太平洋反氣旋環(huán)流異常，使得西北太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度偏強(qiáng)且范圍偏西，有利于維持長江以南的異常下沉運(yùn)動（圖8）。

7 結(jié)論

利用格點(diǎn)化數(shù)據(jù)集CN05.1高分辨率月平均溫度資料、ERSSTv5月平均海面溫度資料和ERA5大氣再分析資料分析了2021年9月長江以南地區(qū)高溫異常及其和南印度洋海溫異常的聯(lián)系及機(jī)理，得到以下結(jié)論：

（1）2021年9月長江以南地區(qū)為1979年以來溫度的最高值，長江以南地區(qū)區(qū)域平均溫度異常約為3.33 ℃，超過2倍標(biāo)準(zhǔn)差。去除長期線性趨勢后，2021年9月長江以南地區(qū)區(qū)域平均溫度異常約為2.46 ℃，超過2倍標(biāo)準(zhǔn)差。

（2）長江以南地區(qū)2021年9月溫度異常和南印度洋海溫異常存在密切聯(lián)系。9月熱帶東南印度洋暖海溫異常、南印度洋大部分海域冷海溫異常，分析表明9月南印度洋上述海溫偶極型異常和長江以南同期溫度正異常存在聯(lián)系。

（3）2021年9月，南印度洋海溫異常偏冷引起該海域上空對流層低層異常輻散、高層異常輻合，并引起MC區(qū)域低層輻合異常、高層輻散異常，受異常上升運(yùn)動控制及東亞地區(qū)局地Harley環(huán)流異常增強(qiáng)，有利于長江以南地區(qū)受異常下沉氣流控制。另一方面，熱帶東南印度洋暖海溫異常伴隨著該區(qū)域非絕熱加熱正異常，通過Matsuno-Gill響應(yīng)引起熱帶印度洋沿赤道存在一對氣旋式環(huán)流異常，MC地區(qū)至熱帶西太平洋東風(fēng)異常，增強(qiáng)了西北太平洋反氣旋環(huán)流異常，也有利于維持長江以南的異常下沉運(yùn)動。南印度洋的冷海溫異常還可通過調(diào)節(jié)MC區(qū)域的非絕熱加熱異常進(jìn)而引起長江以南地區(qū)的非絕熱加熱負(fù)異常。上述原因共同作用，造成了長江以南地區(qū)高溫異常事件。同時，數(shù)值試驗結(jié)果也驗證了上述機(jī)制。

需要說明的是，本文僅分析了2021年9月南印度洋冷海溫異常和熱帶東南印度洋暖海溫異常對長江以南地區(qū)高溫異常事件的影響機(jī)理，有研究指出印度洋海溫異常和ENSO事件存在密切聯(lián)系[12，42]。而2021年秋季為拉尼娜事件發(fā)展期[43-44]，2021年9月熱帶太平洋海溫異常對長江以南地區(qū)高溫異常是否有作用？南印度洋海溫異常和熱帶太平洋海溫異常是否對長江以南地區(qū)溫度異常存在協(xié)同作用？另外北半球中高緯度地區(qū)的環(huán)流異常在此次長江中下游地區(qū)的高溫異常事件中起到了何種作用？本文所揭示的和長江以南地區(qū)溫度異常存在聯(lián)系的南印度洋偶極型海溫異常和Behera等[45]提出的南印度洋偶極子是否存在聯(lián)系？上述問題均需要未來進(jìn)行深入研究。

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