新氣候態(tài)下西南地區(qū)夏季氣候變化特點(diǎn)及其成因

唐紅玉 吳遙 董新寧 魏麟驍

重慶市氣候中心 重慶 401147

1 引言

按照世界氣象組織（WMO,2007,2017）的規(guī)定，氣象要素的氣候平均值是其最近3 個(gè)整年代的平均值或統(tǒng)計(jì)值，需每隔10 年進(jìn)行一次更新（WMO,2019）。為保持與國際氣候業(yè)務(wù)和服務(wù)工作的一致性，2021 年度12 月，中國氣象局下文（氣預(yù)函〔2021〕）要求自2022 年1 月1 日起，中國各級氣候業(yè)務(wù)中用1991～2020 年的地面氣候平均值更替1981～2000 年的氣候平均值，正式啟用新的氣候態(tài)平均值。在實(shí)際的氣候監(jiān)測和預(yù)測業(yè)務(wù)及服務(wù)工作中，需要用統(tǒng)一的氣候態(tài)平均值表征某地氣候的異常特征，而新舊氣候態(tài)平均值更替時(shí)，某地氣候異常特征可能會發(fā)生變化；在氣候預(yù)測業(yè)務(wù)中，新舊氣候態(tài)更替后，許多物理診斷分析結(jié)果和預(yù)測技術(shù)模型的建立以及預(yù)報(bào)效果的檢驗(yàn)評估結(jié)果均會發(fā)生變化，所以使用更替后的新氣候態(tài)下的氣候平均值，其對氣候業(yè)務(wù)產(chǎn)生的影響是不容忽視的。因此在氣候監(jiān)測診斷和預(yù)測業(yè)務(wù)中，了解氣候基準(zhǔn)值的特征及其變化極為重要，在使用新的氣候態(tài)平均值的同時(shí)，分析和了解清楚新氣候態(tài)平均值相對于舊氣候態(tài)平均值的變化差異同樣也極為必要。

以往的研究表明，氣候平均值更替對氣候監(jiān)測、診斷預(yù)測以及氣候評估等業(yè)務(wù)服務(wù)工作有一定的影響（王永光,2002;王秀文和李月安,2003;房一禾等,2016），且大氣環(huán)流系統(tǒng)等一些關(guān)鍵影響因子氣候態(tài)平均值的變化還會對區(qū)域降水和氣溫等氣象要素的變化產(chǎn)生影響（丁婷和高輝,2020;劉蕓蕓等,2021）。因此，了解不同氣候態(tài)背景下氣象要素等變化的差異，對氣候業(yè)務(wù)工作有重要的指導(dǎo)意義。目前已有學(xué)者分析了最新的氣候態(tài)平均值更替對我國氣候業(yè)務(wù)的影響（晏紅明等,2022），發(fā)現(xiàn)基于新氣候態(tài)，中國大部分地區(qū)的氣溫距平減小，對降水的影響主要在夏季（6～8 月）和秋季（9～11 月），夏季中國南方和秋季華北多雨的特征減弱；對500 hPa 大氣環(huán)流和東亞冬夏季風(fēng)活動也有一定影響。

西南地區(qū)東部以盆地、丘陵地形為主，地形條件復(fù)雜且起伏變化大，氣候垂直差異明顯。該地區(qū)特殊的地理位置使其氣候較長江中下游的平原復(fù)雜多且存在明顯的季節(jié)差異（萬云霞,2020）。近年來，西南地區(qū)異常氣候事件頻發(fā)，尤其是雨熱相對集中的夏季更為突出，區(qū)域性的暴雨（周杰等,2021）、旱澇急轉(zhuǎn)（王映思等,2021a）等氣候事件往往在夏季發(fā)生。如2020 年夏季西南地區(qū)東部6～7 月出現(xiàn)1961 年以來歷史同期最多降水，暴雨頻發(fā)影響全域多區(qū)縣，洪澇災(zāi)害較重。剛剛過去的2021 年8 月西南地區(qū)東部又出現(xiàn)1961 年以來同期第2 多的異常降水，暴雨等氣象災(zāi)害影響較大，而云南大部降水又比常年同期偏少。相對于1981～2000 年的舊氣候態(tài)而言，1991～2020 年的新氣候態(tài)下西南地區(qū)夏季的降水、氣溫等要素特征發(fā)生了怎樣的變化和差異，相關(guān)的研究成果還鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。所以深入了解和探究西南地區(qū)的氣候，尤其是在氣候態(tài)發(fā)生變化的背景下，進(jìn)一步分析夏季氣候變化及其變化原因，對氣候業(yè)務(wù)工作意義重大。

鑒于夏季是氣候監(jiān)測預(yù)測業(yè)務(wù)中最為重要的季節(jié)，本文從夏季降水、氣溫的變化入手，分析新氣候態(tài)下西南地區(qū)降水、氣溫的新特征，并進(jìn)一步從大氣環(huán)流、水汽輸送等方面分析和討論新氣候態(tài)下氣候發(fā)生新變化特征的原因，這對更科學(xué)地開展西南地區(qū)氣候監(jiān)測預(yù)測等相關(guān)業(yè)務(wù)工作有重要意義。

2 資料和方法

氣溫、降水資料來源于中國氣象局提供的中國國家級地面氣象站基本氣象要素日值數(shù)據(jù)。西南地區(qū)氣象站點(diǎn)冬季氣溫資料選取1981～2020 年資料足夠齊全（即站點(diǎn)每年冬季氣溫觀測值大于60 d且1981～2020 年大于24 年不缺測）的393 個(gè)站點(diǎn)資料，若選取出的站點(diǎn)某日缺測則采用1981～2020 逐年對應(yīng)不缺測日期的平均值進(jìn)行補(bǔ)全。再分析資料選取NCEP/NCAR 提供的時(shí)間長度為1981～2020 年逐月，水平分辨率為2.5°（緯度）×2.5°（經(jīng)度）的位勢高度、風(fēng)場和比濕場，其中夏季為6～8 月。整層水汽輸送為1000～300 hPa積分結(jié)果。

文中西太平洋副熱帶高壓脊線的計(jì)算采用劉蕓蕓等（2012）定義的脊線指數(shù)，指10°N 以北，110°E～150°E 范圍內(nèi)，588 dagpm 等值線所包圍的副熱帶高壓體內(nèi)緯向風(fēng)速u＝0 的特征線所在緯度位置的平均值；西伸脊點(diǎn)為90°E～180°范圍內(nèi)，588 dagpm最西格點(diǎn)所在的經(jīng)度。

本文應(yīng)用氣候統(tǒng)計(jì)方法，統(tǒng)計(jì)計(jì)算所使用的方法有相關(guān)、均值計(jì)算和差值計(jì)算，相關(guān)系數(shù)和差值的檢驗(yàn)均使用t檢驗(yàn)方法，具體計(jì)算方法詳見參考文獻(xiàn)（吳洪寶和吳蕾,2005;魏鳳英,2007）。

具體步驟如下：

（1）夏季及季內(nèi)各月降水、氣溫、高度場、風(fēng)場均值計(jì)算中，舊氣候態(tài)平均值是指1981～2010 年30 年的平均值，新氣候態(tài)平均值是指1991～2020 年30 年的平均值，差值為指1991～2020 年平均值減去1981～2010 年平均值；

（2）季和季內(nèi)各月水汽輸送平均值的計(jì)算步驟為，先利用逐日風(fēng)場和濕度場資料計(jì)算季或月內(nèi)逐日水汽輸送值，再計(jì)算所需時(shí)段水汽輸送的氣候平均值，新、舊氣候態(tài)平均值及差值的計(jì)算同（1）中氣溫、降水等的計(jì)算。

為了解西南地區(qū)夏季及夏季各月降水、氣溫變化的總體變化特征，根據(jù)新舊氣候態(tài)下平均氣溫和降水差值，分別將氣溫差值（以ΔT表示）和降水差值（以ΔR表示）的絕對值變化平均分為3 個(gè)等級，再對同期降水、氣溫等級進(jìn)行累積平均，計(jì)算得到降水氣溫變化綜合變化等級指數(shù)（以I表示）。計(jì)算結(jié)果當(dāng)降水差值和氣溫差值均為正值時(shí)，定義為暖濕變化，當(dāng)降水和氣溫差值均為負(fù)時(shí)，定義為冷干變化；而當(dāng)降水差值為正、氣溫差值為負(fù)時(shí)，定義為冷濕變化；當(dāng)降水差值為負(fù)、氣溫差值為正時(shí)，定義為暖干變化。不同變化等級為降水、氣溫等級的累積平均，等級較高，表示變化越顯著。具體等級定義和計(jì)算公式見表1。

3 夏季降水的變化特征

3.1 夏季降水的總體變化特征

表2 是西南地區(qū)夏季及季內(nèi)各月1981～2010年（即舊氣候態(tài)計(jì)算時(shí)段，以下同）和1991～2010 年（即新氣候態(tài)計(jì)算時(shí)段，以下同）降水、氣溫氣候均值及新、舊氣候態(tài)間的差值。從夏季整體降水的變化看，西南地區(qū)降水總體呈略減少的變化趨勢，但各省的變化有著不同步和不一致和特點(diǎn)。其中重慶新30 年降水均值值為5.36 mm/d，而舊氣候均值為5.53 mm/d，新30 年較前30 年減少了0.17 mm/d，為西南地區(qū)夏季降水減少幅度最多的地區(qū)；其次是四川和云南，這兩個(gè)省份夏季降水的新氣候均值相對于舊氣候均值均減少了0.06 mm/d，其中云南舊氣候均值為6.43 mm/d，新氣候均值減少為6.37 mm/d。四川氣候均值則由原來的5.78 mm/d減少為5.73 mm/d。與上述省份不同的是，貴州的夏季降水則呈增加趨勢，由原來是的6.10 mm/d 增加到6.24 mm/d，新30 年較舊30 年增加了0.14 mm/d。

從夏季各月降水前后30 年氣候均值的變化情況看（圖略），總體呈前增后減的變化趨勢，主要表現(xiàn)為6 月總體呈增加趨勢而8 月總體呈減少趨勢，7 月則表現(xiàn)出有增有減的復(fù)雜變化。但各?。ㄊ校┑淖兓直憩F(xiàn)出不同的特征。6 月四川、貴州、重慶三地增加明顯，分別由原來的4.86 mm/d、7.31 mm/d 和5.98 mm/d 增加到5.58 mm/d、4.99 mm/d 和7.77 mm/d，后30 年分別增加了0.13 mm/d、0.46 mm/d 和0.23 mm/d，而云南則由原來的5.89 mm/d 減少為5.58 mm/d，新氣候態(tài)減少了0.31 mm/d。7 月云南和貴州為弱的增加，分別由7.16 mm/d 和6.36mm/d 增加到7.17 mm/d 和6.48 mm/d，分別增加了0.01 mm/d 和0.12 mm/d，而四川和重慶則由6.50 mm/d 和5.94 mm/d 減少為6.37 mm/d 和5.44 mm/d，分別減少了0.13 mm/d 和0.50 mm/d，重慶減少最多。8 月降水云南新30 年為6.33 mm/d，較前30 年的6.24 增加了0.09 mm/d，其余三?。ㄊ校┚鶠闇p少，四川、貴州和重慶分別由原來的5.95 mm/d、4.68 mm/d 和4.68 mm/d 減少為5.78 mm/d、4.54 mm/d 和4.47 mm/d，分別減少了0.17 mm/d、0.14 mm/d 和0.21 mm/d。

王映思等（2021b）和楊金虎（2015）、黃榮輝（2010）等的研究認(rèn)為，在全球氣候變暖背景下，近60 年西南地區(qū)氣候呈干旱化。本文的分析結(jié)論與上述結(jié)論基本一致，即對僅從降水的變化來看，與前30 年舊氣候態(tài)相比，近30 年西南地區(qū)的夏季降水總體仍是以減少為主，呈干旱化趨勢。但季內(nèi)西南各?。ㄊ校┎煌碌淖兓拓暙I(xiàn)并不相同，云南夏季降水的減少的貢獻(xiàn)主要來自6 月降水的減少；四川和重慶夏季降水的減少的貢獻(xiàn)主要源于7 月和8 月降水的減少；而貴州夏季降水增加的貢獻(xiàn)源于6 月和7 月降水的增加。從西南地區(qū)新舊30 年夏季降水的變化也可以看出，四川和重慶地區(qū)月和季的變化均保持著一致的變化傾向，而云南和貴州則有著各自的獨(dú)特性。該結(jié)論與王映思等（2021a）的研究一致，西南總體是略變干的趨勢，但各省的變化又不同，這可能與西南地區(qū)各?。ㄊ校┧幍牡乩砦恢么嬖诿黠@的地域差異有關(guān)。呂純月等（2021）利用西南地區(qū)312 站降水觀測資料，在分析了1961～2018 年西南地區(qū)夏季干旱變化特征后認(rèn)為，西南地區(qū)夏季總體呈現(xiàn)變干趨勢，尤其在云南、四川干旱化明顯。本文新30 年氣候態(tài)與舊氣候態(tài)的對比分析也有同樣的結(jié)論。

3.2 夏季降水變化的空間分布特征

從西南地區(qū)夏季降水新氣候態(tài)的空間分布看（圖1k），與前30 年相比（圖1j），重慶中部相對少雨中心擴(kuò)大，四川盆地北部和四川與云南交界地區(qū)的多雨中心和四川中部偏北地區(qū)的少雨中心的面積在減少。其余地區(qū)的雨區(qū)面積無明顯改變。從新舊氣候態(tài)變化的降水總體特征看（圖1l），西南地區(qū)降水新氣候均值相對于舊氣候均值在云南大部和四川盆地及其以西以北地區(qū)減少明顯，重慶全境均為減少；而貴州大部、四川北部、四川西部和云南北部與青藏高原接壤的地區(qū)呈增加特征。

從西南地區(qū)夏季各月降水新氣候態(tài)的空間分布看，與前30 年相比：6 月，四川中西部、貴州北部和重慶及其以北地區(qū)相對多雨的中心擴(kuò)大，而四川與云南交界地區(qū)和貴州南部地區(qū)的少雨中心也呈擴(kuò)大特征，其余地區(qū)的雨區(qū)中心面積無明顯改變（圖1a、1b）。從新舊氣候態(tài)變化的降水總體特征看（圖1c），西南地區(qū)降水新氣候均值相對于舊氣候均值，除云南大部地區(qū)為明顯的減少特征外，其余大部地區(qū)呈增加變化特征；其中貴州和四川盆地以西以北增加明顯，四川中西部和云南北部地區(qū)呈弱的增加特征。7 月，四川盆地北部、四川西南部和云南交界地區(qū)的相對少雨中心在縮小，而重慶中部地區(qū)的相對少雨中心在擴(kuò)大，其余地區(qū)變化較?。▓D1d、1e）。從新舊氣候態(tài)變化的降水總體特征看（圖1f），7 月降水新氣候均值相對于舊氣候均值，在四川盆地及其以北地區(qū)減少明顯，貴州大部、云南西部和四川中部偏北地區(qū)呈降水增加特征，其余地區(qū)變化不明顯。8 月，四川中西部、貴州北部和四川盆地大部的少雨區(qū)擴(kuò)大，而云南中西部多雨區(qū)擴(kuò)大、其北部的少雨區(qū)減少（圖1g、1h）。從新舊氣候態(tài)降水變化的總體特征看（圖1i），相對于舊氣候均值，云南大部地區(qū)為增加特征，尤其是其中西部地區(qū)增加較為明顯，西南其余?。ㄊ校┑拇蟛康貐^(qū)為減少特征，其中四川盆地北部減少特征最為明顯。

4 夏季氣溫的變化特征

4.1 夏季氣溫的總體變化特征

與降水的有增有減不同，相對于舊氣候態(tài)，在新氣候態(tài)下西南地區(qū)各?。ㄊ校┫募炯凹緝?nèi)各月氣溫均值具有較好的一致性變化特征。從夏季整體及各月氣溫的變化看，各省（市）均呈較為明顯的增暖變化特征，所不同的是各?。ㄊ校┳兓扔幸欢ǖ牟町?。其中四川新30 年氣溫均值為23.01°C，舊氣候均值為22.69°C，新30 年較前30 年增加0.32°C，為西南地區(qū)夏季氣溫增加幅度最多的地區(qū)；其次是云南，其夏季氣溫的舊氣候態(tài)均值為21.64°C，新氣候態(tài)均值為21.88°C，新氣候均值相對于舊氣候均值增加了0.24°C；重慶舊氣候均值為26.42°C，新氣候態(tài)均值為26.64°C，以0.22°C的增加幅度列居第三；增加幅度度最小省是貴州，其舊氣候態(tài)均值是23.60°C，新氣候態(tài)均值是23.73°C，增加幅度是0.13°C，是西南地區(qū)夏季氣溫增加最小的地區(qū)（表2）。

從夏季各月氣溫前后30 年氣候均值的變化情況看（圖1b），總體增暖的變化特征明顯，其中云南前期增幅大中后期增幅小，其余省（市）前期增幅小中后期增幅大。6 月云南由原來的21.76°C增加到22.09°C，后30 年比前30 年增加了0.33°C，四川、貴州、重慶三地則分別由原來的21.65°C、22.48°C 和24.49°C 增加到21.90°C、22.60°C 和24.58°C，新氣候態(tài)分別增加了0.25°C、0.12°C 和0.09°C。7 月云南增加幅度較6 月弱，由21.73°C增加到21.93°C，增加了0.2°C，而四川、貴州和重慶則較分別由23.41°C、24.34°C 和27.40°C 增加為23.70°C、24.47°C 和27.69°C，分別增 加了0.29°C、0.13°C 和0.29°C，貴州增加最少。8 月氣溫云南新30 年為21.61°C，較前30 年的21.42°C增加了0.20°C，增加幅度與6 月相同。其余三省（市）增加幅度相對較大，四川、貴州和重慶分別由原來 的22.99°C、23.96°C 和27.31°C 增 加到23.39°C、24.09°C 和27.57°C，分別增加了0.40°C、0.13°C 和0.26°C，其中四川增加最多而貴州增加最小。

可見對于夏季氣溫而言，新氣候態(tài)下西南各?。ㄊ校┎煌潞图镜淖兓兄^好的一致性，即均呈一致增暖的變化特征，該結(jié)論與西南地區(qū)近50年的變化趨勢有著較好的一致性（馬振峰,2022）。但各?。ㄊ校┖透髟碌淖兓炔⒉幌嗤?，其中云南呈前期增幅大中后期增幅小的變化多特征，而其余省（市）呈前期增幅小中后期增幅大的變化特征。各月中，云南6 月增幅最大，夏季增暖的主要貢獻(xiàn)來源于6 月；四川8 月增幅最大，夏季增暖的主要貢獻(xiàn)來源于8 月；重慶增幅最大的是7 月，夏季增暖的主要貢獻(xiàn)來源于7 月；而貴州無論是月還是季，增溫幅度是四個(gè)省（市）中最小的，且其7～8 月的增幅一致，均相對于6 月略強(qiáng)，夏季增暖的主要貢獻(xiàn)來自于7～8 月。

4.2 夏季氣溫變化的空間分布特征

從西南地區(qū)夏季降水新氣候態(tài)的空間分布看（圖2k），與前30 年相比（圖2j），最為突出的特點(diǎn)一是四川盆地和貴州北部地區(qū)的氣溫的高值中心擴(kuò)大；二是云南東部和北部及其與四川接壤地區(qū)的氣溫相對低值中心縮小，其余地區(qū)變化不明顯。從夏季氣溫新舊氣候態(tài)變化的總體特征看（圖2l），西南地區(qū)新氣候均值相對于舊氣候均值各地均呈一致的增加特征，且在四川大部和云南大部增加幅度最大。

圖2 西南地區(qū)夏季各月及夏季（a、d、g、j）舊氣候態(tài)、（b、e、h、k）新氣候態(tài)平均氣溫及（c、f、i、l）新、舊氣候態(tài)平均氣溫差值空間分布（“+”區(qū)域?yàn)橥ㄟ^90%置信度檢驗(yàn)，單位：°C）Fig.2 Spatial distribution of temperature in summers during (a,d,g,j) old climate state and (b,e,h,k) new climate state and (c,f,i,l) their difference between new and old climate states in Southwest China (＂+＂ areas: passing test at 90% confidence level,units: °C): (a-c) June;(d-f) July;(g-i) August;(j-l) June to August

從西南地區(qū)夏季各月氣溫新氣候態(tài)的空間分布看，與前30 年相比，雖然西南地區(qū)各省（市）大部地區(qū)各月均呈一致的增溫特征，但各?。ㄊ校┰诓煌路莸脑鰷胤炔⒉灰恢?。主要表現(xiàn)在四川大部及四川盆地的增溫在7 月和8 月，云南大部地區(qū)的的增溫主要在6 月，而貴州夏季各月的增溫幅度基本相同（圖3a-3i）。

圖3 西南地區(qū)夏季及夏季各月新氣候態(tài)降水量、氣溫變化綜合等級I（紅色為暖干變化，藍(lán)色為暖濕變化）Fig.3 Composite rating I of new climate state changes of precipitation and temperature in the summer in the Southwest China (warm-dry changes in red,warm-wet changes in blue)

綜上，根據(jù)前文中定義的降水氣溫綜合變化等級，總體來看，相對于舊氣候態(tài)，新氣候態(tài)下西南地區(qū)夏季除貴州呈弱的暖濕變化特征外，其余?。ㄊ校┚逝傻淖兓卣?。其中四川和重慶的變化強(qiáng)度為較強(qiáng)，云南為弱。云南暖干的主要貢獻(xiàn)來自于6 月，四川和重慶暖干的主要貢獻(xiàn)來自于季中后期的7 月和8 月，貴州暖濕的主要貢獻(xiàn)來自于季中前期的6 月和7 月（圖3）。本文第4 部分我們將對西南地區(qū)新氣候態(tài)發(fā)生變化的原因進(jìn)行分析。

5 不同氣候態(tài)背景下氣候變化的環(huán)流成因

5.1 大氣環(huán)流變化分析

分析歐亞上空夏季及夏季各月500 hPa 高度場新氣候態(tài)（1991～2020 年平均）、舊氣候態(tài)（1982～2010 年平均）及差值（圖4）可以看出，相對于舊氣候態(tài)，新氣候態(tài)下夏季高度場的變化主要在高緯度和副熱帶地區(qū)。主要表現(xiàn)為烏拉爾山地區(qū)高度場減小、貝加爾湖地區(qū)高度場增加和西太平洋副熱帶地區(qū)高度場高值范圍的擴(kuò)大（圖4j-4l），而這種變化在6 月表現(xiàn)的最為明顯（圖4a-4c），在7 月表現(xiàn)的最不明顯（圖4d-4f）。從新、舊氣候態(tài)850 hPa 風(fēng)場差值（圖4l）可以看出，烏拉爾山地區(qū)和鄂霍茨克海地區(qū)為明顯的氣旋性環(huán)流，貝加爾湖和西太平洋副熱帶地區(qū)為明顯反氣旋性環(huán)流，其中這種環(huán)流型在夏季6 月表現(xiàn)更加明顯。說明相對于舊氣候態(tài)，新氣候態(tài)下，中高緯地區(qū)烏拉爾山和鄂霍茨克海地區(qū)阻塞高壓（簡稱阻高）不活躍，不易形成雙阻型環(huán)流形勢，不利于中高緯冷空氣的南下；在低緯地區(qū)，西太平洋副熱帶高壓（簡稱副高）面積增大、強(qiáng)度增強(qiáng)，位置偏西偏南，其外圍氣流更有利于將西太平洋水汽輸送到西南地區(qū)東部偏南地區(qū)。此外從夏季季內(nèi)各月新、舊氣候態(tài)850 hPa風(fēng)場差值分析可以看出，6 月西南地區(qū)西部為北風(fēng)或東風(fēng)異常（圖4a-4c），而7～8 月則為西南風(fēng)異常（圖4f-4i）。說明從印度洋通過印度大陸至西南地區(qū)西南部的西南暖濕氣流在6 月減弱，而在7～8 月為增強(qiáng)，這與新氣候態(tài)下云南6 月呈強(qiáng)暖干變化、而7～8 月呈弱暖濕變化相對應(yīng)（圖3）。

西太平洋副熱帶高壓的變化不但與我國夏季降水的分布形態(tài)密切相關(guān)（常宏，2007；龔道溢，2002；慕巧珍，2002；錢代麗，2009），還與我國夏季氣溫相關(guān)聯(lián)（陳月娟，2001）。對于西南地區(qū)，其變化也是影響該地區(qū)夏季氣候的關(guān)鍵環(huán)流因子之一（李永華等，2009）。通過分析新、舊氣候態(tài)下夏季歐亞上空500 hPa 高度場環(huán)流形勢的變化可以看出，新氣候態(tài)下西太平洋副熱帶高壓的相對于舊30 年表現(xiàn)出明顯面積增大和強(qiáng)度增強(qiáng)特征，且其西伸脊點(diǎn)更加偏西，新氣候態(tài)下30 年平均西伸脊點(diǎn)為123.9°E，相對于舊氣候態(tài)30 年平均128.8°E 西伸了近5 個(gè)經(jīng)度；就其南北位置而言，北界更偏北、南界更偏南，平均脊線位置有偏北的趨勢，新氣候態(tài)下30 年平均伸脊線位置為26.63°N，較舊氣候態(tài)的30 年平均位置26.52°N 偏北了0.11°N（圖5）。所以可以說，新氣候態(tài)下西太平洋副熱帶高壓的位置較舊氣候態(tài)更加偏西偏北，尤其是副高的西南緣南擴(kuò)較為明顯；其脊線的位置呈略偏北的變化傾向。這與黃榮輝等（2006）和晏紅明等（2022）的研究認(rèn)為夏季或初夏西太平洋副熱帶高壓存在偏南、偏西的變化的結(jié)論一致。這種變化使來自南半球的水汽輸送減弱，不利于西南地區(qū)降水的增加，與6 月西南地區(qū)西部明顯的暖干相對應(yīng)。故新氣候態(tài)下僅從西太平洋副熱帶高壓位置的變化看，西南地區(qū)西部和北部降水偏少的趨勢仍然維持，但并不利于西南東部降水的減少，尤其是在西南地區(qū)東部的偏南地區(qū)。所以可以說在新氣候態(tài)下，四川盆地東部降水的減少和云南北部、四川西部及貴州夏季降水的增多與西太平洋副熱帶高壓的相對偏西偏北有關(guān)。同時(shí)中高緯阻高等系統(tǒng)的相對不活躍、貝加爾湖槽的減弱，對西南地區(qū)大部地區(qū)的暖干變化起到了積極的作用。且這情形在夏季6 月表現(xiàn)得最為明顯。

圖5 新氣候態(tài)（紅色）與舊氣候態(tài)（藍(lán)色）夏季西太平洋5880 gpm（實(shí)線）和5870 gpm（點(diǎn)線）等值線位置（紅、藍(lán)色虛線分別為新、舊氣候態(tài)下西太平洋副熱帶高壓脊線）Fig.5 Location of the 5880 gpm (solid line) and 5870 gpm (dotted line) isopleths in the western Pacific Ocean in summer for the new climate state(red) and the old climate state (blue) (red and blue center dashed lines are the subtropical high pressure ridges in the western Pacific Ocean under the new and old climate states,respectively)

通過分析新、舊氣候態(tài)下西太平洋副熱帶高壓脊線指數(shù)與對應(yīng)時(shí)段西南地區(qū)夏季氣溫和降水的相關(guān)（圖6），同樣可以看出，相對于舊氣候態(tài)，西太平洋副熱帶高壓脊線的南北位置對西南地區(qū)降水、氣溫的影響總體在減弱，影響變化最主要的地區(qū)是云南、川西和四川盆地，即夏季其脊線偏北（南）時(shí)，云南氣溫低（高）、降水多（少），而川西和四川盆地氣溫高（低）、降水少（多）。新氣候態(tài)下這幾個(gè)地區(qū)無論是氣溫還是降水，西太平洋副熱帶高壓南北位置對其的影響較舊氣候態(tài)呈減弱態(tài)勢。其南北位置對西南地區(qū)其它地方的影響基本不變。

同時(shí)，我們也分析了新、舊氣候態(tài)下西太平洋副熱帶高壓西伸脊點(diǎn)指數(shù)與對應(yīng)時(shí)段西南地區(qū)夏季氣溫和降水的相關(guān)（圖7），可以看出，相對于舊氣候態(tài)，西太平洋副熱帶東西位置對西南地區(qū)降水、氣溫的影響總體在加強(qiáng)，即當(dāng)夏季其偏西（東）時(shí)，西南大部地區(qū)氣溫高（低）、降水北多（少）南少（多）。

圖7 （a、c）舊氣候態(tài)與（b、d）新氣候態(tài)西太平洋副熱帶高壓西伸脊點(diǎn)與對應(yīng)時(shí)段西南地區(qū)夏季（a、b）氣溫和（c、d）降水量的相關(guān)（“+”區(qū)域?yàn)橥ㄟ^90%顯著性檢驗(yàn)）Fig.7 Correlation of the western Pacific subtropical high pressure west stretch ridge pointe index with (a,b) temperature and (c,d) precipitation in summer in Southwest China during the corresponding time periods in (a,c) the old climate state and (b,d) the new climate state (＂+＂ area: passing test at 90%confidence level)

5.2 水汽條件變化分析

水汽是降水的必要條件，了解影響局地降水異常的水汽來源及路徑極為重要（黃榮輝，1998），李永華等（2010）發(fā)現(xiàn)西南地區(qū)東部夏季旱澇與印度洋和西太平洋兩個(gè)主要水汽來源相關(guān)聯(lián)。為深入了解造成西南地區(qū)降水發(fā)生變化的原因，對新、舊氣候態(tài)下影響該地區(qū)的水汽進(jìn)行分析。圖8 為歐亞上空1000 hPa 至30 hPa 夏季及夏季各月1982～2010 年和1991～2020 年整層積分水汽輸送場及其差值空間分布圖。從夏季新、舊氣候態(tài)差值分析情況看（圖8l），相對于舊氣候態(tài)，新氣候態(tài)下，來自西太平洋的水汽經(jīng)南海轉(zhuǎn)向后，在貴州地區(qū)上空出現(xiàn)一個(gè)水汽的大值中心，而西南其余地區(qū)處于中心的外圍區(qū)域，且水汽輸送量呈減少變化趨勢，尤其是四川和重慶；此外印度洋經(jīng)孟加拉灣的西南向水汽輸送呈弱的增加趨勢，但該西南向水汽的輸送在季內(nèi)變化異常明顯，其中季前期呈明顯的異常減弱變化，西南向的水汽輸送減弱明顯，而季中期呈明顯的加強(qiáng)變化，后期則呈弱的增強(qiáng)變化，這種水汽輸送變化有利于云南西北部地區(qū)季前期降水的異常減少和夏季中后期降水的弱增加。所以可以說，相對于舊氣候態(tài)，在新氣候態(tài)下西南地區(qū)夏季貴州呈弱暖濕變化、而云南為總體為較強(qiáng)的暖干變化、四川和重慶呈強(qiáng)的暖干變化，這與西太平洋和印度洋地區(qū)水汽的變化密切相關(guān)，其中云南夏季的暖干變化主要與印度洋經(jīng)孟加拉灣西南向水汽輸送的異常變化相關(guān)聯(lián)；而西南地區(qū)其它地區(qū)的變化與西太平洋水汽的輸送變化相關(guān)聯(lián)。

圖8 歐亞上空夏季及夏季各月（a、d、g、j）舊氣候態(tài)和（b、e、h、k）新氣候態(tài)整層（1000 hPa 至30 hPa）積分水汽輸送及（c、f、i、l）新、舊氣候態(tài)平均整層積分水汽輸送差值，紅色矢量為通過90%置信度檢驗(yàn)區(qū)）空間分布Fig.8 Spatial distribution of integral water vapor transport over Eurasia in summer during (a,d,g,j) the old climate state and (b,e,h,k) the new climate state for the whole layer (1000 hPa-30 hPa) and (c,f,i,l) their difference between new and old climate states (areas with green solid dots and red vector: passing test at 90% confidence level)

從夏季各月水汽的變化看，就西南地區(qū)而言，新氣候態(tài)下6 月（圖8a-8c）水汽輸送的位置較舊氣候態(tài)偏北，來自西太平洋的轉(zhuǎn)向西南風(fēng)將西太平洋水汽北推輸送到重慶地區(qū)，且水汽大值中心位于四川盆地和云南北部和貴州北部上空，而另一支來自印度洋經(jīng)孟加拉灣的西南向水汽輸送呈減弱變化，在西南地區(qū)西部，主要在云南地區(qū)表現(xiàn)為北風(fēng)的增強(qiáng)和西南風(fēng)的減弱。6 月水汽輸送的變化與該月西南地區(qū)云南呈較強(qiáng)的暖干變化、而其它地區(qū)呈暖濕變化相對應(yīng)，可以說南方暖濕水汽通量和輸送位置的變化是造成新氣候態(tài)下降水發(fā)生變化的重要原因之一。7 月（圖8d-8f），水汽輸送最明顯變化特征是來自印度洋并經(jīng)孟加拉灣的西南向水汽輸送的明顯增強(qiáng)，但由于西南地區(qū)北部來自西太平洋的西南水汽輸送呈減小變化，新氣候態(tài)下該支水汽輸送位置較舊氣候態(tài)位置在西南地區(qū)北部減弱，其主要影響西南地區(qū)的西南部，即云南、貴州地區(qū)，造成云南7 月降水量和貴州7 月降水量的增多變化。8月（圖8g-8i），來自印度洋并經(jīng)孟加拉灣的西南向水汽呈弱的增加態(tài)勢，但變化相對較弱，而來自西太平洋并經(jīng)南海轉(zhuǎn)向的東南水汽輸送變化相對明顯，其大值中心較7 月明顯北抬，其外圍水汽影響到西南地區(qū)南部，主要是云南地區(qū)，兩支水汽共同作用，造成云南中西部地區(qū)降水增多，使該地區(qū)8月降水整體呈增加態(tài)勢，而其余地區(qū)降水則為弱的減少。

綜上所述，相對于舊氣候態(tài)，新氣候態(tài)下的夏季，由于來自西太平洋的轉(zhuǎn)向西南水汽輸送偏北、而來自印度洋經(jīng)孟加拉灣的西南向水汽輸送減弱，同時(shí)在中高緯阻高等系統(tǒng)相對不活躍、貝加爾湖槽減弱的變化趨勢下（即影響西南地區(qū)的冷空氣勢力減弱），造成了西南地區(qū)云南、四川和重慶的暖干變化；貴州夏季降水的增多和與西太平洋副熱帶高壓的相對偏西偏北相聯(lián)系，使其夏季呈暖濕的變化。

6 結(jié)論與討論

本文利用中國西南地區(qū)夏季氣溫、降水資料和NCEP/NCAR 的再分析資料，分析了西南地區(qū)夏季氣溫、降水的氣候值及氣候變率在新、舊氣候態(tài)下的不同特征和變化差異，并從大氣環(huán)流等影響角度，對變化差異成因進(jìn)行分析，主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）相對于舊氣候態(tài)，新氣候態(tài)下西南地區(qū)降水總體呈略減少的變化。但各省的變化有著不同步和不一致的特點(diǎn)?？臻g上在云南大部和四川盆地及其以西以北地區(qū)減少明顯，重慶全境均為減少；而貴州大部、四川北部、四川西部和云南北部與青藏高原接壤的地區(qū)呈增加特征。新氣候態(tài)下西南地區(qū)各?。ㄊ校┫募練鉁叵鄬τ谂f氣候態(tài)具有較好的一致性變化特征?？臻g上在四川大部和云南大部增加幅度最大。

（2）相對于舊氣候態(tài)，新氣候態(tài)下夏季500 hPa高度場的變化主要在高緯度和副熱帶地區(qū)。主要表現(xiàn)為烏拉爾山地區(qū)高度場減小、貝加爾湖地區(qū)高度場增加和西太平洋副熱帶地區(qū)高度場高值范圍的擴(kuò)大。新氣候態(tài)下，四川盆地東部降水的減少和云南北部、四川西部及貴州夏季降水的增多和與西太平洋副熱帶高壓的相對偏西偏北有關(guān)。同時(shí)中高緯阻高等系統(tǒng)的相對不活躍、貝加爾湖槽的減弱，對西南地區(qū)大部地區(qū)的暖干變化起到了積極的作用。

（3）新氣候態(tài)下西南地區(qū)夏季貴州呈弱暖濕變化、而云南為總體為較強(qiáng)的暖干變化、四川和重慶呈強(qiáng)的暖干變化，這與西太平洋和印度洋地區(qū)水汽的變化密切相關(guān)。其中云南夏季的暖干變化主要與印度洋經(jīng)孟加拉灣西南向水汽輸送的異常變化相關(guān)聯(lián)；而西南地區(qū)其它地區(qū)的變化與西太平洋水汽的輸送變化相關(guān)聯(lián)。

本文從實(shí)際氣候監(jiān)測及診斷預(yù)測等氣候業(yè)務(wù)工作的需求出發(fā)，分析了西南地區(qū)夏季氣溫、降水的氣候值在新舊氣候態(tài)下的不同特征和變化差異，并從大氣環(huán)流影響角度，對變化成因進(jìn)行了分析。但西南地區(qū)地形和氣候形成機(jī)理復(fù)雜，影響該地區(qū)氣候和因素同樣也是復(fù)雜多變，揭示和認(rèn)識清楚其氣候機(jī)理是一項(xiàng)艱巨和恒久的科學(xué)任務(wù)，還需要更多氣候?qū)W專家和相關(guān)業(yè)務(wù)科研人員持久努力。近年來也有學(xué)者關(guān)注西南區(qū)域東部的氣候問題，如高輝和薛峰（2006）研究認(rèn)為來自南半球的越赤道氣流增強(qiáng)，同時(shí)西太平洋副熱帶高壓增強(qiáng)和偏西偏南，環(huán)流形勢有利于夏季西南區(qū)域東部降水偏多，西部降水偏少。可見對于西南地區(qū)而言，越赤道氣流對夏季氣候的影響也同樣重要，下一步，我們將首先從新氣候態(tài)下其對西南地區(qū)的影響是否也發(fā)生了變化問題入手，繼續(xù)開展相關(guān)研究工作。