夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化關系的年代際減弱

摘要" 基于1961—2020年Hadley海溫資料、CN05.1逐日最高氣溫資料和NCEP／NCAR再分析資料，利用奇異值分解（singular value decomposition，SVD）和回歸分析等統(tǒng)計方法，研究了夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化關系的年代際變化。研究表明，當夏季北大西洋中緯度海溫正（負）異常、副熱帶海溫負（正）異常，即北大西洋偶極型（North Atlantic dipole，NAD）海溫異常正（負）位相時，長江流域極端高溫日數(shù)增加（減少）。二者關系在20世紀80年代末期之后發(fā)生年代際減弱。進一步的研究結果表明，在1961—1988年，夏季NAD海溫異?？梢约ぐl(fā)從北大西洋出發(fā)沿歐亞中高緯向東傳播的大氣遙相關波列，在東亞上空產(chǎn)生反氣旋／氣旋環(huán)流異常。東亞反氣旋／氣旋環(huán)流異常引起長江流域上空氣流垂直運動變化，并通過垂直運動引起的熱力作用等，影響長江流域極端高溫日數(shù)的變化。而在1989—2020年，夏季NAD海溫異常激發(fā)的歐亞中高緯大氣遙相關波列強度減弱，東亞上空的反氣旋／氣旋環(huán)流異常的強度也相應減弱，從而使得NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)之間的聯(lián)系減弱。NAD海溫異常激發(fā)的歐亞中高緯遙相關波列強度在20世紀80年代末期之后的減弱可能與NAD海溫異常振幅的減弱有關。

關鍵詞極端高溫;海表溫度;北大西洋;長江流域;年際變化;年代際減弱

2024-08-30收稿，2024-09-22接受

國家自然科學基金項目（42175034）

引用格式：蔣圓圓，李忠賢，倪東鴻，等，2024.夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化關系的年代際減弱［J］.大氣科學學報，47（6）：881-891.

Jiang Y Y，Li Z X，Ni D H，et al.，2024.Interdecadal weakening of the relationship between summer North Atlantic sea surface temperature anomalies and extreme high temperature days in the Yangtze River basin［J］.Trans Atmos Sci，47（6）：881-891.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20240830002.（in Chinese）.

在全球變暖背景下，極端天氣氣候事件呈現(xiàn)明顯的增多趨勢（丁一匯和王會軍，2016）。長江流域作為我國經(jīng)濟發(fā)達、人口密集的地區(qū)，高溫災害頻發(fā)，對生態(tài)系統(tǒng)和人民生活造成重大影響（孫博等，2023）。學者們針對長江流域極端高溫成因展開了大量研究，指出西太平洋副熱帶高壓（Wang et al.，2024）、南亞高壓（Zhang et al.，2023）、東亞反氣旋（Wang et al.，2023）等大氣內(nèi)部變率及海溫異常（Chen and Zhou，2018）等外強迫因子是影響高溫的重要因素。

北大西洋位于歐亞大陸上游，其局地海氣作用可以引起上空大氣環(huán)流異常，并通過中高緯大氣波列對歐亞氣候產(chǎn)生影響（Palmer and Sun，1985;Wu et al.，2011;孫建奇，2014;于怡秋等，2022;李忠賢等，2024）。已有不少學者研究了夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫的聯(lián)系（王文等，2017;Zhang et al.，2024）。例如，Zhu et al.（2022）研究指出，夏季北大西洋高緯度與中緯度海溫異常反向變化與長江流域極端高溫變化存在較好的相關性。袁媛等（2018）認為，盛夏北大西洋中緯度海溫偏暖時，東亞副熱帶西風急流異常減弱，可能是導致長江流域極端高溫日數(shù)增加的重要因素。此外，也有部分學者強調(diào)了夏季熱帶北大西洋海溫對長江流域極端高溫存在顯著影響（王慧美等，2021）。

研究表明，北大西洋海溫異常與歐亞氣溫年際變化關系存在年代際變化（Wu et al.，2011;Chen and Wu，2017;梁靜等，2023）。例如，Wu et al.（2011）指出，前期春季北大西洋三極型海溫異常與夏季中國東北氣溫的聯(lián)系在20世紀80年代末顯著增強。Chen and Wu（2017）提到，春季北大西洋海溫異常在1954—1972年和1996—2014年期間可以顯著影響春季歐亞地表氣溫的變化，而在1973—1991年期間二者的聯(lián)系減弱。那么，夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化關系是否存在年代際變化？兩者關系發(fā)生年代際變化的可能物理機制是什么？針對上述問題，本文擬采用Hadley海溫資料、CN05.1逐日最高氣溫資料及NCEP／NCAR再分析資料，分析夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化關系的年代際變化及其可能存在的物理機制。

1" 資料和方法

本文所使用的資料包括：1）英國氣象局Hadley中心（The UK Meteorological Office Hadley Center）提供的月平均海表溫度（sea surface temperature，SST）資料（Rayner et al.，2003），水平分辨率為1°×1°;2）國家氣象信息中心提供的CN05.1高精度格點化逐日最高氣溫資料（吳佳和高學杰，2013），水平分辨率為0.25°×0.25°;3）美國NCEP／NCAR（National Centers for Environmental Prediction／National Center for Atmospheric Research）提供的大氣再分析資料（Kalnay et al.，1996），水平分辨率為2.5°×2.5°。以上資料時間段均為1961—2020年夏季（6—8月）。

對極端高溫日數(shù)的統(tǒng)計采用目前通用的百分位閾值法（Zhu et al.，2020），將每個格點1961—2020年夏季日最高氣溫按升序排列，并將日最高氣溫的95％分位點作為該格點極端高溫的閾值，然后將夏季日最高氣溫超過該閾值的天數(shù)作為該格點此年夏季的極端高溫日數(shù)。

本文使用到的統(tǒng)計方法主要包括奇異值分解（singular value decomposition，SVD）、回歸分析等，顯著性水平的檢驗方法為Student-t檢驗。本文的研究主要針對年際尺度，所有變量在去除線性趨勢的基礎上，使用了9 a滑動平均的方法去除了年代際信號。由于進行了濾波處理，在進行顯著性檢驗時計算了有效自由度，具體公式為：

N*=N1-r1r21+r1r2。（1）

其中：N為樣本數(shù)量；r1、r2分別為兩變量滯后1 a的自相關系數(shù)（Bretherton et al.，1999）。

本文采用T-N波活動通量（Takaya and Nakamura，2001）來描述中高緯地區(qū)羅斯貝波的傳播路徑，其水平方向的波活動通量計算公式如下：

W=pcosφ2|V|·ua2cos2φψ′λ2-ψ′2ψ′λ2+va2cosφψ′λψ′φ-ψ′2ψ′λφ

ua2cosφψ′λψ′φ-ψ′2ψ′λφ+va2ψ′φ2-ψ′2ψ′φ2。（2）

其中：V=（u，v）表示氣候平均水平風場；ψ′表示擾動地轉(zhuǎn)流函數(shù)；φ、λ和a分別代表緯度、經(jīng)度和地球半徑;p表示氣壓/（1 000 hPa）。本文的氣候平均風場由1961—2020年的風場計算得到；擾動地轉(zhuǎn)流函數(shù)則由夏季北大西洋偶極型海溫異常指數(shù)與位勢高度場的回歸系數(shù)計算得到。

2" 夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際關系的年代際變化

為了揭示夏季北大西洋海溫年際變化與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化之間的耦合關系，選取1961—2020年夏季北大西洋（85.5°W～0.5°E，0°～65°N）海溫年際變化作為左場、長江流域（102°～123°E，24°～35°N）極端高溫日數(shù)年際變化作為右場進行SVD分析，如圖1所示。SVD第一模態(tài)的協(xié)方差貢獻為63.43％，說明SVD第一模態(tài)反映了夏季北大西洋海溫異常和長江流域極端高溫日數(shù)之間最主要的耦合信息。在SVD第一模態(tài)異性相關系數(shù)分布中，長江流域極端高溫日數(shù)表現(xiàn)為一致的正相關分布，對應北大西洋中緯度海溫顯著正相關、副熱帶海溫顯著負相關的空間分布。

本文中，將夏季北大西洋中緯度海溫正（負）異常、副熱帶海溫負（正）異常的空間分布型定義為北大西洋偶極型（North Atlantic dipole，NAD）海溫異常正（負）位相結構。為了方便討論，將SVD第一模態(tài)左場的標準化時間序列定義為NAD海溫異常（sea surface temperature anomaly，SSTA）指數(shù)，右場的標準化時間序列定義為長江流域極端高溫日數(shù)（extreme high temperature days，EHTD）指數(shù)。由圖1c可知，EHTD指數(shù)與NAD海溫異常指數(shù)的年際變化關系對應較好。根據(jù)計算可知，兩個指數(shù)之間的相關系數(shù)為0.51，通過置信度為99％的顯著性檢驗?？梢?，NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化之間存在密切聯(lián)系，即當北大西洋中緯度海溫正（負）異常、副熱帶海溫負（正）異常時，長江流域極端高溫日數(shù)增加（減少）。

從圖1c中不難發(fā)現(xiàn)，NAD海溫異常指數(shù)與EHTD指數(shù)在1988年之后同位相的年份顯著減少。為了探究二者的耦合關系是否存在年代際變化，對兩個指數(shù)進行了21 a滑動相關分析（圖1d）。結果表明，二者的相關系數(shù)在1988年之前較強，在1988年之后顯著減弱。將研究時段劃分為1961—1988年（P1時期）和1989—2020年（P2時期）兩個時期，以探討NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)在不同時期的聯(lián)系。計算結果表明，P1時期兩個指數(shù)的相關系數(shù)高達0.68，通過置信度為99％的顯著性檢驗;而在P2時期二者相關系數(shù)僅為0.28。兩個時期的相關系數(shù)差異顯著，說明NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)之間的聯(lián)系存在年代際減弱。

由圖2可知，P1時期，長江流域極端高溫日數(shù)年際變化與夏季NAD海溫異常指數(shù)具有較為顯著的正相關，正相關系數(shù)的最大數(shù)值超過0.7;而P2時期，長江流域極端高溫日數(shù)與夏季NAD海溫異常指數(shù)的相關性明顯減弱，除了長江中游和華中地區(qū)存在小范圍顯著相關外，其他地區(qū)相關系數(shù)都不顯著。以上結果進一步說明，夏季NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化在P1時期聯(lián)系密切，在P2時期聯(lián)系顯著減弱，即二者的聯(lián)系存在年代際減弱。

3" 夏季北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化關系發(fā)生年代際減弱的可能機制

第2節(jié)的結果表明，夏季NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化的聯(lián)系在20世紀80年代末發(fā)生了顯著變化，其原因是什么呢？本節(jié)將進一步探討其中可能存在的物理機制。

北大西洋海溫異?？梢酝ㄟ^激發(fā)歐亞大氣遙相關波列引起東亞地區(qū)的大氣環(huán)流異常，進而對東亞氣候產(chǎn)生影響（Li，2004;Zuo et al.，2013;李忠賢等，2019）。由圖3可知，在兩個時期，NAD海溫異常均能激發(fā)Rossby波向下游傳播。波動能量首先從北大西洋上空向東傳播至烏拉爾山附近，隨后向東南經(jīng)過貝加爾湖到達東亞上空，引起東亞上空大氣環(huán)流異常。與波活動通量相對應，在對流層的中上層，存在從北大西洋經(jīng)烏拉爾山、貝加爾湖到達東亞上空的遙相關波列結構，即夏季NAD海溫異常正（負）位相時，格陵蘭島與貝加爾湖上空表現(xiàn)為位勢高度負（正）異常，烏拉爾山與東亞上空表現(xiàn)為位勢高度正（負）異常。

從圖3中可以看出，200 hPa上，P1時期長江流域上空的位勢高度正異常中心最大值達到20 gpm，P2時期長江流域地區(qū)的位勢高度正異常中心數(shù)值減小至16 gpm。從垂直剖面上來看，對流層低層至高層均存在顯著的遙相關波列結構，然而P2時期的大氣遙相關波列振幅較P1時期減弱（圖4），這可能是NAD海溫異常在P2時期與長江流域極端高溫聯(lián)系減弱的原因。

以上結果說明，在P1和P2時期，NAD海溫異常正（負）位相均可以激發(fā)Rossby波傳播至東亞地區(qū)，并且在長江流域上空引起位勢高度正（負）異常，利于（不利于）極端高溫的發(fā)生。然而，由于P2時期NAD海溫異常對東亞上空環(huán)流異常的影響減弱，從而使得NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)的聯(lián)系減弱。

研究指出，東亞反氣旋環(huán)流異常（高壓異常）是影響長江流域極端高溫的關鍵環(huán)流系統(tǒng)之一（Yin et al.，2023）。由圖5可見，P1與P2時期東亞上空大氣環(huán)流異常具有類似的空間分布。兩個時期的流函數(shù)正異常主要分布于東亞地區(qū)上空，負異常主要位于貝加爾湖上空。東亞上空的流函數(shù)異常強度在兩個時期均可以達到1.2×106 m2·s-1，并伴隨著反氣旋環(huán)流異常和位勢高度正異常。參考Yin et al.（2023）的定義，本文將東亞東部（105°～135°E，30°～40°N）（圖5、圖6中紫色矩形）區(qū)域平均的500 hPa流函數(shù)定義為東亞反氣旋環(huán)流（East Asian anticyclonic circulation，EAA）指數(shù)，該指數(shù)為正（負）表示東亞反氣旋（氣旋）環(huán)流異常。根據(jù)計算可知，P1與P2時期EAA指數(shù)與EHTD指數(shù)的相關系數(shù)分別達到0.61、0.44，均通過置信度為95％的顯著性檢驗。這意味著兩個時期的東亞反氣旋（氣旋）環(huán)流異常與長江流域極端高溫之間的關系都非常密切。因此，當東亞上空存在反氣旋（氣旋）環(huán)流異常時，對應東亞上空出現(xiàn)高壓（低壓）異常，此種環(huán)流形勢有利于（不利于）長江流域極端高溫的發(fā)生。值得注意的是，EHTD指數(shù)回歸的東亞上空大氣環(huán)流異常強度在P2時期有所減弱，這與兩個時期NAD海溫異?；貧w的環(huán)流異常結果（圖3）基本一致。

進一步分析兩個時期NAD海溫異常與東亞反氣旋環(huán)流異常的聯(lián)系，如圖6所示。P1時期的流函數(shù)異常分布與圖5a較為類似，東亞上空為流函數(shù)正異常，其中心強度超過1.6×106 m2·s-1，風場表現(xiàn)為顯著的反氣旋環(huán)流異常;而在P2時期，東亞地區(qū)500 hPa流函數(shù)正異常明顯減弱，強度低于1.2×106 m2·s-1，同時反氣旋環(huán)流異常顯著減弱。分別計算了兩個時期EAA指數(shù)與NAD海溫異常指數(shù)的相關系數(shù)，P1時期二者的相關系數(shù)達到0.50，通過了置信度為99％的顯著性檢驗;而P2時期二者的相關系數(shù)僅為0.22，相關性較P1時期明顯減弱。以上分析表明，在P1時期，NAD海溫異常對東亞反氣旋／氣旋環(huán)流異常的影響顯著，從而能對長江流域極端高溫日數(shù)產(chǎn)生影響;在P2時期，NAD海溫異常對東亞大氣環(huán)流的影響減弱，使得NAD海溫異常與長江流域極端高溫的聯(lián)系減弱。

研究表明，東亞反氣旋環(huán)流異常有利于長江流域上空氣流的垂直下沉運動（尹澤疆等，2023）。由圖7可知，在P1時期，從對流層低層700 hPa至高層100 hPa，長江流域上空呈現(xiàn)一致的垂直速度正異常，垂直速度正異常中心值達到3.0×10-3 Pa·s-1，表明該時期的下沉運動顯著;而P2時期長江流域上空垂直速度也表現(xiàn)為正異常，但其強度與P1時期相比明顯減弱，數(shù)值減小至1.2×10-3 Pa·s-1，未通過顯著性檢驗。

以上結果說明，在P1時期，當NAD海溫異常處于正位相時，其可以通過引起東亞反氣旋環(huán)流異常使得長江流域上空氣流出現(xiàn)顯著的下沉運動異常，而下沉運動引起的熱力作用等，有利于長江流域極端高溫日數(shù)增加，反之亦然。而P2時期，NAD海溫異常與東亞上空的大氣環(huán)流的聯(lián)系減弱，使得東亞反氣旋（氣旋）環(huán)流異常強度減弱，與之相聯(lián)系的長江流域上空氣流的下沉（上升）運動及相應熱力作用也減弱，使得該時期NAD海溫異常對長江流域極端高溫日數(shù)的影響減弱。

本文計算了兩個時期的NAD海溫異常指數(shù)方差，發(fā)現(xiàn)P1時期NAD海溫異常指數(shù)方差為1.39，P2時期NAD海溫異常指數(shù)方差僅為0.69，前后兩個時期方差的差異通過了顯著性檢驗，說明兩個時期的NAD海溫異常指數(shù)發(fā)生了顯著變化，P2時期的NAD海溫異常指數(shù)振幅明顯減弱。為了更進一步說明兩個時期的北大西洋偶極型海溫異常的強度存在差異，將P1、P2時期的NAD海溫異常指數(shù)標準化數(shù)值≥0.8的年份定義為P1、P2時期的NAD海溫異常正位相年，將P1、P2時期的NAD海溫異常指數(shù)標準化數(shù)值≤-0.8的年份定義為P1、P2時期的NAD海溫異常負位相年，如表1所示。由圖8可知，在兩個時期的正位相年，北大西洋海溫異常的空間分布型與圖1a一致，表現(xiàn)為中緯度海溫正異常、副熱帶海溫負異常的特征，并且P1時期的中緯度海溫正異常的強度總體大于P2時期。兩個時期的正位相年的海溫差值分布也與NAD海溫異常正位相結構較為相似，說明P1時期的NAD海溫異常振幅更大。在負位相年，P1時期的中緯度海溫負異常中心為-1.6 ℃，而P2時期中緯度海溫負異常中心為-1.2 ℃，兩個時期的海溫差值分布與NAD海溫異常負位相結構類似。以上分析說明，NAD海溫異常的振幅在P2時期顯著減弱。

本文結果表明，在P1時期，NAD海溫異?？梢约ぐl(fā)出明顯的歐亞遙相關波列，引起東亞反氣旋／氣旋環(huán)流異常，對長江流域極端高溫日數(shù)產(chǎn)生影響;在P2時期，NAD海溫異常振幅明顯減弱，其海溫異常對歐亞遙相關波列和東亞大氣環(huán)流的影響減弱，從而與長江流域極端高溫的聯(lián)系減弱。因此，NAD海溫異常對歐亞遙相關波列、東亞大氣環(huán)流異常以及長江流域極端高溫日數(shù)影響的年代際減弱可能與NAD海溫異常振幅減弱有關。

4" 結論與討論

基于1961—2020年Hadley海溫資料、CN05.1逐日最高氣溫資料和NCEP／NCAR再分析資料，本文使用SVD等方法分析了北大西洋海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際變化關系的年代際變化及其可能的物理機制，得到如下主要結論：

1）SVD分析結果表明，當夏季北大西洋中緯度海溫正（負）異常、副熱帶海溫負（正）異常，即NAD海溫異常正（負）位相時，長江流域極端高溫日數(shù)增加（減少）。二者關系在20世紀80年代末期之后發(fā)生年代際減弱。

2）夏季NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)的年際關系發(fā)生改變，這歸因于與NAD海溫異常相關的歐亞遙相關波列和東亞大氣環(huán)流異常發(fā)生了強度差異。在1961—1988年，夏季NAD海溫異常可以激發(fā)由北大西洋沿歐亞中高緯傳播至東亞地區(qū)的大氣遙相關波列，導致東亞上空存在反氣旋（氣旋）環(huán)流異常。東亞反氣旋（氣旋）環(huán)流異常引起長江流域上空氣流垂直運動變化，并通過垂直運動引起的熱力作用等，使得該地區(qū)極端高溫日數(shù)增加（減少）。而在1989—2020年，夏季NAD海溫異常激發(fā)的歐亞中高緯度的大氣遙相關波列強度減弱，東亞反氣旋（氣旋）異常的強度也相應減弱，從而使得NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)的聯(lián)系發(fā)生減弱。

3）NAD海溫異常對歐亞遙相關波列、東亞大氣環(huán)流異常和長江流域極端高溫日數(shù)的影響在20世紀80年代末期之后的減弱可能與NAD海溫異常振幅的減弱有關。

本文所得結果主要基于觀測資料的診斷分析，對于夏季NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際關系發(fā)生年代際減弱的機理仍有待于數(shù)值試驗的進一步驗證。此外，本文的研究發(fā)現(xiàn)，NAD海溫異常振幅在20世紀80年代末期之后顯著減弱，這可能與北大西洋局地海氣相互作用的年代際變化（梁靜等，2023）有關。研究指出，大西洋多年代際振蕩（Atlantic Multidecadal Oscillation，AMO）和太平洋年代際振蕩（Pacific Decadal Oscillation，PDO）對我國華北和中亞等地區(qū)極端高溫具有重要的影響（Zhang et al.，2020;Dong et al.，2023）。那么，AMO和PDO等年代際信號對NAD海溫異常與長江流域極端高溫日數(shù)年際關系的變化是否具有調(diào)制作用呢？這還需要進一步研究。

致謝：本文的數(shù)值計算得到南京信息工程大學高性能計算平臺的計算支持和幫助。謹致謝忱！

參考文獻（References）

Bretherton C S，Widmann M，Dymnikov V P，et al.，1999.The effective number of spatial degrees of freedom of a time-varying field［J］.J Climate，12（7）：1990-2009.doi：10.1175／1520-0442（1999）012lt;1990：tenosdgt;2.0.co;2.

Chen S F，Wu R G，2017.Interdecadal changes in the relationship between interannual variations of spring North Atlantic SST and Eurasian surface air temperature［J］.J Climate，30（10）：3771-3787.doi：10.1175／JCLI-D-16-0477.1.

Chen X L，Zhou T J，2018.Relative contributions of external SST forcing and internal atmospheric variability to July-August heat waves over the Yangtze River valley［J］.Climate Dyn，51（11）：4403-4419.doi：10.1007／s00382-017-3871-y.

丁一匯，王會軍，2016.近百年中國氣候變化科學問題的新認識［J］.科學通報，61（10）：1029-1041." Ding Y H，Wang H J，2016.Newly acquired knowledge on the scientific issues related to climate change over the recent 100 years in China［J］.Chin Sci Bull，61（10）：1027-1041.doi：10.1360／N972015-00638.（in Chinese）.

Dong X，Zeng G，Zhang G W，et al.，2023.Current AMO mitigating extreme high temperatures in Central Asia under global warming［J］.Int J Climatol，43（9）：3947-3962.doi：10.1002／joc.8066.

Kalnay E，Kanamitsu M，Kistler R，et al.，1996.The NCEP／NCAR 40-year reanalysis project［J］.Bull Amer Meteor Soc，77（3）：437-471.doi：10.1175／1520-0477（1996）077lt;0437：tnyrpgt;2.0.co;2.

Li S L，2004.Impact of Northwest Atlantic SST anomalies on the circulation over the Ural Mountains during early winter［J］.J Meteor Soc Japan，82（4）：971-988.doi：10.2151／jmsj.2004.971.

李忠賢，于怡秋，鄧偉濤，等，2019.春季北大西洋三極型海溫異常變化及其與NAO和ENSO的聯(lián)系［J］.氣象科學，39（6）：721-730." Li Z X，Yu Y Q，Deng W T，et al.，2019.Variation characteristics of North Atlantic tri-polar sea surface temperature in spring and its relationship with NAO and ENSO［J］.J Meteor Sci，39（6）：721-730.doi：10.3969／2018jms.0105.（in Chinese）.

李忠賢，王庭軒，曾剛，等，2024.秋季北大西洋馬蹄型海溫異常與初冬我國氣溫年際變化的聯(lián)系［J］.大氣科學，48（3）：1131-1143." Li Z X，Wang T X，Zeng G，et al.，2024.Characteristics of North Atlantic horseshoe sea surface temperature anomaly in autumn and relationship with interannual variation in early winter temperature in China［J］.Chin J Atmos Sci，48（3）：1131-1143.doi：10.3969／2018jms.0105.（in Chinese）.

梁靜，孫建奇，洪海旭，等，2023.春季北大西洋三極型海溫模態(tài)與中國東部極端低溫事件頻次年際變化關系的年代際增強［J］.大氣科學，47（4）：1050-1064." Liang J，Sun J Q，Hong H X，et al.，2023.Interdecadal enhancement of the interannual variation relationship between spring North Atlantic tripolar sea surface temperature mode and extreme cold event frequency in Eastern China［J］.Chin J Atmos Sci，47（4）：1050-1064.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.2201.21172.（in Chinese）.

Palmer T N，Sun Z B，1985.A modelling and observational study of the relationship between sea surface temperature in the North-West Atlantic and the atmospheric general circulation［J］.Quart J Roy Meteor Soc，111（470）：947-975.doi：10.1002／qj.49711147003.

Rayner N A，Parker D E，Horton E B，et al.，2003.Global analyses of sea surface temperature，sea ice，and night marine air temperature since the late nineteenth century［J］.J Geophys Res：Atmos，108（D14）：4407.doi：10.1029／2002JD002670.

孫博，王會軍，黃艷艷，等，2023.2022年夏季中國高溫干旱氣候特征及成因探討［J］.大氣科學學報，46（1）：1-8." Sun B，Wang H J，Huang Y Y，et al.，2023.Characteristics and causes of the hot-dry climate anomalies in China during summer of 2022［J］.Trans Atmos Sci，46（1）：1-8.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20220916003.（in Chinese）.

孫建奇，2014.2013年北大西洋破紀錄高海溫與我國江淮-江南地區(qū)極端高溫的關系［J］.科學通報，59（27）：2714-2719." Sun J Q，2014.Record-breaking SST over mid-North Atlantic and extreme high temperature over the Jianghuai-Jiangnan region of China in 2013［J］.Chin Sci Bull，59（27）：2714-2719.doi：10.1007／s11434-014-0425-0.（in Chinese）.

Takaya K，Nakamura H，2001.A formulation of a phase-independent wave-activity flux for stationary and migratory quasigeostrophic eddies on a zonally varying basic flow［J］.J Atmos Sci，58（6）：608-627.doi：10.1175／1520-0469（2001）058lt;0608：afoapigt;2.0.co;2.

Wang D Q，Sun Y，Hu T，et al.，2024.The 2022 record-breaking heat event over the middle and lower reaches of the Yangtze River：the role of anthropogenic forcing and atmospheric circulation［J］.Bull Amer Meteor Soc，105（1）：E200-E205.doi：10.1175／bams-d-23-0152.1.

王慧美，劉舸，彭京備，等，2021.熱帶大西洋海溫異常季節(jié)內(nèi)演變對中國江南地區(qū)夏季持續(xù)性高溫事件影響的初步研究［J］.大氣科學，45（2）：300-314." Wang H M，Liu G，Peng J B，et al.，2021.Preliminary study on the effect of intraseasonal evolution of the tropical Atlantic SST anomalies on summer persistent heatwave events over the area south of the Yangtze River［J］.Chin J Atmos Sci，45（2）：300-314.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.2005.19235.（in Chinese）.

王文，許金萍，蔡曉軍，等，2017.2013年夏季長江中下游地區(qū)高溫干旱的大氣環(huán)流特征及成因分析［J］.高原氣象，36（6）：1595-1607." Wang W，Xu J P，Cai X J，et al.，2017.Analysis of atmospheric circulation characteristics and mechanism of heat wave and drought in summer of 2013 over the middle and lower reaches of Yangtze River basin［J］.Plateau Meteor，36（6）：1595-1607.doi：10.7522／j.issn.1000-0534.2016.00129.（in Chinese）.

Wang Z Q，Luo H L，Yang S，2023.Different mechanisms for the extremely hot central-eastern China in July-August 2022 from a Eurasian large-scale circulation perspective［J］.Environ Res Lett，18（2）：024023.doi：10.1088／1748-9326／acb3e5.

吳佳，高學杰，2013.一套格點化的中國區(qū)域逐日觀測資料及與其它資料的對比［J］.地球物理學報，56（4）：1102-1111." Wu J，Gao X J，2013.A gridded daily observation dataset over China region and comparison with the other datasets［J］.Chin J Geophys，56（4）：1102-1111.doi：10.6038／cjg20130406.（in Chinese）.

Wu R G，Yang S，Liu S，et al.，2011.Northeast China summer temperature and North Atlantic SST［J］.J Geophys Res：Atmos，116（D16）：D16116.doi：10.1029／2011JD015779.

尹澤疆，魏維，楊崧，2023.北大西洋濤動和英國-鄂霍次克海走廊型遙相關對2022年盛夏長江中下游極端高溫的影響［J］.大氣科學學報，46（3）：345-353." Yin Z J，Wei W，Yang S，2023.Extreme hot events in the middle and lower reaches of the Yangtze River in peak summer 2022：roles of the North Atlantic oscillation and the British-okhotsk corridor pattern［J］.Trans Atmos Sci，46（3）：345-353.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20230116013.（in Chinese）.

Yin Z J，Yang S，Wei W，2023.Prevalent atmospheric and oceanic signals of the unprecedented heatwaves over the Yangtze River valley in July-August 2022［J］.Atmos Res，295：107018.doi：10.1016／j.atmosres.2023.107018.

于怡秋，李忠賢，楊寶鋼，等，2022.夏季北大西洋三極型海溫異常與中國西南地區(qū)氣溫年際變化的聯(lián)系［J］.大氣科學學報，45（5）：745-754." Yu Y Q，Li Z X，Yang B G，et al.，2022.Relationship between North Atlantic SSTA tripole and interannual temperature variation in Southwest China in summer［J］.Trans Atmos Sci，45（5）：745-754.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20200508001.（in Chinese）.

袁媛，丁婷，高輝，等，2018.我國南方盛夏氣溫主模態(tài)特征及其與海溫異常的聯(lián)系［J］.大氣科學，42（6）：1245-1262." Yuan Y，Ding T，Gao H，et al.，2018.Major modes of midsummer air temperature in southern China and their relationship with sea surface temperature anomalies［J］.Chin J Atmos Sci，42（6）：1245-1262.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.1801.17186.（in Chinese）.

Zhang D P，Huang Y Y，Zhou B T，et al.，2024.Who is the major player for 2022 China extreme heat wave？Western Pacific Subtropical high or South Asian high？［J］.Weather Clim Extrem，43：100640.doi：10.1016／j.wace.2024.100640.

Zhang D Q，Chen L J，Yuan Y，et al.，2023.Why was the heat wave in the Yangtze River valley abnormally intensified in late summer 2022？［J］.Environ Res Lett，18（3）：034014.doi：10.1088／1748-9326／acba30.

Zhang G W，Zeng G，Li C，et al.，2020.Impact of PDO and AMO on interdecadal variability in extreme high temperatures in North China over the most recent 40-year period［J］.Climate Dyn，54（5）：3003-3020.doi：10.1007／s00382-020-05155-z.

Zhu B Y，Sun B，Wang H J，2020.Dominant modes of interannual variability of extreme high-temperature events in eastern China during summer and associated mechanisms［J］.Int J Climatol，40（2）：841-857.doi：10.1002／joc.6242.

Zhu B Y，Sun B，Wang H J，2022.Increased interannual variability in the dipole mode of extreme high-temperature events over East China during summer after the early 1990s and associated mechanisms［J］.J Climate，35（4）：1347-1364.doi：10.1175／jcli-d-21-0431.1.

Zuo J Q，Li W J，Sun C H，et al.，2013.Impact of the North Atlantic sea surface temperature tripole on the East Asian summer monsoon［J］.Adv Atmos Sci，30（4）：1173-1186.doi：10.1007／s00376-012-2125-5.

·ARTICLE·

Interdecadal weakening of the relationship between summer North Atlantic sea surface temperature anomalies and extreme high temperature days in the Yangtze River basin

JIANG Yuanyuan，LI Zhongxian，NI Donghong，PENG Lixia

Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education （KLME）／Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters （CIC-FEMD），Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China

Abstract" The Yangtze River basin（YRB） is a key region for the occurrence of extreme high temperatures （EHT），which has significant impacts on both human society and ecosystems.The number of EHT days （EHTD） in the YRB exhibits notable interannual variability.Using sea surface temperature （SST） data from the Hadley Center，daily maximum temperature datasets from CN05.1，and reanalysis data from the National Centers for Environmental Prediction／National Center for Atmospheric Research （NCEP／NCAR），this study investigates the relationship between summer North Atlantic SST anomalies （SSTA） and EHTD in the YRB through singular value decomposition （SVD） analysis.Results reveal that the first SVD mode demonstrates a strong relationship between North Atlantic Dipole （NAD） pattern （characterized by positive （negative） SSTAs in the midlatitude and negative （positive） SSTAS in the subtropical North Atlantic） and EHTD in the YRB，accounting for 63.43％ of the total squared covariance.The correlation coefficient between the time series of the first SVD mode for NAD SSTA and EHTD is 0.51，statistically significant at the 99％ confidence level.An interdecadal shift in the relationship between NAD SSTA and EHTD in the YRB occurred in the late 1980s.From 1961—1988，NAD SSTA showed a strong connection with EHTD in the YRB.However，after the late 1980s，this relationship weakened.Further analysis suggests that the interdecadal changes in the NAD SSTA-EHTD relationship are primarily driven by differences in atmospheric circulation anomalies over Eurasia，triggered by NAD SSTA.Before the late 1980s，positive （negative） NAD SSTA induced an atmospheric teleconnection pattern extending from the North Atlantic to East Asia in the middle and upper troposphere，featuring two positive （negative） geopotential height anomaly centers over the Ural Mountains and East Asia，and two negative （positive） centers over Greenland and Lake Baikal.This teleconnection pattern，linked to Rossby wave energy propagation，led to an anticyclone／cyclone circulation anomaly over East Asia，inducing anomalous descending／ascending motion over the YRB，which in turn provided favorable／unfavorable thermal conditions for EHT occurrences.The East Asian anticyclone／cyclone circulation anomaly had a significant influence on EHTD in the YRB.However，after the late 1980s，the aforementioned teleconnection pattern excited by NAD SSTA weakened，reducing the East Asian anticyclone／cyclone circulation anomaly and weakening the NAD SSTA-EHTD relationship.The differences in atmospheric circulation anomalies between the two periods are closely related to the reduced amplitude of NAD SSTA.The reasons behind these weakening of NAD SSTA amplitude remain to be explored.These findings offer valuable insights for understanding and predicting EHTD in the YRB.

Keywords" extreme high temperature;sea surface temperature;North Atlantic;Yangtze River basin;interannual variation;interdecadal weakening

doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20240830002

（責任編輯：張福穎）