黃 翀，張 強，肖名忠

(1. 中山大學地理科學與規(guī)劃學院∥華南地區(qū)水循環(huán)與水安全廣東省普通高校重點實驗室∥廣東省城市化與地理環(huán)境空間模擬重點實驗室，廣東 廣州510275)

ENSO、NAO、IOD和PDO對珠江流域降水的影響研究*

黃 翀，張 強，肖名忠

(1. 中山大學地理科學與規(guī)劃學院∥華南地區(qū)水循環(huán)與水安全廣東省普通高校重點實驗室∥廣東省城市化與地理環(huán)境空間模擬重點實驗室，廣東 廣州510275)

通過旋轉經驗正交分解法，將珠江流域季節(jié)和年降水分為時間分量和相應的空間特征，研究了珠江流域降水與厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)、北大西洋濤動(NAO)、印度洋偶極子(IOD)和太平洋10 a濤動(PDO)的遙相關關系。同時，通過分析季節(jié)和年降水發(fā)生天數(shù)及強度的變化與ENSO、NAO、IOD和PDO指數(shù)的關系，探討了上述氣候指標對降水的影響機制。研究結果表明：① ENSO和NAO是導致珠江流域季節(jié)降水和年降水發(fā)生變化的主要因素。春季降水與NAO和PDO成正相關，與ENSO和IOD成負相關；夏季降水與NAO成負相關；秋季降水與ENSO和IOD成正相關；冬季降水與ENSO和NAO成正相關；年降水與NAO和IOD成正相關。② ENSO、NAO、IOD和PDO對珠江流域季節(jié)和年降水的影響主要是通過改變降水天數(shù)與降水強度來達到的，同時這種影響具有季節(jié)的差異性。

氣候指標；降水機制；旋轉經驗正交分解；ENSO；珠江流域

作為當今世界最重要的環(huán)境問題之一，氣候變化對水循環(huán)與水資源的影響越來越引起國內外學者的高度重視[1]。降水是水循環(huán)的重要要素之一，是探討水資源對氣候變化響應及氣候變化與人類活動水文效應研究的核心問題，降水時空變化及其成因近年來正受到越來越多的關注[2]。

由于受氣候變異和劇烈人類活動的雙重影響，珠江流域水文要素時空變異十分突出[3]。張強等[4]通過分析珠江流域降水集中度的時空變化，得出流域南部、東南部和西北部的降水集中度高，而西南部和東北部的降水集中度低的結論。陸文秀等[5]發(fā)現(xiàn)珠江流域全年、春季、冬季降水量呈微弱上升趨勢，秋季降水量呈穩(wěn)定下降趨勢，夏季降水量則無明顯變化趨勢。對于流域降水天數(shù)與降水強度的變化，張強等[6]發(fā)現(xiàn)珠江流域降水強度呈上升趨勢，尤其在流域中部和東部，而降水天數(shù)則呈下降趨勢；彭俊臺等[7]全面探究了珠江流域近40 a降雨的變化特征，認為整個流域降雨天數(shù)和降雨強度的變化比較顯著，并存在明顯的季節(jié)性。

有研究表明：降水時空演變特征與全球海溫場內外強迫有關，熱帶太平洋、熱帶大西洋和印度洋均表現(xiàn)出海氣耦合相互作用[8]。近年來，眾多研究發(fā)現(xiàn)ENSO對東亞季風影響顯著[9-10]。El Nio作為我國氣候變化的一個強信號，可以通過影響大氣循環(huán)的作用來影響我國氣候，對我國的降雨有很大影響[11]。在厄爾尼諾成熟期，中國南部春季、秋季及冬季降雨增多；南部和北部夏季降雨減少[12]。但是，綜合分析比較ENSO、NAO、IOD及PDO等多種氣候指標對珠江流域降水時空變化影響的研究較少，尤其是上述氣候指標導致降水發(fā)生變化的機制目前仍沒有定論，而此研究對于科學理解大尺度氣候變化信號對珠江流域水循環(huán)的影響及流域水資源管理有重要意義?；诖?，本文主要探討① ENSO、NAO、IOD和PDO對珠江流域季節(jié)降水及年降水時空變化的影響；②ENSO、NAO、IOD和PDO對珠江流域降水的影響主要是影響降水發(fā)生天數(shù)還是強度？此項研究可為根據降水與ENSO、NAO、IOD和PDO等的關系進一步提高降水長期預測提供重要依據。

1 研究地區(qū)和數(shù)據介紹

1.1 研究地區(qū)

珠江流域(102°14′-115°53′E；21°31′-26°49′N)位于中國南部，西起云貴高原，北起南嶺山地，經兩廣丘陵和珠江三角洲后匯入南海，面積達4.537×105km2。該流域地處熱帶和亞熱帶季風氣候區(qū)，多年平均氣溫在14～22 ℃之間，降水時空分布差異明顯，多集中于4-9月，且總體呈現(xiàn)東多西少的變化趨勢，多年平均年降水量在1 200～2 200 mm之間。

1.2 數(shù)據

本文研究數(shù)據為珠江流域46個雨量站(圖1)1959-2010年日降水資料，且以每年3月至次年2月作為一年，每年3-5月作為春季，6-8月作為夏季，9-11月作為秋季，12-次年2月作為冬季。其中有8個雨量站存在數(shù)據缺失，只有1個雨量站有2.73%的數(shù)據缺失，其余7個雨量站數(shù)據缺失不足0.1%，對于缺測值，研究中以其余有數(shù)據年份相應日期的降水平均值來代替。

圖1 研究區(qū)域和雨量站位置Fig.1 Locations of the study region and the rain-gauge stations

2 方 法

2.1 降水時空模態(tài)分解

由于區(qū)域降水具有非線性及高維度等特點，為將區(qū)域降水分為幾個主要模態(tài)，本文采用旋轉經驗正交函數(shù)分解(REOF)[13]將珠江流域降水分為一個時間分量及對應的空間特征。REOF是在EOF[14]基礎上經再旋轉得出，旋轉后典型空間分布結構清晰，且誤差較小。

在運用旋轉經驗正交分解法時，選取多少個EOF的模態(tài)進行旋轉是一個關鍵問題，目前對于此問題還沒有統(tǒng)一的定論。理論上所有的EOF模態(tài)均需要旋轉，但這樣會采用到價值較小的信息并難以達到降維的目的，并有可能導致平凡解。此外，與相應奇異值成比例的EOF可能會排除一些特征值較小但物理相關的低等級EOF主要模態(tài)的貢獻[15]。因此，本文選擇一系列不成比例的EOF進行旋轉，即5、8、11、14這一序列EOF值，然后再從中挑選合適的。同時對于旋轉經驗正交分解主要模態(tài)的選取，本文采用的是通過判斷特征值對數(shù)曲線變化來確定旋轉特征向量的個數(shù)。如果某個特征值之后直線的斜率明顯變小，即以該點特征值的個數(shù)作為旋轉特征向量的個數(shù)。由于該方法應用較多，其基本算法不在此贅述，詳情可參閱其他文獻[13]。

2.2 氣候指標與季節(jié)降水和年降水的遙相關關系

本文研究所用的氣候指標的定義及數(shù)據均來自NOAA網站(http:∥www.noaa.gov/)。各項氣候指標的定義見表1。數(shù)據時間序列均為1958年3月至2011年2月，以每年3月至次年2月作為一年，每年的氣候指標以各月氣候指標的均值表示。ENSO、NAO、IOD和PDO對季節(jié)和年降水(包括降水量、降水天數(shù)及降水強度)的影響可通過ENSO、NAO、IOD和PDO指標與REOFs時間分量之間的皮爾遜相關系數(shù)來分析。運用studentt檢驗皮爾遜相關系數(shù)的顯著性，自由度為50，計算得出當系數(shù)的絕對值大于等于0.23時，達到95%顯著性水平。由于每年的氣候指標可能會影響珠江流域當年及下一年的降水變化，因此需研究當年及前一年氣候指標對季節(jié)和年降水的影響。此外，為消除趨勢的影響，本文對REOFs的時間特征進行了去趨勢處理, 即通過減去最小二乘擬合直線來去除平均線性趨勢。

表1 各項氣候指標的定義

2.3 氣候指標與季節(jié)降水和年降水天數(shù)和強度的聯(lián)系

本文研究ENSO、NAO、IOD和PDO指標與季節(jié)降水和年降水天數(shù)和強度的聯(lián)系，是為了找出在上述氣候指標的影響下，造成季節(jié)和年降水發(fā)生變化的主要機制。氣候指標對年降水和季節(jié)降水天數(shù)和強度的影響由氣候指標的系數(shù)來表示，它反映氣候指標每增加1個單位，季節(jié)降水和年降水天數(shù)和強度變化的幅度。

在本文的研究中，氣候指標的系數(shù)通過珠江流域所有雨量站的季節(jié)及年降水天數(shù)和強度與氣候指標進行線性回歸計算得到，并對其進行分類，將置信度為80%的分為一類，其中線性回歸系數(shù)的顯著性是由student t來檢驗的，自由度為50。

3 結果與討論

3.1 年降水和季節(jié)降水REOFs模態(tài)

對于旋轉經驗正交分解，本文分別選擇了5、8、11和14個EOFs進行旋轉，對季節(jié)降水和年降水進行旋轉經驗正交分解后得到前幾個主要模態(tài)的解釋方差見圖2。由圖2及定量分析結果，前6個模態(tài)的累積解釋方差均超過了總方差的50%，故而春季降水選擇14個EOFs旋轉下的前6個模態(tài)來代表降水變化，其余季節(jié)及年降水則選擇11個EOFs旋轉下的前6個模態(tài)。

3.2 氣候指標與季節(jié)降水和年降水時間分量的關系

氣候指標與季節(jié)降水和年降水時間分量的關系如圖3所示。由圖3看出，PDO與下一年春季降水、夏季降水以及冬季降水呈正相關關系，而與秋季降水呈負相關關系；與當年珠江流域夏季降水呈負相關關系，而與其他季節(jié)降水變化關系不確定。NAO與下一年珠江流域春季、秋季降水呈正相關關系；與當年夏季降水呈顯著負相關關系，與當年冬季降水則呈顯著正相關關系。而IOD與下一年春季降水、秋季降水及冬季降水均呈顯著負相關關系；與當年春季降水亦呈負相關關系，與其他季節(jié)降水則呈正相關關系。對于ENSO與珠江流域季節(jié)降水的關系，ENSO與下一年春季、秋季降水呈負相關關系，與夏季降水呈正相關關系；與當年春季降水呈負相關關系，與當年冬季降水則呈顯著正相關關系。上述各氣候指標對珠江流域年降水變化的影響以正相關關系為主，而IOD是個例外，與下一年珠江流域全年降水呈負相關關系。

圖2 季節(jié)及年降水標準化后前m個REOFs的解釋方差頻譜(m：REOFs的個數(shù))Fig.2 Spectrum of the explained variance of the leading REOFs for seasonal and annual precipitation anomalies(m: the number of EOFs to be rotated)

圖3 REOFs時間分量與氣候指標之間的皮爾遜相關系數(shù)(后綴“_0”：當年；后綴“_1”：前一年；深色數(shù)值：相關系數(shù)達到95%顯著性水平)Fig.3 The correlation between the principle components of annual and seasonal precipitation and the climate indices. (“_0”: the climate index with 0-year ahead; “_1”: the climate index with 1-year ahead; the number with the dark color: significant at the 95% confidence level)

3.3 氣候指標對年降水和季節(jié)降水空間特征的影響

從圖4(a)看出，春季珠江流域下游降水在前一年PDO事件為正時趨于增加(REOF1)。但Chan等[16]發(fā)現(xiàn)當PDO指標較高時，每年季風期中國南方出現(xiàn)干季風的概率較大。由此可見，當年和前一年的PDO對中國南方降水的影響可能不同。而南部降水在前一年IOD事件為負時趨于增加(REOF2)。此外，上游降水在前一年負ENSO的影響下趨于增加(的REOF3)，這與Chan等[16]的研究結果一致，中國南方夏初(5-6月)季風降水的年代際變化與ENSO和PDO有關，當ENSO與PDO處于同位相時，在低ENSO指標的影響下，中國南方季風降水往往會高于常值。西南部和中部的降水在當年正NAO的影響下趨于增加(REOF6)。

圖4 春季與夏季降水標準化值前6個REOFs的空間特征Fig.4 The spatial patterns of the leading six REOFs for the spring and summer precipitation anomalies

從圖4(b)看出，在當年NAO事件為負時，夏季珠江流域中部(REOF1，REOF3)和下游(REOF2)的降水趨于增加，這與Sung等[17]的研究結果一致。冬季NAO指標與下一年的東亞夏季風降水之間存在著相當明顯的負相關關系，這可能是受到源于北大西洋的一種大氣波列的影響，每年6月，波列向東傳播，影響東亞大氣環(huán)流，當前一年12月的NAO指標為正時，次年6月的急流抑制中國南方降水，反之亦然。

圖5 秋季與冬季降水標準化值前6個REOFs的空間特征Fig.5 The spatial patterns of the leading six REOFs for the autumn and winter precipitation anomalies

由圖5(a)看出，在當年IOD事件為正時，秋季珠江流域北部(REOF1)的降水趨于增加，下游降水在前一年負IOD事件的影響下亦趨于增加(REOF6)?？梢娗耙荒昱c當年的IOD事件與珠江流域秋季降水的關系并不相同。IOD作為海氣耦合現(xiàn)象具有明顯的季節(jié)鎖相特征——春季開始出現(xiàn)、秋季達到盛期、冬季衰亡，IOD指標為正位相時，汛期華北及江淮流域干旱少雨，華南沿海地區(qū)為多雨帶，IOD指標為負位相時，汛期雨帶分布基本為南北多雨而長江流域少雨[18]。珠江流域中部(REOF3)降水在當年正ENSO事件的影響下趨于增加。此結論與ENSO對珠江流域的子流域——東江流域的降水影響類似，張強[19]等將ENSO定義為以下3種類型：東太平洋異常變暖(EPW)、中太平洋異常變暖(CPW)和東太平洋異常變冷(EPC)，其中EPW和CPW使東江流域秋季降水趨于增加，而CPW則使東江流域秋季降水減少。可見，秋季珠江流域的降水可能受到IOD和ENSO的影響(包括單獨影響和共同影響)。閆曉勇[20]等研究表明，僅考慮IOD時，東亞地區(qū)西南季風爆發(fā)偏晚，印度夏季風和南海夏季風增強，此時我國東南沿海降水偏多，IOD對東亞季風區(qū)的天氣氣候影響十分顯著，而在ENSO期間，其影響更大，ENSO和IOD有協(xié)同作用。

由圖5(b)看出，在當年NAO事件為正時，冬季珠江流域東部(REOF1)、中部(REOF2)、西南部(REOF3)和西北部(REOF6)的降水趨于增加，下游(REOF2，REOF6)的降水卻趨于減少?？梢?，同一年同一氣候指標對珠江流域冬季不同區(qū)域的降水影響不同。武炳義和黃榮輝[21]指出，冬季NAO指標與冬季西伯利亞高壓范圍呈反向變化關系，冬季NAO指標異常偏高(低)時，30°～50°N亞洲大陸中部氣壓顯著偏低(高)，致使冬季西伯利亞高壓和東亞冬季風減弱(增強)。東亞冬季風的年際變化、年代際變化與我國冬季氣候關系密切，弱冬季風時，氣候是暖、濕；強冬季風時，則是干、冷[22]。在當年ENSO事件為正時，珠江流域北部(REOF4)的降水趨于增加。這與一些學者的研究結論一致。龔道溢等[23]研究ENSO對中國不同地區(qū)四季降水的影響，其中發(fā)現(xiàn)在ENSO年，我國東南地區(qū)冬季降水偏多。袁良等[24]的研究表明，ENSO年冬季，西太平洋副熱帶高壓偏強偏南，我國華南地區(qū)受其西側異常西南風影響，獲得充足的水汽供應，高層抽吸作用增強，上升運動加強，對流發(fā)展，降水偏多。

從圖6看出，珠江流域南部和東北部的年降水在當年的IOD事件為正時趨于增加(REOF4)，已有研究證明1952-2000年珠江流域的降水模式與IOD正等級相關[25]。西南部降水在前一年的NAO事件為正時亦趨于增加(REOF5)。

3.4 氣候指標對年降水和季節(jié)降水天數(shù)和強度的影響

珠江流域春季降水天數(shù)及降水強度與相應氣候指標的關系如圖7(a)所示。 對于REOF1來講，當REOF值為正時，氣候指標與降水天數(shù)及降水強度的線性回歸系數(shù)均為正值，而當REOF值為負時，系數(shù)均為負值，表明春季降水天數(shù)和降水強度均與前一年PDO事件成正相關，與前文對于春季降水與PDO關系的分析結果一致。其他模態(tài)的分析結果相似，在此不再贅述。

夏季降水天數(shù)及降水強度與相應氣候指標的關系見圖7(b)。對于不同模態(tài)，同一氣候指標導致降水發(fā)生變化的機制不同。當年的NAO事件對夏季降水的影響可能有：對降水天數(shù)及降水強度幾乎均無影響(圖7(b1))，與降水強度(圖7(b2))或降水天數(shù)(圖7(b3))成負相關。

圖6 年降水標準化值前6個REOFs的空間特征Fig.6 The spatial patterns of the leading six rotated EOFs for the annual precipitation anomalies

圖7 對應于旋轉經驗正交空間特征值(REOF)，春季(a)和夏季(b)降水天數(shù)及降水強度與氣候指標相關關系的散點圖(藍色：氣候指標與降水天數(shù)的關系；紅色：氣候指標與降水強度的關系；實心點：回歸系數(shù)達到80%顯著性水平)Fig.7 The coefficient of climate indices against the corresponding REOF value for spring (a) and summer (b) precipitation(blue: relations between the number of wet days and the climate index; red: relations between precipitation intensity of wet days and the climate index; solid points: significant at the 80% confidence level)

由圖8(a)看出，IOD與珠江流域當年秋季降水天數(shù)及降水強度成正相關(圖8(a1))，與IOD對珠江流域當年年降水的影響類似(圖8(c));對下一年秋季降水天數(shù)及降水強度卻幾乎均無影響(圖8(a3))而當年的ENSO主要影響秋季降水強度，二者成正相關(圖8(a2))。

圖8 對應于旋轉經驗正交空間特征值(REOF)，秋季(a)，冬季(b)和全年(c)

珠江流域冬季降水天數(shù)及降水強度與相應氣候指標的關系見圖8(b)。對于REOF1和REOF3，當年的NAO對降水天數(shù)及降水強度幾乎均沒有影響(圖8(b1)，(b3))，而對于REOF2和REOF6，則主要影響降水天數(shù)，二者成正相關(圖8(b2)，(b5))，說明NAO對當年珠江流域冬季降水的影響較為復雜。而ENSO則與當年冬季降水天數(shù)及降水強度均成正相關(圖8(b4))。

由圖8(c1)-(c2)看出，當年IOD和前一年NAO與珠江流域年降水強度均成正相關。

綜合上述各氣候指標對珠江流域季節(jié)降水和年降水的影響，并將其與長江流域的情況進行對比可以發(fā)現(xiàn)：① ENSO與珠江流域當年秋季降水強度、冬季降水天數(shù)及強度均成正相關，與下一年春季降水強度卻成負相關。ENSO對長江流域季節(jié)降水的影響也較顯著[26]。② NAO與珠江流域當年春季降水強度、冬季降水天數(shù)成正相關，與當年夏季降水天數(shù)及降水強度卻均成負相關，與下一年全年降水強度則成正相關?？梢娡粴夂蛑笜藢χ榻饔蛲荒昙竟?jié)和年降水的影響可能不同，對當年及下一年季節(jié)和年降水的影響也可能不同。在本文的研究中，NAO對珠江流域季節(jié)降水的影響較為顯著，但肖名忠等[26]發(fā)現(xiàn)其對長江流域的影響卻較小。③ IOD與珠江流域當年秋季降水天數(shù)、降水強度和年降水強度成正相關，與下一年春季降水天數(shù)則成負相關。而在長江流域，IOD對當年季節(jié)降水的影響較為顯著，對下一年季節(jié)降水卻幾乎沒有影響[26]。④ PDO對珠江流域季節(jié)和年降水的影響相對較小，僅對下一年春季降水產生較顯著的影響，與降水天數(shù)及強度成正相關。肖名忠等[26]研究發(fā)現(xiàn)PDO對長江流域季節(jié)降水的影響也較小，也只影響春季降水。

4 結 論

本文使用旋轉經驗正交分解法，將珠江流域46個雨量站的季節(jié)降水和年降水分解為只依賴于時間變化的時間分量和不隨時間變化的空間特征。再基于分解得到的時間分量和空間特征對ENSO、NAO、IOD和PDO對珠江流域季節(jié)和年降水的可能影響進行分析。除此之外，還通過分析季節(jié)降水和年降水天數(shù)及強度與ENSO、NAO、IOD和PDO指標的關系來研究上述氣候指標影響降水發(fā)生變化的機制。綜合上述研究，得出如下重要結論：

1) ENSO對珠江流域當年秋季和冬季降水的影響較為顯著，呈正相關關系，與當年春季降水則成負相關，對下一年季節(jié)降水的影響相對較小，且多成負相關。NAO與珠江流域當年春、冬季降水為正相關，與夏季降水成負相關，且對夏季和冬季的影響較為顯著，而對下一年季節(jié)降水的影響較小。IOD與當年春季降水成負相關，但與其余季節(jié)均呈正相關，與下一年珠江流域四季降水則均成負相關。PDO對珠江流域季節(jié)降水的影響較小，主要與春季降水成正相關。上述各氣候指標與珠江流域年降水變化的關系以正相關為主，除了IOD與下一年年降水呈負相關關系?？傮w而言，年降水受上述各氣候指標影響的程度較季節(jié)降水為小。

2) 在各氣候指標的影響下，珠江流域不同區(qū)域的季節(jié)降水及年降水天數(shù)與降水強度的變化不同。春季，上游降水強度與當年ENSO成負相關，西南部和中部降水強度與當年NAO成正相關，南部降水天數(shù)與前一年IOD成負相關，下游降水天數(shù)及強度與前一年PDO成正相關。夏季，珠江流域中部降水天數(shù)及下游降水強度均與當年NAO成負相關。秋季，北部降水天數(shù)及強度與當年IOD成正相關，中部降水強度與當年ENSO成正相關。冬季，北部降水天數(shù)及降水強度與當年ENSO成正相關，西北部和中部降水天數(shù)與當年NAO成正相關。對于珠江流域年降水而言，東北部和南部降水與當年IOD成正相關，西南部降水則與前一年NAO成正相關。

3) ENSO和NAO是導致珠江流域季節(jié)降水和年降水發(fā)生變異的主要因素。ENSO對珠江流域季節(jié)降水的影響，除自身的單獨影響外，還包括與IOD及PDO產生的共同影響。ENSO年，西太平洋副熱帶高壓異常，珠江流域受其西側異常西南風影響，降水發(fā)生變化[24]。且在ENSO期間，IOD對東亞季風區(qū)的氣候影響更大，二者具有協(xié)同作用[20]。當ENSO與PDO處于同位相時，珠江流域季風降水受到ENSO影響，而當二者處于異位相時，降水沒有明顯的變化趨勢[16]。NAO主要影響珠江流域夏季和冬季的降水，這是由于冬季NAO指標異常時，源于北大西洋的一種大氣波列會影響東亞大氣環(huán)流，從而影響珠江流域夏季降水[17]，同時，亞洲大陸中部氣壓異常，導致東亞冬季風的強度發(fā)生變化，從而使珠江流域冬季降水出現(xiàn)異常[21]。

總而言之，本文的研究可為根據降水與ENSO、NAO、IOD和PDO等的關系進一步提高降水長期預測提供重要的科學依據，在目前氣候多變的情況下，能夠有效減少由極端氣候事件引起的影響及增強人們對氣候變化的適應性。

[1] 李峰平, 章光新, 董李勤. 氣候變化對水循環(huán)與水資源的影響研究綜述 [J]. 地理科學, 2013(4): 457-464.

[2] 鄧慧平, 吳正方, 唐來華. 氣候變化對水文和水資源影響研究綜述 [J]. 地理學報, 1996(S1): 161-170.

[3] 劉丙軍, 陳曉宏. 東江流域降水空間分布模式識別 [J]. 中山大學學報(自然科學版), 2009(5): 148-152.

[4] ZHANG Q, XU C Y, GEMMER M, et al. Changing properties of precipitation concentration in the Pearl River basin, China [J]. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 2009, 23(3): 377-385.

[5] 陸文秀, 劉丙軍, 陳俊凡, 等. 近50a來珠江流域降水變化趨勢分析 [J]. 自然資源學報, 2014(1): 80-90.

[6] ZHANG Q, SINGH V P, PENG J, et al. Spatial-temporal changes of precipitation structure across the Pearl River basin, China [J]. Journal of Hydrology, 2012, 440: 113-122.

[7] 彭俊臺, 張強, 陳曉宏, 等. 珠江流域極端降雨時空演變特征分析 [J]. 災害學, 2011(4): 24-28 + 34.

[8] BIGG G R, JICKELLS T D, LISS P S, et al. The role of the oceans in climate [J]. International Journal of Climatology, 2003, 23(10): 1127-1159.

[9] ZHOU L T, WU R. Respective impacts of the East Asian winter monsoon and ENSO on winter rainfall in China [J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984-2012), 2010, 115: D02107. doi:10.1029/2009JD012502.

[10] CHEN W, FENG J, WU R G. Roles of ENSO and PDO in the Link of the East Asian Winter Monsoon to the following Summer Monsoon [J]. Journal of Climate, 2013, 26(2): 622-635.

[11] 翟盤茂, 李曉燕, 任福民. 厄爾尼諾 [M]. 北京: 氣象出版社, 2003.

[12] ZHANG R H, SUMI A, KIMOTO M. A diagnostic study of the impact of El Nio on the precipitation in China [J]. Advances in Atmospheric Sciences, 1999, 16(2): 229-241.

[13] 魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷預測技術 [M]. 北京: 氣象出版社, 1999.

[14] 何慧, 金龍, 覃志年. 降維方法在廣西前汛期降水預測中的應用 [J]. 災害學, 2004(04): 9-14.

[15] HANNACHI A, JOLLIFFE I T, STEPHENSON D B, et al. In search of simple structures in climate: simplifying EOFs [J]. International Journal of Climatology, 2006, 26(1): 7-28.

[16] CHAN J C L, ZHOU W. PDO, ENSO and the early summer monsoon rainfall over south China [J]. Geophysical Research Letters, 2005, 32, L08810. doi:10.1029/2004GL022015.

[17] SUNG M K, KWON W T, BAEK H H, et al. A possible impact of the North Atlantic Oscillation on the east Asian summer monsoon precipitation [J]. Geophysical Research Letters, 2006, 33: L21713. doi:10.1029/2006GL027253.

[18] 肖鶯, 張祖強, 何金海. 印度洋偶極子研究進展綜述 [J]. 熱帶氣象學報, 2009(5): 621-627.

[19] ZHANG Q, LI J, SINGH V P, et al. Influence of ENSO on precipitation in the East River basin, south China [J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2013, 118(5): 2207-2219.

[20] 閆曉勇, 張銘. 赤道東太平洋海溫異常期間印度洋偶極子對東亞季風區(qū)影響的數(shù)值模擬 [J]. 熱帶氣象學報, 2004, 20(4): 375-382.

[21] 武炳義, 黃榮輝. 冬季北大西洋濤動極端異常變化與東亞冬季風 [J]. 大氣科學, 1999, 23(6): 641-651.

[22] 施能. 近40年東亞冬季風強度的多時間尺度變化特征及其與氣候的關系 [J]. 應用氣象學報, 1996(2): 175-182.

[23] 龔道溢, 王紹武. ENSO對中國四季降水的影響 [J]. 自然災害學報, 1998(4): 44-52.

[24] 袁良, 何金海. 兩類ENSO對我國華南地區(qū)冬季降水的不同影響 [J]. 干旱氣象, 2013(01): 24-31.

[25] NIU J. Precipitation in the Pearl River basin, South China: scaling, regional patterns, and influence of large-scale climate anomalies [J]. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 2012, 27(5): 1253-1268.

[26] XIAO M Z, ZHANG Q, SINGH V P. Influences of ENSO, NAO, IOD and PDO on seasonal precipitation regimes in the Yangtze River basin, China [J]. International Journal of Climatology, 2015, 35(12): 3556 -3567.

Influences of ENSO, NAO, IOD and PDO on precipitation regimes in the Pearl River basin

HUANGChong,ZHANGQiang,XIAOMingzhong

( 1. School of Geography and Planning∥Key Laboratory of Water Cycle and Water Security in Southern China of Guangdong High Education Institute∥Guangdong Key Laboratory for Urbanization and Geo-Simulation, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China )

Teleconnections between El Nio/Southern Oscillation (ENSO), North Atlantic Oscillation (NAO), Indian Ocean Dipole (IOD) and Pacific Decadal Oscillation (PDO) and seasonal and annual precipitation regimes over the Pearl River basin have been analyzed based on the Rotated Empirical Orthogonal Functions decomposing the seasonal and annual precipitation into temporal and the associated spatial patterns. Furthermore, changes in the seasonal and annual occurrence and intensity of wet days linked to the ENSO, NAO, IOD and PDO indices have also been investigated to discover the influences of the climate indices on precipitation regimes. The results show that: ① ENSO and NAO are the leading driving factors for seasonal and annual precipitation variability over the Pearl River basin. The spring precipitation is positively related with NAO and PDO, and is negatively related with ENSO and IOD. The summer precipitation is negatively related with NAO. The autumn precipitation is positively related with ENSO and IOD. The winter precipitation is positively related with ENSO and NAO. And the annual precipitation is positively related with NAO and IOD. ② ENSO, NAO, IOD and PDO affect seasonal and annual precipitation mainly by changing the occurrence and intensity of wet days in the Pearl River basin, and this effect has seasonal differences.

climate indices; precipitation regimes; Rotated Empirical Orthogonal Functions; ENSO; Pearl River basin

10.13471/j.cnki.acta.snus.2016.02.023

2015-03-10

國家杰出青年科學基金資助項目(51425903)；香港特別行政區(qū)研究資助局基金資助項目(CUHK441313)

黃翀(1993年生)，女；研究方向：氣象水文學；通訊作者：張強;E-mail:zhangq68@mail.sysu.edu.cn

P339;TV125

A

0529-6579(2016)02-0134-09