劉揚(yáng) 劉屹岷

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我國西南地區(qū)秋季降水年際變化的空間差異及其成因

劉揚(yáng)1, 2劉屹岷1

1中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029;2中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049

使用1980～2010年全國站點(diǎn)降水資料、ERA-Interim再分析環(huán)流資料、哈德萊海表溫度資料，運(yùn)用聚類分析和旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解，對西南地區(qū)的秋季降水按照其年際變化規(guī)律進(jìn)行分區(qū)，進(jìn)而分析影響各區(qū)域降水變化的物理過程和機(jī)理。結(jié)果表明：西南地區(qū)被分為東、西兩個(gè)區(qū)域。西南東、西區(qū)域秋季降水的年際變化、顯著周期、旱澇異常年份、相關(guān)的環(huán)流系統(tǒng)都有明顯差異。西南東部秋季降水主要與熱帶海溫異常有關(guān)，受低緯度環(huán)流影響。當(dāng)赤道東太平洋為暖海溫異常，熱帶印度洋為西正東負(fù)的偶極子型海溫異常時(shí)，分別激發(fā)出西北太平洋反氣旋和孟加拉反氣旋，共同向西南東部輸送水汽，造成西南東部降水偏多。西南西部降水在秋季三個(gè)月份與不同的環(huán)流形勢對應(yīng)：9月降水由中南半島反氣旋輸送的暖濕氣流決定；10月降水受高原以東反氣旋環(huán)流和孟加拉灣低槽共同影響；11月降水主要受中高緯環(huán)流異常的影響，與斯堪的納維亞遙相關(guān)存在顯著負(fù)相關(guān)。

西南 秋季降水 氣候分區(qū) 熱帶海溫異常 斯堪的納維亞遙相關(guān)

1 引言

在過去十年間，西南地區(qū)經(jīng)歷幾次嚴(yán)重干旱，包括2006年夏旱，2009/2010年秋冬春連旱和2011年夏旱，均造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會危害（Wang et al., 2015a）。眾多學(xué)者對這些干旱事件的成因進(jìn)行了分析（彭京備等，2007；李永華等，2009；楊素雨等，2011；張萬誠等，2011；黃榮輝等，2012；孫冷等，2012；王遵婭等，2012；楊輝等，2012）。

除了對西南嚴(yán)重干旱個(gè)例的研究，也有對西南干旱或降水的變化特征、預(yù)測因子及機(jī)理的研究。在我國西南地區(qū)，冬季雨量最少，夏季最多（董謝瓊和段旭，1998），因而過去對夏季的研究較多。春季赤道中東太平洋及印度洋海表溫度偏高，有利于西南地區(qū)東部夏季降水偏多（馬振鋒和譚友邦，2004；鮑媛媛等，2007；李永華等，2012）。冬春季節(jié)的青藏高原熱狀況，包括地面氣溫（華明，2003）、植被（華維等，2008）、積雪（周浩等，2010），以及高原上空100 hPa高度場（李躍清，2003）對西南地區(qū)夏季降水有指示意義。夏季青藏高原東南部大氣熱源偏強(qiáng)（弱），有利于西南地區(qū)東部夏季降水偏多（少）（李永華等，2011）。

從降水變率的角度，冬季降水量的變率最 大，夏季最小，春秋變率相差不大（董謝瓊和段旭，1998）。因而，對冬季降水變化也有不少研究。這些研究發(fā)現(xiàn)西南地區(qū)冬季降水變化主要與北極濤動（琚建華等，2011；Yang et al., 2012）、北大西洋濤動（宋潔等，2011；徐寒列等，2012；Ruan et al., 2015）、北半球環(huán)狀模異常（蔣興文和李躍清，2010）有關(guān)，也與ENSO有關(guān)（Li and Zhou, 2015；Ruan et al., 2015）。還有一些研究從干、濕季節(jié)的角度分析降水變化機(jī)理（Feng et al., 2013；張武龍等，2014）。

事實(shí)上，西南地區(qū)秋季降水量占年降水量的比重也達(dá)到20%以上（Wu et al., 2003），僅次于夏季，高于春季和冬季（周秀華和肖子牛，2015）。而且近50年來，秋季干旱加重的趨勢更明顯（彭貴 芬等，2009；李聰?shù)龋?012）。秋季連接夏季和冬季，是降水由多轉(zhuǎn)少的過渡季節(jié)，連接本來就降 水稀少的冬季，很容易產(chǎn)生秋冬季連旱，如2009/ 2010年西南大旱就是從2009年秋季開始的（沙天陽等，2013）。因此，加強(qiáng)對秋季降水的研究很有必要。

已有研究指出，西南地區(qū)東部秋季降水量年際變化與蘇門答臘—西太平洋和熱帶東太平洋的海溫分布存在很好的關(guān)系（沙天陽等，2013）。印度洋偶極子正位相對應(yīng)中國西南地區(qū)秋季降水正異常（劉宣飛和袁慧珍，2006a），當(dāng)印度洋偶極子與厄爾尼諾同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，中國西南地區(qū)秋季降水正異常區(qū)域維持并向東擴(kuò)展（劉宣飛和袁慧珍，2006b）。當(dāng)發(fā)生暖池厄爾尼諾時(shí)，西北太平洋出現(xiàn)異常氣旋式環(huán)流，西南秋季降水偏少（Zhang et al., 2011, 2013, 2014）。西南秋季降水的年際變化還與西北太平洋海溫有顯著負(fù)相關(guān)（Wang et al., 2015b）。由此可見，西南地區(qū)秋季降水變化與熱帶太平洋和印度洋的熱狀況有關(guān)，但是不同作者得到的海溫關(guān)鍵區(qū)存在差異，這主要與選取的西南區(qū)域范圍不同有關(guān)，也反映了西南地區(qū)氣候的復(fù)雜性。

我國西南地區(qū)地理位置特殊，西北側(cè)是青藏高原大地形，西南部為孟加拉灣，東臨南海。既受高原熱力和動力作用的直接影響，又有來自印度洋和太平洋的暖濕氣流在此交匯。另外其本身范圍內(nèi)包含了盆地、丘陵等多種地形。這些因素共同導(dǎo)致了該地區(qū)復(fù)雜多樣的氣候特點(diǎn)。有研究指出，西南地區(qū)秋季干濕變化存在全區(qū)一致、東西相反和南北相反的特征（徐棟夫等，2014；Li et al., 2015）。干濕狀況由降水和蒸發(fā)的相對大小決定，那么單從降水的年際變化的角度，西南地區(qū)是否具有空間一致性？如果不一致，不同區(qū)域的降水變化機(jī)理又有何不同？基于上述問題，本文先對西南地區(qū)的秋季降水按照其年際變化的規(guī)律進(jìn)行分區(qū)，進(jìn)而分析影響各區(qū)域降水變化的物理過程和機(jī)理。

2 資料和方法

降水?dāng)?shù)據(jù)是中國氣象局的全國臺站逐日降水?dāng)?shù)據(jù)，將其處理成月平均資料，并從中選出了1980～2010年秋季無缺測的554個(gè)站點(diǎn)。為了便于計(jì)算繪圖，從站點(diǎn)插值成0.5°×0.5°格點(diǎn)資料。大氣環(huán)流資料為歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心提供的ERA-Interim月平均再分析資料（Dee et al., 2011），水平分辨率為1.5°×1.5°。海溫資料為英國哈德萊中心的月平均海表溫度資料（Rayner et al., 2003），水平分辨率為1°×1°。另外，還用到美國國家海洋大氣局氣候預(yù)測中心（CPC/NOAA）提供的逐月斯堪的納維亞遙相關(guān)指數(shù)（http://www.cpc.ncep. noaa.gov/data/teledoc/scand.shtml [2015-09-15]）。

在分析西南秋季降水的空間差異時(shí)，采用聚類分析和旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（REOF）方法。聚類分析是研究樣本分類問題的一種多元統(tǒng)計(jì)方法（施能，2009）。這里采用其中常用的系統(tǒng)聚類法（即逐步歸并），并以同一類中所有樣本與另一類所有樣本之間的相關(guān)系數(shù)的平均值作為衡量兩類相似性水平的標(biāo)準(zhǔn)（即均值聯(lián)結(jié)法）。已有研究表明這是一種有效的分區(qū)方法（如：秦愛民和錢維宏，2006；劉揚(yáng)等，2012；韓微和翟盤茂，2015）。REOF也是一種常用的分區(qū)方法（閔屾和錢永甫，2008；韋道明和李崇銀，2009；陳豫英等，2011；熊敏詮，2015），這里用來驗(yàn)證聚類分析的結(jié)果。使用功率譜方法分析降水變化的周期。運(yùn)用相關(guān)、一元線性回歸方法分析與降水變化相關(guān)的環(huán)流和海溫場。20 世紀(jì) 70 年代中后期全球氣候經(jīng)歷了一次顯著的年代際突變（Trenberth, 1990；Wallace et al., 1993），為了避免年代際變化的影響，本文的研究時(shí)段為1970年代之后的1980～2010年的秋季（9～11月）。西南秋季降水近幾十年存在顯著的減少趨勢（Wang et al., 2015a），本文關(guān)注的是年際時(shí)間尺度的變化，因此對所有變量均先去除了線性趨勢。

3 西南降水年際變化空間特征

對全國1980～2010年的站點(diǎn)秋季降水進(jìn)行聚類分析，得到譜系圖（圖略），以區(qū)域之間的相似性水平不超過0.3（90%信度）為界限，得到分區(qū)圖（圖1），相同顏色的站點(diǎn)表示其年際變化存在一致性，被分為一區(qū)。其中，我國長江以南的地區(qū)主要分為四個(gè)區(qū)：500米等高線以東的平原地區(qū)，以東西走向的南嶺為界，分為南、北兩個(gè)區(qū)域，稱為江南區(qū)（紅色站點(diǎn)）和華南區(qū)（紫色站點(diǎn)）；500～3000米等高線之間的區(qū)域，即我國西南地區(qū)，大致以南北走向的1500米等高線為界，分為東、西兩個(gè)區(qū)域，稱為西南東部（藍(lán)色站點(diǎn)）和西南西部（綠色站點(diǎn)）。該分區(qū)結(jié)果與地形高度有較好的對應(yīng)關(guān)系，其物理聯(lián)系還需進(jìn)一步研究。

圖1 1980～2010年我國站點(diǎn)秋季降水聚類分析結(jié)果，相同顏色表示分為一區(qū)。虛線分別為500 m、1500 m、3000 m等高線

為了驗(yàn)證上述分區(qū)結(jié)果，對我國南方（20°～30°N）秋季降水做旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（REOF），結(jié)果如圖2。REOF的前四個(gè)分量的大值中心與聚類分析法得到的四個(gè)區(qū)域一致。REOF1為江南區(qū)，REOF2為華南區(qū)，REOF3為西南西部區(qū)，REOF4為西南東部區(qū)。各旋轉(zhuǎn)分量對應(yīng)的時(shí)間系數(shù)，如圖2b（黑色線），與聚類分析法得到的相應(yīng)各區(qū)的區(qū)域平均降水序列（紅色線），存在很高的相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對值均超過0.9。兩種不同的分區(qū)方法得到了一致的結(jié)果，表明此分區(qū)結(jié)果合理。本文關(guān)注的西南地區(qū)被分為了東、西兩部分，其中西南東部是長江以南500～1500米等高線之間的區(qū)域，西南西部為長江以南1500～3000米等高線之間的區(qū)域。

圖2 （a）1980～2010年我國南方（20°～30°N）地區(qū)秋季降水REOF分析的前四個(gè)模態(tài)，虛線分別為500 m、1500 m、3000 m等高線；（b）黑色線為REOF1–4模態(tài)對應(yīng)的時(shí)間系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化序列，紅色線為聚類分析得到的對應(yīng)區(qū)域（即江南區(qū)、華南區(qū)、西南西部區(qū)、西南東部區(qū)）的平均降水標(biāo)準(zhǔn)化序列，CC為兩者的相關(guān)系數(shù)

對西南地區(qū)東、西部區(qū)域平均的降水序列做功率譜分析（圖3a、b），可見二者的顯著周期有明顯差異。西南地區(qū)東部降水的顯著周期是3.6年和6.4年（圖3a），西部降水的顯著周期是4～5年（圖3b）。西南地區(qū)東、西部降水逐年的旱澇異常情況也差別較大（圖3c）。以降水超過1倍標(biāo)準(zhǔn)差的年份作為旱澇異常年份，除了個(gè)別年份（1998年旱、2009年旱、2010年澇）東、西部旱澇一致，大部分的東部與西部旱澇異常年份不一致，在1991年還出現(xiàn)了西澇東旱的情況。除了降水本身年際變化的不同，與東、西部降水變化相聯(lián)系的環(huán)流場也有明顯差異。圖4給出了與西南東部、西部秋季降水序列與同期各層位勢高度場的相關(guān)系數(shù)分布，可以看出：與東部降水變化顯著相關(guān)的環(huán)流異常位于熱帶（圖4a–c），而對應(yīng)于西部降水變化的環(huán)流異常則主要位于中高緯地區(qū)（圖4d–f）。因此，分析西南地區(qū)秋季降水變化機(jī)理，有必要分東、西部兩個(gè)區(qū)域分別討論。

圖3 西南地區(qū)（a）東部和（b）西部降水序列的功率譜（黑色線），紅色線表示馬爾可夫紅噪聲譜，藍(lán)色和綠色線分別表示90%、95%置信度。（c）西南地區(qū)東部（散點(diǎn)）、西部（柱狀）標(biāo)準(zhǔn)化降水序列，虛線為1倍標(biāo)準(zhǔn)差

圖4 西南地區(qū)（a–c）東部、（d–f）西部秋季降水序列與同期（a, d）200 hPa、（b, e）500 hPa、（c, f）700 hPa位勢高度場的相關(guān)系數(shù)分布（陰影，相關(guān)系數(shù)±0.3、±0.355、±0.456分別為90%、95%、99%信度）和標(biāo)準(zhǔn)化降水序列回歸的風(fēng)場（矢量，單位：m s?1，紅色表示通過95%信度檢驗(yàn)）。虛線為3000 m等高線

4 西南降水年際變化的影響因子

4.1 西南東部降水變化與熱帶海溫異常

與西南東部秋季降水序列相關(guān)的同期環(huán)流場分布如圖4a–c，可以看到，當(dāng)降水偏多時(shí)，700 hPa南?！坡少e地區(qū)為顯著的位勢高度正異常，對應(yīng)反氣旋環(huán)流。西南東部位于該反氣旋環(huán)流的西北側(cè)，受西南氣流影響，有利于降水偏多。該反氣旋環(huán)流在500 hPa減弱，到200 hPa變成位勢高度負(fù)異常對應(yīng)氣旋式環(huán)流，垂直方向上具有斜壓性，應(yīng)與低層的熱力強(qiáng)迫有關(guān)。

圖5a是與西南東部秋季降水相關(guān)的同期海溫場。當(dāng)赤道東太平洋為暖海溫異常、熱帶印度洋為西正東負(fù)的偶極子型海溫異常時(shí)，西南東部降水偏多。從降水序列回歸的低層風(fēng)場（圖5a）和水汽輸送場（圖5b）上可以看出，赤道東太平洋的暖海溫異常，會在西北太平洋激發(fā)出反氣旋環(huán)流（Zhang et al., 1996, 1999, 2002；Wang et al., 2000；Wang and Zhang, 2002），反氣旋北側(cè)的西南氣流位于西南東部上空，為該地區(qū)輸送水汽，有利于降水偏多；反之亦然。這與沙天陽等（2013）研究結(jié)果一致。同時(shí)，熱帶印度洋地區(qū)存在顯著的西正東負(fù)的偶極子型海溫異常，這種緯向海溫梯度激發(fā)出赤道地區(qū)顯著的東風(fēng)異常，使孟加拉灣地區(qū)出現(xiàn)負(fù)渦度異常，對應(yīng)反氣旋式環(huán)流，該反氣旋環(huán)流北側(cè)的偏西氣流越過中南半島北部后，轉(zhuǎn)為西南氣流，為西南地區(qū)輸送水汽，造成該地區(qū)降水偏多。這與之前研究發(fā)現(xiàn)的秋季印度洋偶極子正位相與中國南方秋季降水有顯著正相關(guān)（劉宣飛和袁慧珍，2006a；Qiu et al., 2014）一致。綜上所述，由赤道東太平洋海溫正異常造成的來自西太平洋的水汽輸送，和由熱帶印度洋海溫偶極子型異常造成的來自孟加拉灣的水汽輸送，在西南東部輻合（圖5b），造成該地區(qū)降水偏多。秋季各月的情況與季節(jié)平均的結(jié)果一致。

圖5 秋季西南地區(qū)東部（a）降水序列與海溫場的相關(guān)系數(shù)分布（陰影）和降水序列回歸的10 m風(fēng)場（矢量，單位：m s?1），（b）降水序列與整層積分水汽通量散度場的相關(guān)系數(shù)分布（陰影）和降水序列回歸的整層積分水汽通量場（矢量，單位：kg m?1s?1）。陰影，相關(guān)系數(shù)±0.3、±0.355、±0.456分別為90%、95%、99%信度。紅色矢量表示通過95%信度檢驗(yàn)。虛線分別為1500 m、3000 m等高線

4.2 西南西部降水變化與北半球遙相關(guān)

與西南西部秋季降水序列相關(guān)的同期環(huán)流場（圖4d?f）可見，季節(jié)平均上顯著的信號在中高緯地區(qū)，且在200～700 hPa上都存在，為準(zhǔn)正壓結(jié)構(gòu)。當(dāng)北極區(qū)的位勢高度為負(fù)異常、青藏高原以北到貝加爾湖地區(qū)的位勢高度為正異常時(shí)，對應(yīng)西南西部地區(qū)降水偏多。這樣的環(huán)流異常如何影響西南地區(qū)的降水呢？事實(shí)上，西南西部的秋季降水較復(fù)雜：秋季三個(gè)月份的降水異常也與不同的環(huán)流形勢對應(yīng)（圖6）。

9月，西南西部降水主要受熱帶環(huán)流異常的影響（圖6a）。當(dāng)對流層中低層中南半島地區(qū)有反氣旋環(huán)流異常，其西北側(cè)的西南氣流為西南西部輸送暖濕空氣，造成那里降水偏多。與圖4c中影響西南東部降水的西北太平洋反氣旋相比，圖6a中的熱帶反氣旋中心位置偏西，位于中南半島，因此反氣旋影響的區(qū)域也偏西，即西南西部。從圖6a中也看到貝加爾湖附近有位勢高度正異常，與季節(jié)平均的情況一致（圖4f），但并不直接影響西南降水。與10月西南西部降水相關(guān)的環(huán)流場如圖6b。影響西南西部的是位于孟加拉灣的氣旋式環(huán)流和高原以東—南海的反氣旋式環(huán)流。孟加拉灣低槽前的西南氣流，與南海—中南半島北部的東南氣流，共同為西南西部輸送水汽，加強(qiáng)了氣候態(tài)的兩支水汽通道（羅霄等，2013），造成西南西部降水偏多。11月西南西部的降水序列與同期環(huán)流場的相關(guān)如圖6c。對應(yīng)降水偏多：一方面，在貝加爾湖地區(qū)有顯著的反氣旋環(huán)流異常，其東南方的日本島上空為顯著的氣旋式環(huán)流異常，二者之間的北風(fēng)異?？刂屏酥袊鴸|部，影響西南地區(qū)；另一方面，印度半島至孟加拉灣地區(qū)有顯著的位勢高度負(fù)異常，使印緬槽加深，向西南地區(qū)的暖濕氣流增強(qiáng)。于是，北方冷空氣與孟加拉灣暖濕氣流在西南西部交匯，造成那里降水偏多。秋冬季節(jié)冷空氣的活動常與中高緯大氣波動有關(guān)。

由11月降水變化與整個(gè)北半球700 hPa環(huán)流場的相關(guān)（圖7a）可見，降水偏多對應(yīng)著斯堪的納維亞遙相關(guān)型（SCAND）的負(fù)位相，在500 hPa、200 hPa上也有一致的環(huán)流型，是相當(dāng)正壓結(jié)構(gòu)（圖略）。 SCAND 由Barnston and Livezey (1987) 首次提出，是歐亞大陸地區(qū)一個(gè)重要的大氣遙相關(guān)型。Bueh and Nakamura（2007）分析了SCAND 型在不同月份的特征，指出SCAND型在夏季較弱，在秋季和冬季比較明顯。許多研究也指出SCAND型會對我國的氣候產(chǎn)生影響（如：布和朝魯?shù)龋?008；楊蓮梅等，2010；劉毓赟和陳文，2012）。11月SCAND指數(shù)與同期西南西部降水序列的相關(guān)系數(shù)為?0.55，通過99%的信度檢驗(yàn)。由負(fù)的SCAND指數(shù)與降水場的相關(guān)分布（圖7b）可見，當(dāng)SCAND為負(fù)位相時(shí)，我國西南西部有顯著的正降水異常，說明11月份西南西部降水可能受北半球SCAND遙相關(guān)影響。使用全球降水資料（圖略）可以看到，SCAND指數(shù)負(fù)位相造成的降水偏多并不局限于西南西部，還包括緬甸地區(qū)和孟加拉灣東北部。

圖6 西南地區(qū)西部（a）9月、（b）10月、（c）11月降水序列與同期700 hPa位勢高度場的相關(guān)系數(shù)分布（陰影，相關(guān)系數(shù)±0.3、±0.355、±0.456分別為90%、95%、99%信度）和降水序列回歸的風(fēng)場（矢量，單位：m s?1，紅色表示通過95%信度檢驗(yàn)）。虛線為3000 m等高線

圖7 （a）西南地區(qū)西部11月降水序列與同期北半球700 hPa位勢高度場的相關(guān)系數(shù)分布（陰影，相關(guān)系數(shù)±0.3、±0.355、±0.456分別為90%、95%、99%信度）和降水序列回歸的風(fēng)場（矢量，單位：m s?1，紅色表示通過95%信度檢驗(yàn)）；（b）11月負(fù)的斯堪的納維亞遙相關(guān)指數(shù)與同期降水場的相關(guān)系數(shù)分布。虛線為3000 m等高線

5 總結(jié)

對我國秋季降水的年際變化進(jìn)行聚類分析和REOF分析，西南地區(qū)被分為東、西兩個(gè)區(qū)域，分界線與1500米等高線的位置一致。西南東部和西南西部降水年際變化的顯著周期、旱澇異常年份、相關(guān)的環(huán)流系統(tǒng)都有明顯差異，因而需區(qū)別對待。

西南東部降水主要與熱帶海溫異常有關(guān)，受低緯度環(huán)流影響。當(dāng)赤道東太平洋為暖海溫異常，熱帶印度洋為西正東負(fù)的偶極子型海溫異常時(shí)，會分別激發(fā)出西北太平洋反氣旋和孟加拉反氣旋，共同向西南東部輸送水汽，造成該地區(qū)降水偏多。

西南西部降水則較復(fù)雜，秋季三個(gè)月份的降水分別與不同的環(huán)流形勢對應(yīng)，中高緯系統(tǒng)的影響隨季節(jié)的推進(jìn)而增強(qiáng)。9月西南西部降水主要受熱帶系統(tǒng)影響，由中南半島反氣旋輸送的暖濕氣流決定。10月是過渡季節(jié)，受高原以東反氣旋環(huán)流和孟加拉灣低槽共同影響。11月，中高緯系統(tǒng)成為影響西南西部降水的控制系統(tǒng)，西南西部降水與北半球SCAND遙相關(guān)存在顯著的負(fù)相關(guān)，當(dāng)SCAND為負(fù)（正）位相時(shí)，西南西部降水偏多（少）。

已有研究表明，云南和四川南部（即本文的西南西部地區(qū)）為西南干旱的頻發(fā)和強(qiáng)度中心地區(qū)，而西南東部和北部干旱程度相對較輕（李韻婕等，2014）。過去對西南東部的研究已有不少，本文分析了與西南西部地區(qū)降水年際變化相關(guān)的主要環(huán)流異常，而引起環(huán)流異常的機(jī)理研究還需進(jìn)一步加強(qiáng)，這對近年來旱災(zāi)頻發(fā)的西南地區(qū)提高氣候預(yù)測水平和防災(zāi)抗災(zāi)能力具有重要意義。

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Spatial Pattern and Causes of Interannual Variability of Autumn Rainfall in Southwest China

LIU Yang1, 2and LIU Yimin1

1100029;2100049

Spatial pattern and mechanisms of interannual variability of autumn rainfall in Southwest China (SWC) are analyzed using rainfall data from weather stations in China and ERA-Interim reanalysis as well as Hadley Sea Surface Temperature (SST) data. Cluster analysis and Rotated Empirical Orthogonal Function have been applied in the present study. Based on differences in the interannual variability of autumn precipitation, SWC is divided into two parts: the eastern part and the western part. The interannual variability of rainfall, significant periods of oscillation, extremely dry or wet years and related atmospheric circulations are substantially different between the eastern and western SWC. The rainfall variability in the eastern SWC is closely related to tropical SST anomalies. The positive SST anomaly in the eastern Pacific Ocean can trigger anticyclonic circulation over the northwestern Pacific, while the dipole mode of SST anomaly inthe tropical Indian Ocean with positive SST anomaly in the west and negative SST anomaly in the east can induce anticyclonic circulation over the Bay of Bengal. As a result, the atmospheric moisture transport to eastern SWC intensifies. However, the circulation patterns corresponding to rainfall anomalies in the western SWC in the three months of autumn are different. In September, the western SWC is under control of the anticyclone over the Indochina Peninsula. In October, the anticyclone to the east of the Tibetan Plateau and the low trough over the Bay of Bengal work together to determine precipitation in the western SWC. In November, anomalous atmospheric circulation over the mid-high latitudes plays an important role for rainfall in the western SWC, which is highly negatively correlated with the Scandinavian teleconnection index.

Southwest China, Autumn rainfall, Climate regime, Tropical SST anomaly, Scandinavian teleconnection

1006-9895(2016)06-1215-12

P461

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1511.15269

2015-09-15；網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版日期 2015-11-10

劉揚(yáng)，女，1988年出生，博士研究生，主要從事氣候動力學(xué)研究。E-mail: liuyang@lasg.iap.ac.cn

劉屹岷，E-mail: lym@lasg.iap.ac.cn

公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)GYHY201406001，國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目91437219、41275088，中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)XDA11010402

Special Scientific Research Fund of Meteorological Public Welfare Profession of China (Grant GYHY201406001), National Natural Science Foundation of China (NSFC) (Grants 91437219, 41275088), the “Strategic Priority Research Program” of the Chinese Academy of Sciences (Grant XDA11010402)