張吉民 茍楊 彭科曼

摘 要：使用1979～2018年ERA-Interim全球再分析資料及廣東86業(yè)務(wù)站降水資料，針對南海低層風(fēng)構(gòu)建了6種活動強(qiáng)度指數(shù)，通過相關(guān)分析討論其與廣東同期降水的關(guān)系，結(jié)果表明：徑向風(fēng)指數(shù)RWS與廣東6月同期降水關(guān)系最密切。當(dāng)6月南海低層徑向風(fēng)異常偏強(qiáng)（弱）時，廣東同期降水也表現(xiàn)出異常偏強(qiáng)（弱）的特征。

關(guān)鍵詞：南海；徑向風(fēng)；廣東；降水

1資料與方法

1.1資料

環(huán)境風(fēng)、位勢高度及垂直速度資料來自ERA-Interim全球再分析資料（2.5°×2.5°），由于該數(shù)據(jù)集無1979年前數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)時間跨度取1979～2018年。

降水實(shí)況資料取自廣東省86個業(yè)務(wù)臺站，時間跨度亦取1979～2018年。

1.2方法

1.2.1構(gòu)建南海低層風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)

為合理描述南海低層風(fēng)變化，本文針對南海范圍內(nèi)（0～20°N， 90～110°E）850hPa風(fēng)嘗試構(gòu)建了6種強(qiáng)度指數(shù)，分別為全風(fēng)速指數(shù)WS（wind speed）、風(fēng)的西南投影指數(shù)WPSW（wind projection in the southwest）、緯向風(fēng)指數(shù)ZWS（zonal wind speed）、徑向風(fēng)指數(shù)RWS（radial wind speed）、緯向風(fēng)動能指數(shù)ZWS2、徑向風(fēng)動能指數(shù)RWS2，計算方法如下：

式中，u為各格點(diǎn)緯向風(fēng)風(fēng)速，v為各格點(diǎn)徑向風(fēng)風(fēng)速，n為格點(diǎn)總數(shù)。

1.2.2分析方法

通過相關(guān)系數(shù)計算，分析南海低層風(fēng)強(qiáng)度與廣東同期降水的關(guān)系。

2低層風(fēng)強(qiáng)度變化與降水的關(guān)系

2.1各指數(shù)與降水的關(guān)系

為快速選取與廣東降水關(guān)系更緊密的低層風(fēng)指數(shù)，首先使用Ting等方法選取廣東6月降水的典型代表站，即通過計算1979～2018年廣東省86個業(yè)務(wù)站逐年6月月降水量的標(biāo)準(zhǔn)差，取標(biāo)準(zhǔn)差最大站點(diǎn)——陽江站為典型代表站。

分別對陽江站逐年6月降水與同期各指數(shù)進(jìn)行z-score標(biāo)準(zhǔn)化（圖1），可見，各指數(shù)與陽江降水序列振蕩變化在1979～1994年、1998～2018年一致性較好，主要差別表現(xiàn)在1996年前后。其中RWS和RWS2在1996年前后表現(xiàn)出更優(yōu)的振蕩一致性。對逐年徑向、緯向風(fēng)分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生1996年差異的主要原因在于，1996年6月平均緯向風(fēng)為異常東風(fēng)，其余年份均為西風(fēng)，而徑向風(fēng)均為一致的南風(fēng)。

圖1 陽江站逐年6月降水及同期各指數(shù)的z-score標(biāo)準(zhǔn)化序列

為量化分析以上6種指數(shù)與陽江降水的關(guān)系，分別計算了標(biāo)準(zhǔn)化后的各指數(shù)與陽江降水序列的相關(guān)系數(shù)，其中RWS與陽江降水的相關(guān)系數(shù)為0.23，其他絕對值均小于0.1。故選取RWS為最優(yōu)低層風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)，用于后文對降水影響的分析。

2.2徑向風(fēng)指數(shù)RWS與廣東降水的關(guān)系

分別對1979～2018年標(biāo)準(zhǔn)化后的6月RWS指數(shù)及廣東86站降水序列計算相關(guān)系數(shù)（如圖2）?？梢?，南海6月RWS指數(shù)與廣東同期降水關(guān)系密切。從相關(guān)系數(shù)分布可見，全省相關(guān)系數(shù)均高于0.2。其中，粵北大部高于0.5，相關(guān)性最高；粵西西南、珠三角中部偏西及粵東偏東部分地區(qū)相關(guān)系數(shù)在0.3以下。從置信檢驗(yàn)分布來看，RWS指數(shù)與降水關(guān)系在全省絕大部分地區(qū)均能通過0.1置信檢驗(yàn)，并且有較大部分地區(qū)也通過了0.05置信檢驗(yàn)。

這表明，本文嘗試構(gòu)建的南海低層徑向風(fēng)指數(shù)RWS在6月與廣東同期降水有十分密切的同位相振蕩關(guān)系，即6月南海低層徑向風(fēng)異常偏強(qiáng)（弱）時，廣東同期降水也表現(xiàn)出異常偏強(qiáng)（弱）的特征。

圖2南海6月RWS指數(shù)與廣東同期降水的相關(guān)系數(shù)及t檢驗(yàn)分布

（淺灰色通過0.1置信檢驗(yàn)，深灰色通過0.05置信檢驗(yàn)）

3結(jié)論與討論

本文嘗試構(gòu)建了6種南海低層風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)，其中徑向風(fēng)指數(shù)RWS與廣東6月同期降水關(guān)系最密切。當(dāng)6月南海低層徑向風(fēng)異常偏強(qiáng)（弱）時，廣東同期降水也表現(xiàn)出異常偏強(qiáng)（弱）的特征。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝炯光， 紀(jì)忠萍， 谷德軍， 等. 南海西南季風(fēng)異常與廣東省汛期重要天氣的關(guān)系[J]. 熱帶氣象學(xué)報， 2008， 24（3）：209-218.

[2]谷德軍， 紀(jì)忠萍. 2008年廣東強(qiáng)龍舟水與準(zhǔn)10天振蕩[J]. 熱帶氣象學(xué)報， 2011， 27（1）.

[3]姚永紅， 錢永甫. 用濕位渦定義的南海西南季風(fēng)指數(shù)及其與我國區(qū)域降水的關(guān)系研究[J]. 南京大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2001， 37（6）.

作者簡介：

張吉民（1990-），女，助理工程師，主要從事短期天氣預(yù)報工作.