高曉丹 李漢菁

摘要?利用1983—2011年全國(guó)各省市隨機(jī)挑選出來(lái)的氣象站點(diǎn)觀測(cè)的全年日降水資料和同年NCEP/NCAR月平均再分析資料，對(duì)我國(guó)南北方全年降水與同期東亞副熱帶西風(fēng)急流位置年代際變化進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞?東亞副熱帶西風(fēng)急流;降水;年代際變化

中圖分類(lèi)號(hào)：P426.6?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：2095-3305（2020）03-087-02

DOI：?10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.036

東亞副熱帶西風(fēng)急流是大氣環(huán)流形勢(shì)重要組成部分，更是影響我國(guó)乃至整個(gè)亞太地區(qū)的天氣、氣候異常的重要系統(tǒng)之一。東亞副熱帶西風(fēng)急流是一條獨(dú)立環(huán)繞副熱帶地區(qū)強(qiáng)鋒帶，終年在東亞上空活動(dòng)，常出現(xiàn)在西太平洋副熱帶高壓北部邊緣，具有明顯季節(jié)變化特征，尤其是在北半球，冬季強(qiáng)而穩(wěn)定，夏季弱，甚至失去環(huán)繞半球特征;冬季位置偏南，夏季偏北，過(guò)渡季節(jié)南北變化很大，并具有一定突變性。東亞副熱帶西風(fēng)急流北跳和南退是東亞大氣環(huán)流季節(jié)性突變的重要特征，影響中國(guó)天氣變化。

基于此，文中初步探討和研究了1983—2011年間東亞副熱帶西風(fēng)急流活動(dòng)規(guī)律，以分析與我國(guó)降水之間存在的關(guān)系，為我國(guó)主要汛期降水預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)，更對(duì)于認(rèn)識(shí)東亞地區(qū)大氣環(huán)流季節(jié)性調(diào)整、提高天氣和氣候變化預(yù)測(cè)水平具有重要意義。

1?資料與方法

文中研究的東亞副熱帶西風(fēng)急流指200?hPa高度西風(fēng)最大值區(qū)域，風(fēng)場(chǎng)資料選擇200?hPa層，探討西風(fēng)急流變化特征。利用NCEP/NCAR?2.5°×2.5°逐日和月平均200?hPa風(fēng)場(chǎng)格點(diǎn)再分析資料，統(tǒng)計(jì)1983—2011年范圍為60°?E～150°?E，10°?N～60°?N的全國(guó)臺(tái)站降水資料。在2.5°×2.5°網(wǎng)格上找出分析范圍內(nèi)各個(gè)經(jīng)線方向上西風(fēng)急流風(fēng)速最大值所在緯度并進(jìn)行平均，得到東亞副熱帶西風(fēng)急流急流軸緯度值。以秦嶺-淮河為界限，將我國(guó)粗略劃分為南北方，不包括港澳臺(tái)地區(qū)，然后從各省中隨機(jī)選取若干站點(diǎn)日降水量，求取逐日和得到年降水量，將29年降水量平均求距平，評(píng)測(cè)東亞副熱帶西風(fēng)急流對(duì)我國(guó)降水影響。

2?東亞副熱帶西風(fēng)急流

2.1?東亞副熱帶西風(fēng)急流對(duì)我國(guó)整體影響

從緯度角度而言，29年間東亞副熱帶西風(fēng)急流穩(wěn)定在15°?N～45°?N，最大值在25°?N～35°?N。從經(jīng)度看，東亞副熱帶西風(fēng)急流是一個(gè)狹長(zhǎng)風(fēng)速帶，西風(fēng)急流最大值通常在108°?E～150°?E。東亞副熱帶西風(fēng)急流整體盤(pán)踞在我國(guó)上空，我國(guó)大部分地區(qū)幾乎都在副熱帶西風(fēng)急流帶控制下，說(shuō)明副熱帶西風(fēng)急流深切影響著我國(guó)天氣與氣候。近年來(lái)隨著高空探測(cè)資料質(zhì)量和數(shù)值模擬能力提高，已有不少學(xué)者對(duì)200?hPa的西風(fēng)急流進(jìn)行了研究和探索，如董麗娜等[1]研究表明急流北跳使得我國(guó)東部高空強(qiáng)輻散中心北移至華北地區(qū)，江淮地區(qū)上空輻散顯著減弱，上升運(yùn)動(dòng)減弱，使得江淮梅雨結(jié)束，雨帶北移，我國(guó)東部急流北跳與梅雨結(jié)束關(guān)系密切，可作為梅雨結(jié)束的先期信號(hào)。

2.2?東亞副熱帶西風(fēng)急流軸月平均位置年代際變化特征

東亞副熱帶西風(fēng)急流具有明顯季節(jié)變化特征，其季節(jié)性南北移動(dòng)是大氣環(huán)流季節(jié)轉(zhuǎn)換標(biāo)志。春末夏初東亞副熱帶西風(fēng)急流發(fā)生2次北跳，第1次北跳與南海夏季風(fēng)建立密切相關(guān)，第2次北跳與我國(guó)江淮流域梅雨開(kāi)始及夏季風(fēng)在印度地區(qū)全面爆發(fā)顯著相關(guān)。此后東亞副熱帶西風(fēng)急流在7月時(shí)明顯北跳，與梅雨結(jié)束緊密聯(lián)系。

從年代際角度看急流軸變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，1—3月急流軸在這29年間均在北移，而4—5月急流軸不變，沒(méi)有南北移動(dòng)趨勢(shì)，6—8月急流軸除整體北跳外，急流軸還在南移，說(shuō)明急流軸整體北跳趨勢(shì)在減弱。從9月開(kāi)始到12月，急流軸整體還在北移，急流軸在四季均出現(xiàn)不同程度移動(dòng)，夏季出現(xiàn)南移，秋冬季北移，而春季急流軸并沒(méi)有大的移動(dòng)趨勢(shì)，但是從夏秋冬季移動(dòng)可看出，春季急流軸存在潛在移動(dòng)跡象，而且偏北移動(dòng)可能性較大。所以東亞副熱帶西風(fēng)急流雖在夏季南移，但是在急流軸北跳時(shí)改變，說(shuō)明急流軸由于在秋冬季節(jié)整體北移，導(dǎo)致急流軸北跳時(shí)移動(dòng)幅度減小，故而呈現(xiàn)夏季急流軸南移。

2.3?東亞副熱帶西風(fēng)急流軸年平均位置的變化特征

從圖1可以看出，1983—2011年急流軸基本無(wú)變化，維持在34.5°?N左右，其中異常偏北年份有：1984、1985和2000年，尤其是2000年達(dá)到35.5°?N;而在1992、1997和2003年急流軸都在偏南位置，但極端值并不大。因?yàn)闁|亞副熱帶西風(fēng)急流存在明顯北進(jìn)南撤過(guò)程，僅將西風(fēng)急流一年位置進(jìn)行平均使得西風(fēng)急流北進(jìn)南撤特點(diǎn)似乎被抹殺，僅靠年平均位置似乎并不能很好反應(yīng)副熱帶西風(fēng)急流對(duì)我國(guó)影響。但從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，將29年的12個(gè)月平均后的圖顯示，東亞副熱帶西風(fēng)急流軸呈明顯北移趨勢(shì)，雖然急流軸在一年中有北跳南撤，但是最終急流軸還是向北移動(dòng)，并且由于急流軸北移使得急流軸北跳幅度減小。

3?我國(guó)降水量分布情況

從圖3可以看出北方降水逐年增多，但是正距平年份遠(yuǎn)少于負(fù)距平年份，其中降水量為正距平年份有：1989、1992、1993、1997、2002—2004年、2008和2011年，說(shuō)明北方總體降水水平偏低，遠(yuǎn)比南方更干旱。從圖4可以看出，與北方相比，南方降水量雖高于平均值的年份多，但降水量卻呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，即使總體水平仍是正距平，但與北方降水趨勢(shì)正相反，而北方正距平年份，南方降水均為負(fù)距平，反之亦然。

對(duì)比圖3、4可以看出，南北方降水存在互補(bǔ)對(duì)應(yīng)關(guān)系：當(dāng)南方降水為正距平時(shí)，北方降水則是負(fù)距平;北方降水是正距平時(shí)，南方降水為負(fù)距平。從29年整體趨勢(shì)看，南方降水逐漸減少，而北方對(duì)應(yīng)降水開(kāi)始增多。但從整體形勢(shì)看，北方地區(qū)降水基本游走于平均水平下，除降水異常偏高的那幾年，其余年份降水量波動(dòng)幅度很小。而南方則不盡然，基本降水都高于平均水平，也符合我國(guó)南澇北旱一貫形勢(shì)。但近年來(lái)，由于東亞副熱帶西風(fēng)急流北移影響，北方開(kāi)始呈現(xiàn)濕化，而南方有干燥趨勢(shì)。

4?結(jié)論與討論

4.1?結(jié)論

由以上對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流年代際變化分析及我國(guó)降水量分布對(duì)比，得出以下結(jié)論：

（1）東亞副熱帶西風(fēng)急流存在南撤北跳現(xiàn)象。

（2）東亞副熱帶西風(fēng)急流軸在29年中都呈現(xiàn)北移趨勢(shì)，直接影響我國(guó)南北方降水分布：南方降水總量下降，但總體水平高于平均值，而北方降水雖增多，但低于平均水平;南北方呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系，當(dāng)南方為旱年時(shí)，北方則為澇年。由于急流軸南移，致使北方降水增多，南方降水減少，濕潤(rùn)區(qū)相對(duì)開(kāi)始變得有些干旱，而干旱區(qū)則相反。

（3）東亞副熱帶西風(fēng)急流軸北移，使我國(guó)北方降水增多，南方降水減少。由于該次研究未考慮急流軸南移的情況，故急流軸北移將會(huì)對(duì)我國(guó)降水分布造成何種影響尚不能明確。

4.2?討論

東亞副熱帶西風(fēng)急流年代際變化幅度較小，可能是由于該次研究選擇的時(shí)間段不夠長(zhǎng)久，以及選擇的區(qū)域不夠廣闊所造成。但也可能確實(shí)變化幅度不大，如果東亞副熱帶西風(fēng)急流變化幅度大，會(huì)引起天氣與氣候的大幅變動(dòng)震蕩，則對(duì)我國(guó)整體雨帶都進(jìn)行調(diào)整，也許會(huì)出現(xiàn)極端天氣。

由于采用的站點(diǎn)資料可能存在或多或少不可避免的誤差，甚至缺失，或站點(diǎn)選擇不當(dāng)，雖然是隨機(jī)挑選，但也不能保證選取的站點(diǎn)具有代表性，都可能引起降水資料處理過(guò)程中出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致結(jié)果偏差。而且該次研究只是單純將我國(guó)區(qū)域劃分為南北，較為籠統(tǒng)寬泛，代表性并不佳，應(yīng)更為細(xì)致的進(jìn)行地區(qū)劃分比較，則會(huì)獲得更加準(zhǔn)確、細(xì)致的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]?董麗娜，郭品文，張福穎.初夏至盛夏東亞副熱帶西風(fēng)急流變化與江淮出梅的關(guān)系[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（1）：74-81.

[2]?李崇銀，王作臺(tái)，林士哲，等.東亞夏季風(fēng)活動(dòng)與東亞高空西風(fēng)急流位置北跳關(guān)系的研究[J].大氣科學(xué)，2004，28（5）：641-658.

責(zé)任編輯：黃艷飛