王娟 范可 徐志清

摘要 利用1979—2019年ERA5再分析資料和站點(diǎn)降水資料，研究了5月中國(guó)土壤濕度異常對(duì)7月華南和青藏高原東部偶極子型降水年際變化的影響及其可能的物理過(guò)程。結(jié)果表明，當(dāng)5月青藏高原土壤濕度偏濕，華中地區(qū)土壤濕度偏干時(shí)，對(duì)應(yīng)7月華南（高原東部）降水偏多（偏少），兩地降水呈偶極子型分布。通過(guò)進(jìn)一步的診斷分析發(fā)現(xiàn)，青藏高原（華中地區(qū)）土壤濕度正（負(fù)）異常可從5月持續(xù)至7月，使得7月中國(guó)北方地區(qū)地表湍流熱通量正異常，進(jìn)而使得對(duì)流層中低層大氣增暖，中國(guó)北方與貝加爾湖之間經(jīng)向溫度梯度和大氣斜壓性增強(qiáng)，天氣尺度的瞬變波活動(dòng)增強(qiáng)。通過(guò)瞬變的渦度強(qiáng)迫有利于中國(guó)北方及蒙古地區(qū)準(zhǔn)正壓異常高壓和Rossby波波源的形成，相關(guān)的Rossby波向東南方向傳播至我國(guó)南方，使得華南地區(qū)出現(xiàn)準(zhǔn)正壓結(jié)構(gòu)的異常低壓，有利于西北太平洋副熱帶高壓東移，南亞高壓西移。對(duì)應(yīng)中國(guó)北方及蒙古-華南地區(qū)對(duì)流層中低層為反氣旋-氣旋式環(huán)流異常，進(jìn)而導(dǎo)致華南地區(qū)（高原東部）降水增多（減少）。此外，中國(guó)北方-蒙古地區(qū)的異常高壓與局地偏干的土壤濕度之間的正反饋過(guò)程，有利于上述物理過(guò)程的維持和增強(qiáng)，進(jìn)而有利于7月偶極子降水的異常，反之亦然。

關(guān)鍵詞5月土壤濕度;7月華南-青藏高原東部偶極子型降水;年際變化;影響機(jī)制

華南位于我國(guó)東南沿海，受南海夏季風(fēng)、東亞夏季風(fēng)和臺(tái)風(fēng)活動(dòng)等影響，夏季洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。研究表明華南地區(qū)夏季降水的年際變率自20世紀(jì)90年代后顯著增強(qiáng)（Fan et al.，2014），華南極端干旱和洪澇事件頻發(fā)，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重的影響。青藏高原作為亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的重要成員，其熱力和動(dòng)力作用對(duì)區(qū)域乃至全球的天氣、氣候有重要影響。當(dāng)青藏高原夏季熱源增強(qiáng)時(shí)，高原東部四川盆地夏季降水增多，華南地區(qū)降水減少（羅會(huì)邦等，1995;Zhao and Chen，2001）。近期，Wang et al.（2023）發(fā)現(xiàn)，在年際尺度上，1979—2019年青藏高原東部和華南地區(qū)降水在7月呈顯著的偶極子型變化（圖1），由此定義了7月華南-青藏高原東部偶極子降水指數(shù)（7月華南和高原東部區(qū)域平均標(biāo)準(zhǔn)化降水之差），其中偶極子正（負(fù)）位相，表現(xiàn)為華南降水偏多（偏少），高原東部降水偏少（偏多）。此外，他們進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)7月華南-青藏高原東部偶極子型降水與同期厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（El Nio-Southern Oscillation，ENSO）密切相關(guān)。其中，在El Nio的發(fā)展階段，7月赤道中東太平洋的暖海溫異?？赏ㄟ^(guò)熱帶大氣橋和激發(fā)熱帶外對(duì)流層高層的歐亞波列，使得華南-高原東部地區(qū)中低層出現(xiàn)異常氣旋式環(huán)流，導(dǎo)致華南地區(qū)（高原東部）降水偏多（偏少）;反之亦然。7月華南-青藏高原東部降水呈偶極子變化的特點(diǎn)，可提升兩區(qū)域降水預(yù)測(cè)能力。除了同期ENSO變化以外，是否還有前期影響因子，如土壤濕度的影響尚不清楚。一些研究指出，前期土壤濕度和ENSO可作為兩個(gè)獨(dú)立的因子，影響東亞夏季風(fēng)和降水（Zhou et al.，2020）。因此，研究7月偶極子降水的前期影響因子及其物理過(guò)程，有助于更好地理解這種偶極子型降水的形成過(guò)程，進(jìn)而有利于提高兩地區(qū)短期氣候預(yù)測(cè)能力。

陸面作為氣候系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)區(qū)域、全球天氣氣候異常有重要影響（陳海山和孫照渤，2002;余波等，2020;陳海山等，2022）。土壤濕度作為陸面過(guò)程一個(gè)重要參數(shù)，與地表水循環(huán)和能量平衡密切相關(guān)（Gao et al.，2019，2020b;Zhong et al.，2019;Zhu et al.，2021）。已有研究表明，土壤濕度通過(guò)影響地表反照率和地表能量平衡，對(duì)大氣環(huán)流和降水有重要作用（馬柱國(guó)等，2001;陳海山和周晶，2013;Zuo and Zhang，2016;Ardilouze et al.，2022;Dong et al.，2022a，2022b;Sang et al.，2022），尤其在中緯度陸地區(qū)域，土壤濕度的作用尤為重要（Koster and Suarez，2001）。土壤濕度的氣候效應(yīng)，主要?dú)w因于土壤濕度長(zhǎng)時(shí)間的“記憶性”（Entin et al.，2000;Koster and Suarez，2001;Rahman and Lu，2015）。此外，土壤濕度有較好的持續(xù)性，其異常通常能夠持續(xù)1—2月（Rahman and Lu，2015;Liu et al.，2017;趙家臻等，2021），進(jìn)而對(duì)氣候產(chǎn)生滯后影響，是氣候預(yù)測(cè)的一個(gè)重要指示因子（朱蒙等，2014;Yang and Wang，2019;Zhu et al.，2023）。

土壤濕度對(duì)降水的影響可分為局地影響和非局地影響。一方面，土壤濕度的異常會(huì)通過(guò)蒸散發(fā)作用，調(diào)制局地降水異常（Dong et al.，2022a）。如土壤濕度偏濕時(shí)，地表蒸發(fā)增強(qiáng)，對(duì)流層中低層的水汽含量增多，使得低層大氣的不穩(wěn)定性增強(qiáng)，有利于異常上升運(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)，局地降水增加;反之亦然（Dong et al.，2022a）。另一方面，土壤濕度的異常通過(guò)影響地表能量平衡，能夠激發(fā)大氣遙相關(guān)波列或引起大尺度大氣環(huán)流的異常，從而產(chǎn)生非局地的氣候影響（Zuo and Zhang，2007;Zhan and Lin，2011;Gao et al.，2020a;Sun et al.，2021;Xu et al.，2021;Yang et al.，2021）。Xu et al.（2021）指出春季西伯利亞地區(qū)的積雪／土壤濕度異常，會(huì)改變夏季地表和大氣的熱力狀況，引起大氣瞬變波活動(dòng)的異常，進(jìn)而激發(fā)／增強(qiáng)大氣Rossby波列，最后使得華南地區(qū)夏季降水異常。在季風(fēng)區(qū)，春夏土壤濕度的異常會(huì)引起地表的熱力平衡異常，進(jìn)而調(diào)控大尺度季風(fēng)環(huán)流的變化，從而影響季風(fēng)區(qū)夏季降水的年際變化（Zuo and Zhang，2007;梁樂(lè)寧和陳海山，2010;Zhan and Lin，2011;Zhang and Zuo，2011;Zuo and Zhang，2016;Liu et al.，2017）。其中，中國(guó)東部中緯度地區(qū)處于氣候干濕過(guò)渡帶，春季土壤濕度的年際變率較大，是陸氣耦合較強(qiáng)的關(guān)鍵區(qū)域（Zuo and Zhang，2009;Gao et al.，2018）。已有大量研究指出春季長(zhǎng)江中下游-華北地區(qū)土壤濕度偏高，會(huì)使得夏季局地地表溫度降低，海陸熱力差異減小，東亞夏季風(fēng)減弱，進(jìn)而使得華南降水減少，長(zhǎng)江流域降水增多（Zuo and Zhang，2007，2016;Zhang and Zuo，2011）。此外，青藏高原春季的土壤濕度（積雪）異常對(duì)中國(guó)夏季降水也有重要影響（于琳琳和陳海山，2012;Yang and Wang，2019;Yuan et al.，2021;Zhu et al.，2023）。其中青藏高原春季土壤濕度異常，主要通過(guò)調(diào)節(jié)地表感熱和潛熱的變化，引起青藏高原夏季非絕熱加熱的異常，進(jìn)而影響南亞夏季風(fēng)和東亞夏季風(fēng)的強(qiáng)度，調(diào)制青藏高原和華南夏季降水的年際變化（Xiao and Duan，2016;Ullah et al.，2021;Zhu et al.，2023）。例如，春季青藏高原中東部異常偏高的土壤濕度，不僅會(huì)使得夏季高原的熱力作用減弱，局地降水減少（Yang and Wang，2022），也會(huì)引起西北太平洋副熱帶高壓（西太副高）減弱，使得華南地區(qū)低層出現(xiàn)異常氣旋，夏季降水增多（Yuan et al.，2021）。

上述研究表明，土壤濕度作為影響氣候的一個(gè)重要因子，對(duì)我國(guó)夏季降水的年際變化有重要影響。那么，7月華南和高原東部降水異常呈偶極子型變化是否也受前期土壤濕度的影響？因此，本文主要的研究問(wèn)題為：7月青藏高原東部和華南偶極子型降水的年際變化與前期土壤濕度的聯(lián)系如何？關(guān)鍵區(qū)春、夏土壤濕度的異常有何聯(lián)系？前期關(guān)鍵區(qū)的土壤濕度異常影響7月偶極子降水的可能物理過(guò)程如何？

1 數(shù)據(jù)與方法

使用的資料包括：1）歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts;ECMWF）提供的ERA5月平均再分析資料，包括風(fēng)場(chǎng)、垂直速度、位勢(shì)高度、比濕、總云量、地表氣壓等大氣環(huán)流資料，還有表層土壤濕度（0～7 cm）、地表潛熱通量、地表感熱通量、地表凈短波輻射等。其中輻射通量均以向上為正。此外，ERA5的00、06、12、18時(shí)平均的日數(shù)據(jù)被用來(lái)進(jìn)行瞬變波等動(dòng)力診斷。月平均和日平均數(shù)據(jù)的水平分辨率均為1°×1°（Hersbach et al.，2020）;2）中國(guó)氣象局563個(gè)站點(diǎn)的月平均降水資料;3）ETOPO5地形數(shù)據(jù)來(lái)自美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration;NOAA）的國(guó)家地球物理數(shù)據(jù)中心，水平分辨率約為0.083°×0.083°。研究時(shí)段均為1979—2019年，所有數(shù)據(jù)均去除了1979—2019年整個(gè)時(shí)段的線性趨勢(shì)。

研究主要采用了相關(guān)、回歸、旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（REOF）等。同時(shí)，本文利用三維波作用通量（WAF）來(lái)表征羅斯貝波的傳播特征（Takaya and Nakamura，2001）。

由于大氣斜壓不穩(wěn)定是誘發(fā)中高緯天氣系統(tǒng)的重要機(jī)制，本文使用了最大渦旋增長(zhǎng)率（MEGR）表征大氣斜壓性的強(qiáng)度（Eady，1949;Lindzen et al.，1980）。如下：

MEGR=0.31fNdVdz，（1）

其中：f表示科氏力參數(shù);N為浮力頻率;V為水平風(fēng)速;z為垂直高度。

用天氣尺度瞬變渦旋的渦動(dòng)動(dòng)能來(lái)表征瞬變波活動(dòng)的強(qiáng)度（公式（2））：

Ke=12（u′2+v′2），? （2）

其中：u′和v′為2～6 d帶通濾波的緯向風(fēng)和經(jīng)向風(fēng)，橫杠代表時(shí)間平均。

為了診斷天氣尺度瞬變波活動(dòng)對(duì)定常環(huán)流的影響。使用公式（3）來(lái)表征天氣尺度瞬變波的動(dòng)力強(qiáng)迫對(duì)位勢(shì)傾向的影響。

2 前期5月土壤濕度異常對(duì)7月偶極子降水的影響

圖2a給出了1979—2019年7月偶極子降水指數(shù)回歸的5月表層土壤濕度的空間分布。由圖2a可知，7月偶極子降水與5月青藏高原地區(qū)的土壤濕度呈顯著正相關(guān)，而與華中地區(qū)的土壤濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)5月中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化土壤濕度進(jìn)行REOF分解，其中REOF的第二模態(tài)表現(xiàn)為青藏高原和華中地區(qū)的土壤濕度呈反位相變化（圖略），且為土壤濕度年際變率較大的地區(qū)。說(shuō)明這兩個(gè)區(qū)域是土壤濕度異常的氣候敏感區(qū)，陸氣相互作用較強(qiáng)，這與以往研究結(jié)果相一致（Zuo and Zhang，2009）?；诖?，本文選取5月青藏高原和華中地區(qū)為土壤濕度異常變化的關(guān)鍵區(qū)，并將兩地區(qū)區(qū)域平均標(biāo)準(zhǔn)化后的土壤濕度之差定義為5月土壤濕度指數(shù)（SMI;圖2b）。其中青藏高原土壤濕度偏高，華中地區(qū)土壤濕度偏低為5月SMI的正位相，反之亦然。

如圖2b所示，5月SMI與7月偶極子降水指數(shù)均呈現(xiàn)出明顯的年際變化，且二者的相關(guān)系數(shù)為0.35，通過(guò)了95％的置信度檢驗(yàn)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證5月關(guān)鍵區(qū)土壤濕度異常對(duì)5—7月中國(guó)逐月降水的影響，圖3a—c給出了5月SMI回歸的5—7月逐月降水的空間分布。結(jié)果顯示，5月青藏高原土壤濕度偏高，華中地區(qū)土壤濕度偏低時(shí)，對(duì)應(yīng)5月兩地區(qū)局地降水分別偏多、偏少;在6、7月華南地區(qū)降水偏多，而高原東部、內(nèi)蒙古、東北、長(zhǎng)江中下游部分地區(qū)降水偏少，其異常在7月更加顯著;反之亦然。以上結(jié)果均表明5月青藏高原和華中地區(qū)的土壤濕度異?？赡芘c7月偶極子降水異常在年際尺度上有緊密聯(lián)系。那么其中的影響過(guò)程如何？

圖4給出了5月SMI與5—7月土壤濕度的回歸場(chǎng)，5月青藏高原（華中）地區(qū)的土壤濕度偏高（偏低）時(shí)，對(duì)應(yīng)6月和7月青藏高原（華中）地區(qū)土壤濕度異常偏高（偏低），但強(qiáng)度減弱（圖4b、c）;反之亦然。這表明5月土壤濕度異常能夠一直持續(xù)至7月，但異常強(qiáng)度有所減弱。同時(shí)，值得注意的是，6、7月內(nèi)蒙古和我國(guó)東北地區(qū)的土壤濕度也有顯著的負(fù)異常，這可能與夏季土壤溫度升高有關(guān)（Gao et al.，2018）。此外，進(jìn)一步計(jì)算了5月SMI與6、7月SMI的相關(guān)系數(shù)分別為0.58、0.42，均通過(guò)了99％的置信度檢驗(yàn)。這進(jìn)一步說(shuō)明5—7月青藏高原和華中地區(qū)的土壤濕度異常有較好的月際持續(xù)性，也是兩個(gè)區(qū)域土壤濕度異常能影響6、7月環(huán)流和降水的一個(gè)重要原因。

研究表明，土壤濕度的異?？赏ㄟ^(guò)改變地表能量平衡，進(jìn)而影響大氣環(huán)流的異常（Zuo and Zhang，2016;Liu et al.，2017）。因此，首先分析了5月青藏高原和華中地區(qū)土壤濕度異常對(duì)應(yīng)的6、7月陸面熱力異常特征。當(dāng)5月青藏高原土壤偏濕、華中地區(qū)土壤偏干時(shí)，對(duì)應(yīng)5—7月，青藏高原地區(qū)地表潛熱（感熱）通量呈現(xiàn)持續(xù)的正異常（負(fù)異常）;而華中大部分地區(qū)則表現(xiàn)為地表潛熱通量持續(xù)的負(fù)異常、地表感熱通量持續(xù)正異常（圖5a—f）。因此，5—7月兩地區(qū)地表潛熱、感熱通量異常均具有較好的月際持續(xù)性，但異常強(qiáng)度有所減弱（圖5a—f）。綜合來(lái)看，關(guān)鍵區(qū)地表湍流熱通量的異常亦有一定的類似性，但其異常強(qiáng)度和顯著性在各月有所差異（圖5g—i），這可能與各個(gè)月地表潛熱和感熱通量的相對(duì)貢獻(xiàn)不同有關(guān)。其中，5月青藏高原和華中地區(qū)地表湍流熱通量的異常主要由地表感熱主導(dǎo)（圖5a、d、g）。在6、7月，青藏高原地表潛熱通量和華中地區(qū)地表感熱通量的異常分別主導(dǎo)了兩地地表湍流熱通量的變化，使得6月和7月青藏高原和華中大部分地區(qū)地表湍流熱通量均呈現(xiàn)正異常（圖5h、i）。同時(shí)，值得注意的是，6—7月內(nèi)蒙古東部及東北地區(qū)地表感熱和潛熱通量也呈現(xiàn)顯著的異常（圖5b、c、e、f），與6—7月中國(guó)北方土壤濕度的異常相對(duì)應(yīng)（圖4b、c）。這是否與6、7月環(huán)流和季風(fēng)的變化有關(guān)？

3 5月中國(guó)土壤濕度異常影響7月偶極子降水異常的可能過(guò)程

5—7月關(guān)鍵區(qū)（青藏高原、華中地區(qū)）土壤濕度異常，對(duì)應(yīng)5—7月亞歐大陸中高緯大氣環(huán)流有明顯的異常。當(dāng)5月SMI正位相時(shí)，5月歐亞中高緯的環(huán)流異常表現(xiàn)為歐洲東部-中國(guó)西北-東北亞地區(qū)位勢(shì)高度呈“負(fù)-正-負(fù)”分布，且基本呈準(zhǔn)正壓結(jié)構(gòu)（圖略）。對(duì)應(yīng)5月西太副高和南亞高壓偏弱，副高位置偏東（圖略）。熱帶海洋的水汽難以輸送至華中地區(qū)，該地區(qū)低層有顯著的偏北風(fēng)異常，有利于該地區(qū)降水減少，土壤濕度偏低。6月歐亞大陸對(duì)流層高層存在明顯東傳的Rossby波列（圖6a）。其中一支波列由歐洲東部東傳至蒙古及東北亞地區(qū);另一支波列從歐洲東部東傳至中國(guó)西北地區(qū)，隨后向東南傳播至青藏高原及華中地區(qū)，進(jìn)一步向北傳播至蒙古及東北亞地區(qū)（圖6a）。相應(yīng)的環(huán)流異常表現(xiàn)為歐洲東部-蒙古及東北地區(qū)-我國(guó)南方地區(qū)位勢(shì)高度異常呈“負(fù)-正-負(fù)”分布，且呈現(xiàn)明顯的準(zhǔn)正壓結(jié)構(gòu)（圖6a—c）。這樣的環(huán)流異常有利于副高東移、南亞高壓西移（圖6a、b）。6月西太副高脊線與氣候態(tài)基本一致，位置比較偏南，但西脊點(diǎn)明顯偏東（圖6b）。來(lái)自熱帶西太平洋的水汽沿副高西北側(cè)輸送至華南地區(qū)，為華南地區(qū)降水提供了有利的水汽條件，但不利于水汽向高原東部輸送;而內(nèi)蒙古東部、東北地區(qū)被中低層異常高壓控制（圖6b、c），不利于降水的產(chǎn)生。在對(duì)流層高層，6月南亞高壓范圍和強(qiáng)度與氣候態(tài)基本一致，但其東脊點(diǎn)比氣候態(tài)偏西（圖6a）。已有研究表明，南亞高壓東脊點(diǎn)位置的年際變化與我國(guó)夏季降水異常有顯著相關(guān)，其中當(dāng)南亞高壓東脊點(diǎn)偏西時(shí)，東北、內(nèi)蒙古東部地區(qū)、青藏高原東部及江淮流域部分地區(qū)降水偏少，而華南地區(qū)降水增多（胡景高等，2010;朱羿潔等，2022）。因此，副高東退、南亞高壓西撤有利于6月華南和高原東部降水異常呈偶極子型，中國(guó)北方地區(qū)（東北、內(nèi)蒙古東部地區(qū)）降水偏少。

7月的環(huán)流異常表現(xiàn)為西伯利亞經(jīng)蒙古到華南地區(qū)中低層環(huán)流呈現(xiàn)“負(fù)-正-負(fù)”的異常分布（圖6d—f）。受此異常環(huán)流的影響，西太副高西伸脊點(diǎn)偏東、南亞高壓東脊點(diǎn)偏西，與6月的環(huán)流異常類似。但相對(duì)6月而言，7月歐洲東部的異常低壓東移至西伯利亞，而蒙古地區(qū)的異常高壓和我國(guó)南方地區(qū)的異常低壓均明顯減弱南移（圖6a、d）。其中西伯利亞地區(qū)顯著的低壓異常，可能與該地區(qū)夏季融雪量增加，導(dǎo)致土壤濕度偏高有關(guān)（Sun et al.，2021;Xu et al.，2021）。7月大氣環(huán)流系統(tǒng)的異常亦表現(xiàn)為副高東退、南亞高壓西撤;內(nèi)蒙古及東北地區(qū)為準(zhǔn)正壓的高壓異常，低層季風(fēng)環(huán)流（南風(fēng)）減弱。這樣的環(huán)流配置有利于進(jìn)一步加強(qiáng)6月中國(guó)地區(qū)降水型的異常，即華南降水偏多，高原東部及江淮流域、東北、內(nèi)蒙古東部等地區(qū)降水減少。因此，西太副高和南亞高壓脊點(diǎn)位置的變化，以及內(nèi)蒙古及東北地區(qū)局地異常高低壓是影響6、7月華南和高原東部偶極子降水異常和中國(guó)北方地區(qū)（內(nèi)蒙古東部、東北）降水（土壤濕度）異常的重要原因。那么，5月關(guān)鍵區(qū)（青藏高原、華中地區(qū)）的土壤濕度異常如何引起6、7月的環(huán)流異常？

土壤濕度作為陸面過(guò)程的重要物理量，可通過(guò)改變地表潛熱、感熱進(jìn)而影響環(huán)流和降水異常（Liu et al.，2017;Sun et al.，2021）。5、6月青藏高原（華中地區(qū)）土壤濕度偏濕（偏干），對(duì)應(yīng)6月青藏高原和華中部分區(qū)域的地表湍流熱通量正異常（圖5h），加熱中低層大氣使其增溫，進(jìn)而激發(fā)北傳的Rossby波列（圖7a）。其中青藏高原和華中地區(qū)為重要的波源區(qū)，進(jìn)而有利于我國(guó)南方—蒙古及東北亞地區(qū)“負(fù)正”型大氣波列的增強(qiáng)／維持（圖6a）。在該波列的影響下，蒙古東部及東北地區(qū)受中低層異常高壓控制（圖6b、c），降水減少。然而，我國(guó)南方地區(qū)準(zhǔn)正壓的異常低壓，有利于副高東退、南亞高壓西撤（圖6a、b），使得華南降水增加、高原東部降水減少。由此，5月SMI正位相時(shí)，可通過(guò)影響地表能量平衡，使得6月華南和青藏高原東部降水異常呈現(xiàn)偶極子正位相。同時(shí)，內(nèi)蒙古東部及東北地區(qū)降水減少，對(duì)應(yīng)局地土壤濕度減小，這與上述結(jié)果相一致。這表明5月關(guān)鍵區(qū)的土壤濕度異?？赡軐?duì)6月中國(guó)北方地區(qū)降水、土壤濕度的異常有重要貢獻(xiàn)。

7月，青藏高原土壤濕度偏高、華中、內(nèi)蒙古東部及東北地區(qū)土壤濕度偏低，中國(guó)北方大部分地區(qū)（中國(guó)35°N以北區(qū)域）地表湍流熱通量正異常，對(duì)流層中低層氣溫升高（圖8a）。使得中國(guó)北方與貝加爾湖之間（45°～55°N）對(duì)流層中低層經(jīng)向溫度梯度和大氣斜壓性增強(qiáng)（圖8b），天氣尺度的瞬變波活動(dòng)增強(qiáng)（圖8c、e）;而內(nèi)蒙古與其南方區(qū)域之間（32°～40°N）對(duì)流層中低層經(jīng)向溫度梯度減小，大氣斜壓性及瞬變波活動(dòng)減弱（圖8b—e）。根據(jù)波流相互作用理論，瞬變波活動(dòng)的異常會(huì)引起低頻位勢(shì)高度場(chǎng)的異常（Lau and Holopainen，1984;Lau and Nath，2014）。其中，瞬變波活動(dòng)越強(qiáng)的地區(qū)，其南側(cè)（北側(cè)）表現(xiàn)為準(zhǔn)正壓的異常高壓（低壓）強(qiáng)迫，反之亦然（Chen et al.，2017;Xu et al.，2021;張嬋等，2023）。由此，上述兩個(gè)區(qū)域瞬變波活動(dòng)的異常通過(guò)瞬變渦度強(qiáng)迫，造成中國(guó)北方及蒙古地區(qū)出現(xiàn)正的位勢(shì)傾向異常（圖8d、f），有利于該地區(qū)準(zhǔn)正壓結(jié)構(gòu)的異常高壓和波源的形成（圖8d、f）。并通過(guò)向南傳播的Rossby波使得我國(guó)南方地區(qū)出現(xiàn)準(zhǔn)正壓的異常低壓（圖7b）。同時(shí)，中國(guó)北方-蒙古地區(qū)中低層的異常高壓對(duì)應(yīng)該地區(qū)的異常下沉運(yùn)動(dòng)（圖9a），造成局地降水和總云量減少（圖9b），向下的凈短波輻射增強(qiáng)（圖9c），地表土壤溫度升高（圖9d）。受降水減少和地表溫度升高的影響，中國(guó)北方及蒙古地區(qū)的土壤濕度偏低。

偏低的土壤濕度可改變中國(guó)北方及蒙古地區(qū)及其北側(cè)的經(jīng)向溫度梯度和瞬變波活動(dòng)，增強(qiáng)局地的異常高壓，從而在中國(guó)北方-蒙古地區(qū)形成土壤濕度和異常高低壓之間的正反饋過(guò)程。進(jìn)而有利于中國(guó)北方及蒙古地區(qū)-我國(guó)南方地區(qū)異常高低壓的增強(qiáng)／維持。

由上述分析可知，5月青藏高原（華中地區(qū)）的土壤濕度正（負(fù)）異常，持續(xù)至7月，通過(guò)影響地表能量平衡，進(jìn)而改變大氣的熱力結(jié)構(gòu)，引起大氣瞬變波活動(dòng)的異常，最后導(dǎo)致中國(guó)北方及蒙古地區(qū)-華南地區(qū)中低層環(huán)流呈“反氣旋-氣旋”異常分布。其中青藏高原東部地區(qū)位于蒙古異常反氣旋的南側(cè)和華南異常氣旋的西側(cè)，有顯著的偏北風(fēng)異常（圖10b）。該地區(qū)異常的偏北風(fēng)帶來(lái)了異常冷平流（圖10d），有利于異常下沉運(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)。同時(shí)，異常的偏北風(fēng)減弱了氣候態(tài)西南風(fēng)向高原東部的水汽輸送，造成該地區(qū)水汽通量異常輻散（圖10c）。受異常冷平流和水汽通量異常輻散的影響，高原東部7月降水偏少。與此同時(shí)，華南地區(qū)受中低層異常氣旋控制（圖10a、b），有利于異常的上升運(yùn)動(dòng)，為該地區(qū)降水的形成提供了良好的動(dòng)力條件;其次，異常氣旋南側(cè)的西風(fēng)異常和東側(cè)的東南風(fēng)異常分別將印度洋、西太平洋的水汽輸送至華南地區(qū)，為華南地區(qū)的降水提供了充沛的水汽條件（圖10c）。受上述異常環(huán)流的影響，華南地區(qū)7月降水增多。因此，5月SMI正位相時(shí)，華南降水偏多，高原東部降水偏少，呈現(xiàn)偶極子分布;負(fù)位相則反之。

4 結(jié)論與討論

1979—2019年7月偶極子降水的年際變化與前期5月青藏高原（華中地區(qū)）的土壤濕度呈顯著正（負(fù)）相關(guān)。由此，定義5月SMI為5月青藏高原和華中地區(qū)區(qū)域平均標(biāo)準(zhǔn)化的土壤濕度之差，其中青藏高原土壤濕度偏高，華中地區(qū)土壤濕度偏低為5月SMI的正位相;反之亦然。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，7月偶極子降水異常直接源于西太副高、南亞高壓脊點(diǎn)位置的變化和局地環(huán)流的異常。5月關(guān)鍵區(qū)（青藏高原、華中地區(qū)）土壤濕度異常對(duì)6、7月中國(guó)區(qū)域的降水異常有重要影響。5月青藏高原（華中地區(qū)）土壤濕度偏高（偏低），持續(xù)至6月，通過(guò)影響地表的熱力平衡，進(jìn)而激發(fā)了對(duì)流層中高層北傳的Rossby波列，使得6月內(nèi)蒙古東部及東北亞地區(qū)出現(xiàn)準(zhǔn)正壓的異常高壓，降水減少，相應(yīng)的局地土壤濕度減小。7月，青藏高原土壤濕度偏高、華中及內(nèi)蒙古東部及東北地區(qū)土壤濕度偏低，局地地表湍流熱通量正異常，使得中國(guó)北方地區(qū)（中國(guó)35°N以北區(qū)域）對(duì)流層中低層大氣增暖，造成中國(guó)北方與貝加爾湖（內(nèi)蒙古與其南側(cè)區(qū)域）之間經(jīng)向溫度梯度和大氣斜壓性增強(qiáng)（減弱），瞬變波活動(dòng)增強(qiáng)（減弱）。通過(guò)瞬變渦度的強(qiáng)迫在中國(guó)北方-蒙古地區(qū)造成正的位勢(shì)高度傾向，有利于該地區(qū)準(zhǔn)正壓的異常高壓和波源的形成，通過(guò)相關(guān)的Rossby波向東南方向傳播至我國(guó)南方，使得華南地區(qū)出現(xiàn)準(zhǔn)正壓結(jié)構(gòu)的異常低壓。同時(shí)，中國(guó)北方及蒙古地區(qū)異常高壓會(huì)使得局地土壤變干，進(jìn)而通過(guò)上述過(guò)程加強(qiáng)局地異常高壓。受上述波列的影響，西太副高東移南亞高壓西移，有利于華南地區(qū)水汽異常輻合，降水偏多。然而，青藏高原東部受異常偏北風(fēng)的影響，對(duì)應(yīng)異常的冷平流和水汽異常輻散，使得該地區(qū)出現(xiàn)異常下沉運(yùn)動(dòng)，降水減少。5月SMI負(fù)位相時(shí)，則反之。從水汽收支方程來(lái)看，華南地區(qū)降水偏多與異常上升運(yùn)動(dòng)引起的垂直水汽輸送以及氣候態(tài)風(fēng)場(chǎng)相關(guān)的異常水汽平流有關(guān)，而高原東部地區(qū)降水減少則主要與異常下沉運(yùn)動(dòng)和異常水平風(fēng)導(dǎo)致的水汽輻散有關(guān)。因此，5月關(guān)鍵區(qū)土壤濕度異常引起的高原東部和華南地區(qū)的風(fēng)場(chǎng)和垂直運(yùn)動(dòng)異常是影響7月偶極子降水年際變化的重要前期因子之一，這與上述結(jié)果一致。

本文計(jì)算了前期5、6、7月SMI與7月Nio3.4指數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.09、-0.03、0.01，均沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。這表明前期5—7月關(guān)鍵區(qū)的土壤濕度與7月ENSO的發(fā)展是線性獨(dú)立的。此外，7月偶極子降水指數(shù)與前期5、6、7月SMI的相關(guān)系數(shù)分別為0.35、0.30、0.38，均通過(guò)了90％的置信度檢驗(yàn);而與5、6、7月Nio3.4指數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.24（未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)）、0.42（99％的置信度檢驗(yàn)）、0.50（99％的置信度檢驗(yàn)）。這說(shuō)明5月青藏高原和華中地區(qū)的土壤濕度異常，以及同期ENSO的發(fā)展均對(duì)7月偶極子降水有重要影響。其中，5月中國(guó)土壤濕度的異常，主要通過(guò)陸面熱力異常影響中高緯瞬變波活動(dòng)異常，進(jìn)而影響7月東亞地區(qū)的環(huán)流和降水異常。然而，同期ENSO的發(fā)展可通過(guò)影響熱帶地區(qū)Walker環(huán)流和局地經(jīng)向環(huán)流異常，以及激發(fā)熱帶外對(duì)流層高層的歐亞波列進(jìn)而調(diào)制7月偶極子降水的年際變化。雖然二者分別是前期、同期因子，且對(duì)7月偶極子降水的影響過(guò)程有所不同，但他們均對(duì)7月偶極子降水有重要貢獻(xiàn)。此外，分析發(fā)現(xiàn)1979—2019年5月SMI與7月偶極子降水指數(shù)的相關(guān)關(guān)系不穩(wěn)定，其中它們的關(guān)系在1998年左右發(fā)生了年代際轉(zhuǎn)折。1979—1997年，兩者的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.51，通過(guò)了95％的置信度檢驗(yàn);而1998年之后，兩者的相關(guān)僅為0.25，未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。其中的原因和物理過(guò)程尚不清楚，有待于今后的工作中進(jìn)一步探索研究。由于觀測(cè)資料的限制，土壤濕度采用了ERA5的再分析資料。在今后的工作中，有必要使用多源觀測(cè)的土壤濕度資料進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。此外，本文主要基于統(tǒng)計(jì)和動(dòng)力診斷方法分析了5月關(guān)鍵區(qū)土壤濕度異常對(duì)7月偶極子降水的影響，在后續(xù)的工作中可進(jìn)一步結(jié)合數(shù)值試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證相關(guān)物理過(guò)程。

參考文獻(xiàn)（References）

Ardilouze C，Materia S，Batté L，et al.，2022.Precipitation response to extreme soil moisture conditions over the Mediterranean［J］.Climate Dyn，58（7）：1927-1942.doi：10.1007／s00382-020-05519-5.

陳海山，孫照渤，2002.陸氣相互作用及陸面模式的研究進(jìn)展［J］.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，25（2）：277-288. Chen H S，Sun Z B，2002.Review of land-atmosphere interaction and land surface model studies［J］.J Nanjing Inst Meteor，25（2）：277-288.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.2002.02.021.（in Chinese）.

陳海山，周晶，2013.土壤濕度年際變化對(duì)中國(guó)區(qū)域極端氣候事件模擬的影響研究Ⅱ.敏感性試驗(yàn)分析［J］.大氣科學(xué)，37（1）：1-13. Chen H S，Zhou J，2013.Impact of interannual soil moisture anomaly on simulation of extreme climate events in China.part Ⅱ：sensitivity experiment analysis［J］.Chin J Atmos Sci，37（1）：1-13.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.2012.11048.（in Chinese）.

陳海山，杜新觀，孫悅，2022.陸面過(guò)程與天氣研究［J］.地學(xué)前緣，29（5）：382-400. Chen H S，Du X G，Sun Y，2022.Land surface processes and weather research：a review［J］.Earth Sci Front，29（5）：382-400.doi：10.13745／j.esf.sf.2021.9.59.（in Chinese）.

Chen H S，Teng F D，Zhang W X，et al.，2017.Impacts of anomalous midlatitude cyclone activity over East Asia during summer on the decadal mode of East Asian summer monsoon and its possible mechanism［J］.J Climate，30（2）：739-753.doi：10.1175／JCLI-D-16-0155.1.

Chou C A，Chiang J C H，Lan C W，et al.，2013.Increase in the range between wet and dry season precipitation［J］.Nat Geosci，6：263-267.doi：10.1038／ngeo1744.

Dong X，Chen H S，Zhou Y，et al.，2022a.Local and non-local atmospheric effects of abnormal soil moisture over Indochina during May and June［J］.Quart J Roy Meteor Soc，148（747）：2903-2926.doi：10.1002／qj.4341.

Dong X，Zhou Y，Chen H S，et al.，2022b.Lag impacts of the anomalous July soil moisture over southern China on the August rainfall over the Huang—Huai River Basin［J］.Climate Dyn，58（5）：1737-1754.doi：10.1007／s00382-021-05989-1.

Eady E T，1949.Long waves and cyclone waves［J］.Tellus，1（3）：33-52.doi：10.1111／j.2153-3490.1949.tb01265.x.

Entin J K，Robock A，Vinnikov K Y，et al.，2000.Temporal and spatial scales of observed soil moisture variations in the extratropics［J］.J Geophys Res，105（D9）：11865-11877.doi：10.1029／2000jd900051.

Fan K，Xu Z Q，Tian B Q，2014.Has the intensity of the interannual variability in summer rainfall over South China remarkably increased？［J］.Meteorol Atmos Phys，124（1）：23-32.doi：10.1007／s00703-013-0301-5.

Gao C J，Chen H S，Sun S L，et al.，2018.Regional features and seasonality of land-atmosphere coupling over eastern China［J］.Adv Atmos Sci，35（6）：689-701.doi：10.1007／s00376-017-7140-0.

Gao C J，Chen H S，Li G，et al.，2019.Land-atmosphere interaction over the Indo-China Peninsula during spring and its effect on the following summer climate over the Yangtze River Basin［J］.Climate Dyn，53（9）：6181-6198.doi：10.1007／s00382-019-04922-x.

Gao C J，Li G，Xu B，2020a.Weakening influence of spring soil moisture over the indo-China peninsula on the following summer Mei-yu front and precipitation extremes over the Yangtze River Basin［J］.J Climate，33（23）：10055-10072.doi：10.1175／JCLI-D-20-0117.1.

Gao C J，Li G，Xu B，et al.，2020b.Effect of spring soil moisture over the Indo-China Peninsula on the following summer extreme precipitation events over the Yangtze River Basin［J］.Climate Dyn，54（9）：3845-3861.doi：10.1007／s00382-020-05187-5.

Hersbach H，Bell B，Berrisford P，et al.，2020.The ERA5 global reanalysis［J］.Quart J Roy Meteor Soc，146：1999-2049.doi：10.1002／qj.3803.

胡景高，陶麗，周兵，2010.南亞高壓活動(dòng)特征及其與我國(guó)東部夏季降水的關(guān)系［J］.高原氣象，29（1）：128-136. Hu J G，Tao L，Zhou B，2010.Characteristic of South Asia high activity and its relation with the precipitation of East China in summer［J］.Plateau Meteor，29（1）：128-136.（in Chinese）.

Hu S，Zhou T J，Wu B，2022.The physical processes dominating the impact of the summer North Atlantic oscillation on the eastern Tibetan Plateau summer rainfall［J］.J Climate，35（23）：7677-7690.doi：10.1175／JCLI-D-21-0661.1.

Koster R D，Suarez M J，2001.Soil moisture memory in climate models［J］.J Hydrometeor，2（6）：558-570.doi：10.1175／1525-7541（2001）002<0558：SMMICM>2.0.CO;2.

Lau N C，Holopainen E O，1984.Transient eddy forcing of the time-mean flow as identified by geopotential tendencies［J］.J Atmos Sci，41（3）：313-328.doi：10.1175／1520-0469（1984）041<0313：TEFOTT>2.0.co;2.

Lau N C，Nath M J，2014.Model simulation and projection of European heat waves in present-day and future climates［J］.J Climate，27（10）：3713-3730.doi：10.1175／JCLI-D-13-00284.1.

梁樂(lè)寧，陳海山，2010.春季華南土壤濕度異常與中國(guó)夏季降水的可能聯(lián)系［J］.大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，33（5）：536-546. Liang L N，Chen H S，2010.Possible linkage between spring soil moisture anomalies over South China and summer rainfall in China［J］.Trans Atmos Sci，33（5）：536-546.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.2010.05.004.（in Chinese）.

Lindzen R S，F(xiàn)arrell B，Tung K K，1980.The concept of wave overreflection and its application to baroclinic instability［J］.J Atmos Sci，37（1）：44-63.doi：10.1175／1520-0469（1980）0370044：TCOWOA>2.0.CO;2.

Liu L，Zhang R H，Zuo Z Y，2017.Effect of spring precipitation on summer precipitation in eastern China：role of soil moisture［J］.J Climate，30（22）：9183-9194.doi：10.1175／JCLI-D-17-0028.1.

羅會(huì)邦，陳蓉，方杏芹，等，1995.高原大地形及海洋熱力強(qiáng)迫對(duì)東亞及北半球環(huán)流和氣候變化影響的觀測(cè)研究［J］.氣象科學(xué)，15（4）：17-29. Luo H B，Chen R，F(xiàn)ang X Q，et al.，1995.Observational studies on the impact of thermal forcing due to topography and ocean-land contrast on climate of East Asia and Northern Hemisphere［J］.Sci Meteorol Sin，15（4）：17-29.（in Chinese）.

馬柱國(guó)，符淙斌，謝力，等，2001.土壤濕度和氣候變化關(guān)系研究中的某些問(wèn)題［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，16（4）：563-566. Ma Z G，F(xiàn)u C B，Xie L，et al.，2001.Some problems in the study on the relationship between soil moisture and climatic change［J］.Adv Earth Sci，16（4）：563-566.doi：10.3321／j.issn：1001-8166.2001.04.019.（in Chinese）.

Rahman M M，Lu M J，2015.Characterizing soil moisture memory by soil moisture autocorrelation［J］.J Water Resour Hydraul Eng，4（1）：83-92.doi：10.5963／jwrhe0401007.

Sang Y H，Ren H L，Deng Y，et al.，2022.Impacts of late-spring North Eurasian soil moisture variation on summer rainfall anomalies in Northern East Asia［J］.Climate Dyn，58（5）：1495-1508.doi：10.1007／s00382-021-05973-9.

Sun Y，Chen H S，Zhu S G，et al.，2021.Influence of the Eurasian spring snowmelt on summer land surface warming over northeast Asia and its associated mechanism［J］.J Climate，34（12）：4851-4869.doi：10.1175／JCLI-D-20-0756.1.

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）0580608：AFOAPI>2.0.CO;2.

Ullah W，Wang G J，Gao Z Q，et al.，2021.Observed linkage between Tibetan Plateau soil moisture and South Asian summer precipitation and the possible mechanism［J］.J Climate，34（1）：361-377.doi：10.1175／JCLI-D-20-0347.1.

Wang J，F(xiàn)an K，Xu Z Q，et al.，2023.A dipole pattern of July precipitation between South China and the eastern Tibetan Plateau and impacts of ENSO［J］.Climate Dyn，61（11）：5785-5804.doi：10.1007／s00382-023-06884-7.

Wang Z Q，Duan A M，Yang S，et al.，2017.Atmospheric moisture budget and its regulation on the variability of summer precipitation over the Tibetan Plateau［J］.J G R Atmospheres，122（2）：614-630.doi：10.1002／2016jd025515.

Xiao Z X，Duan A M，2016.Impacts of Tibetan Plateau snow cover on the interannual variability of the East Asian summer monsoon［J］.J Climate，29（23）：8495-8514.doi：10.1175／JCLI-D-16-0029.1.

Xu B，Chen H S，Gao C J，et al.，2021.Abnormal change in spring snowmelt over Eurasia and its linkage to the East Asian summer monsoon：The hydrological effect of snow cover［J］.Front Earth Sci，8：594656.doi：10.3389／feart.2020.594656.

Yang J Q，Chen H S，Song Y D，et al.，2021.Atmospheric circumglobal teleconnection triggered by spring land thermal anomalies over West Asia and its possible impacts on early summer climate over northern China［J］.J Climate，34（14）：5999-6021.doi：10.1175／JCLI-D-20-0911.1.

Yang K，Wang C H，2019.Seasonal persistence of soil moisture anomalies related to freeze-thaw over the Tibetan Plateau and prediction signal of summer precipitation in Eastern China［J］.Climate Dyn，53（3）：2411-2424.doi：10.1007／s00382-019-04867-1.

Yang K，Wang C H，2022.East-west reverse coupling between spring soil moisture and summer precipitation and its possible responsibility for wet bias in GCMs over Tibetan Plateau［J］.J Geophys Res：Atmos，127（7）：e2021JD036286.doi：10.1029／2021JD036286.

余波，陳海山，孫悅，2020.東亞中緯度夏季陸面增暖與土壤濕度異常的聯(lián)系［J］.大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，43（1）：201-211. Yu B，Chen H S，Sun Y，2020.Linkage between summer land surface warming in mid-latitude of East Asia and soil moisture anomalies［J］.Trans Atmos Sci，43（1）：201-211.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20190407001.（in Chinese）.

于琳琳，陳海山，2012.青藏高原4月陸面狀況和地表加熱異常與中國(guó)夏季降水的聯(lián)系［J］.高原氣象，31（5）：1173-1182. Yu L L，Chen H S，2012.Possible linkages among anomalous land surface condition，surface heating in qinghai-Xizang plateau in April and summer precipitation in China［J］.Plateau Meteor，31（5）：1173-1182.（in Chinese）.

Yuan Y，Lai X，Gong Y F，et al.，2021.The impacts of late spring soil moisture in the Tibetan Plateau on summer precipitation in eastern China［J］.Int J Climatol，41（2）：862-877.doi：10.1002／joc.6692.

Zhan Y L，Lin Z H，2011.The relationship between June precipitation over mid-lower reaches of the Yangtze River Basin and spring soil moisture over the East Asian monsoon region［J］.Acta Meteorol Sin，25（3）：355-363.doi：10.1007／s13351-011-0310-6.

Zhang R H，Zuo Z Y，2011.Impact of spring soil moisture on surface energy balance and summer monsoon circulation over East Asia and precipitation in East China［J］.J Climate，24（13）：3309-3322.doi：10.1175／2011JCLI4084.1.

趙家臻，王愛(ài)慧，王會(huì)軍，2021.中國(guó)地區(qū)土壤濕度記憶性及其與降水特征變化的關(guān)系［J］.大氣科學(xué)，45（4）：799-818. Zhao J Z，Wang A H，Wang H J，2021.Soil moisture memory and its relationship with precipitation characteristics in China region［J］.Chin J Atmos Sci，45（4）：799-818.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.2007.20149.（in Chinese）.

Zhao P，Chen L X，2001.Climatic features of atmospheric heat source／sink over the Qinghai-Xizang Plateau in 35 years and its relation to rainfall in China［J］.Sci China Ser D Earth Sci，44（9）：858-864.doi：10.1007／BF02907098.

張嬋，范可，徐志清，等，2023.歐洲東部土壤濕度對(duì)東北亞初夏氣溫異常轉(zhuǎn)折的影響及其可能物理過(guò)程［J］.大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，46（4）：532-548. Zhang C，F(xiàn)an K，Xu Z Q，et al.，2023.Impacts of eastern Europe soil moisture on the reversal of air temperature anomalies over Northeast Asia in early summer and its possible physical mechanisms［J］.Trans Atmos Sci，46（4）：532-548.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20221025001.（in Chinese）.

Zhong S，Yang T，Zhu J，et al.，2019.A modeling study of the influence of initial soil moisture on summer precipitation during the East Asian summer monsoon［J］.Dyn Atmos Oceans，85：72-82.doi：10.1016／j.dynatmoce.2018.12.003.

Zhou J，Zuo Z Y，Rong X Y，2020.Comparison of the effects of soil moisture and El Nio on summer precipitation in eastern China［J］.Sci China Earth Sci，63（2）：267-278.doi：10.1007／s11430-018-9469-6.

Zhu C X，Ullah W，Wang G J，et al.，2023.Diagnosing potential impacts of Tibetan Plateau spring soil moisture anomalies on summer precipitation and floods in the Yangtze River Basin［J］.J G R Atmospheres，128（8）.doi：10.1029／2022JD037671.

朱蒙，陳海山，蔣薇，等，2014.陸面熱力因子應(yīng)用于中國(guó)夏季降水預(yù)測(cè)的初步試驗(yàn)［J］.氣象學(xué)報(bào)，72（6）：1135-1142. Zhu M，Chen H S，Jiang W，et al.，2014.A preliminary test of the summer rainfall prediction in China based on the land surface thermal factors［J］.Acta Meteorol Sin，72（6）：1135-1142.doi：10.11676／qxxb2014.062.（in Chinese）.

Zhu S G，Qi Y J，Chen H S，et al.，2021.Distinct impacts of spring soil moisture over the Indo-China Peninsula on summer precipitation in the Yangtze River Basin under different SST backgrounds［J］.Climate Dyn，56（5）：1895-1918.doi：10.1007／s00382-020-05567-x.

朱羿潔，張飛民，楊耀先，等，2023.夏季南亞高壓位置與青藏高原降水年際變化的關(guān)系研究［J］.高原氣象，42（1）：60-67. Zhu Y J，Zhang F M，Yang Y X，et al.，2023.Relation between inter-annual variation of the South Asian high location and precipitation over the qinghai-Xizang plateau in summer［J］.Plateau Meteor，42（1）：60-67.doi：10.7522／j.issn.1000-0534.2022.00020.（in Chinese）.

Zuo Z Y，Zhang R H，2007.The spring soil moisture and the summer rainfall in Eastern China［J］.Chin Sci Bull，52（23）：3310-3312.doi：10.1007／s11434-007-0442-3.

Zuo Z Y，Zhang R H，2009.Temporal and spatial features of the soil moisture in boreal spring in Eastern China［J］.Sci China Ser D Earth Sci，52（2）：269-278.doi：10.1007／s11430-009-0011-5.

Zuo Z Y，Zhang R H，2016.Influence of soil moisture in Eastern China on the East Asian summer monsoon［J］.Adv Atmos Sci，33（2）：151-163.doi：10.1007／s00376-015-5024-8.

·ARTICLE·

Impact of May soil moisture anomalies in China on the interannual variation of July precipitation dipole over South China and the eastern Tibetan Plateau

WANG Juan1，F(xiàn)AN Ke1，XU Zhiqing2

1School of Atmospheric Sciences，Sun Yat-sen University，and Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory （Zhuhai），Zhuhai 519082，China;

2Institute of Atmospheric Physics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China

Abstract During the period of 1979—2019，there was a significant negative correlation between the interannual variation in precipitation anomalies over South China （SC） and those in the eastern Tibetan Plateau （ETP） in July，with a correlation coefficient of -0.60 between the area-averaged precipitation over the two regions.It is statistically significant at the 99％ confidence level.Therefore，a precipitation dipole index （PDI） is defined as the difference in the standardized area-averaged precipitation between SC （20°—26°N，108°—123°E） and the ETP （28°—35°N，90°—108°E） in July.The positive phase of the July precipitation dipole is characterized by increased （decreased） precipitation over SC （the ETP），and vice versa.Based on this，we utilize ERA5 reanalysis data and station precipitation data from the period of 1979—2019 to investigate the influence of soil moisture anomalies in May on the interannual variation of the July precipitation dipole，along with its underlying physical processes.The study results show that higher soil moisture in the TP and lower soil moisture in Central China （CC） in May tend to lead to increased （decreased） precipitation over SC （the ETP） in July，displaying a dipole pattern of precipitation over the two regions.Further analysis reveals that the positive （negative） soil moisture anomalies in the TP （CC） may persist from May to July，resulting in positive surface turbulent heat flux anomalies in the Northern China （NC） region in July.This in turn causes local middle to lower troposphere warming，thus intensifying the meridional temperature gradient and atmospheric baroclinicity between NC and Lake Baikal.Correspondingly，enhanced synoptic-scale transient wave activity is observed，which creates an anomalous high pressure with an equivalent barotropic structure and Rossby wave sources over NC-Mongolia by transient vorticity forcing.The associated Rossby waves propagate southeastward to SC.Subsequently，an anomalous low pressure appears over SC with an equivalent barotropic structure，which facilitates the eastward shift of the western Pacific subtropical high and westward shift of the South Asian high.This anomalous circulation respectively corresponds to anticyclone and cyclone anomalies in the middle and lower troposphere over Mongolia and SC，and consequently enhanced （suppressed） precipitation occurs in SC （the ETP）.In addition，the positive feedback process between the anomalous high over Mongolia and local low soil moisture is favorable to the formation of the July precipitation dipole by intensifying and maintaining the above physical process，and vice versa.

Keywords soil moisture in May;a dipole pattern of precipitation over South China and the eastern Tibetan Plateau in July;interannual variability;physical mechanism

doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20230616001

（責(zé)任編輯：袁東敏）