冬季东亚副热带西风急流对中国东部温度降水的影响 .doc

东亚冬季中纬度西风急流对我国冬季气候的影响 毛睿, 龚道溢, 房巧敏 （北京师范大学资源学院资源科学研究所，环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京 100875） 摘要：本文利用欧洲中期数值天气预报中心再分析资料及地面台站观测资料，定义了冬季西风急流强度指数和切变指数，这两个指数能反映冬季西风急流的强度变化和位置的南北移动。然后又分析了强度指数和切变指数与我国冬季温度、降水的关系，分析时段为1957-2001年。研究发现西风急流强度指数同我国冬季降水在华北、华中和长江中下游地区呈显著负相关，同我国大部分地区冬季温度呈负相关。西风急流切变指数同我国冬季降水在华南地区呈显著正相关，与冬季温度在内蒙古呈正相关、在青藏高原东部呈负相关。通过偏相关系数和SVD分析，西风急流移动是影响我国降水的主要因子，主要通过垂直环流的移动和强度变化。西风急流强度变化可能对温度变率起主导因素，主要通过冬季风的强弱变化。具体分析了对流层中高层环流的变化，认识到当西风急流强度偏强时，从对流层低层到高层(1000hPa-100hPa)是一种正压性结构，蒙古、西伯利亚高度场偏高，北太平洋高度场偏低，导致东亚中高纬度异常的偏北风，北风所携带的冷空气频繁南下降低我国东部地区的表面温度，同时10-50°N气流多辐合下沉，引起该区域降水偏少。当西风急流切变指数偏高时，即西风急流偏南，从对流层低层到高层也是一种正压性结构，东亚大槽高度升高，冬季风活动减弱，10-20°N气流辐合上升，引起华南地区降水偏多，35°N 附近也有辐合上升，造成降水偏多。另外，不仅东亚西风急流可以影响下垫面气候要素，下垫面气候要素同样也对西风急流产生反馈作用。因此西风急流变率对区域气候异常的影响及其反馈机制仍然需要进一步讨论。 关键词：东亚西风急流；强度指数；切变指数 1 引言 东亚中纬度西风急流是对流层上部持续存在的行星尺度环流系统，其变率与Hadley环流、高低纬环流、热带地区对流活动等因素有关，对亚洲、西北太平洋地区的天气和气候变化有重要影响 [1-5]。对东亚西风急流的了解可以加深对东亚季风的理解，同时也能对西风急流的气候影响，以及与其它区域气候要素的遥相关机制有一个充分认识[4, 6-8]。 在天气、季节尺度上，东亚西风急流与热带对流活动、冷涌爆发和季风突变等现象有密切关系。东亚西风急流在冬至夏过程中的两次北跳与夏季风关系密切[9]。一些研究得出，200hPa东亚西风急流加强将导致冷涌发生，冷涌的强度与中纬度反气旋强度和东亚局地Hadley环流强度有关[10-11]。Lau and Boyle指出当东亚西风急流在冬季通过对冬季风强度的显著影响进而影响地表气候要素[12]。副热带西风急流位置的移动能引发定常波的相应变化[13]。 在年际尺度上，东亚中纬度西风急流强度和位置移动对中国季风降雨、亚洲-太平洋-美洲冬季气候异常、Hadley环流和ENSO现象存在显著影响。Song 等认为冬季中纬度高空西风急流对亚洲和太平洋地区是个重要的大气环流系统，起到联系亚洲和北美气候因子的重要作用。冬季东亚中纬度西风急流加强伴随着许多大尺度环流系统的加强，如西伯利亚高压、东亚大槽、阿留申低压和北美西北部高压脊，其影响可以通过一系列波列而传播。当西风急 收稿日期： ; 修订日期： 基金项目：教育部优秀青年教师资助计划EYTP－1964, 霍英东教育基金－81014 [Foundation: EYTP－1964, Huo Yingdong Education Foundation, No.81014] 作者简介：毛睿(1980-), 男, 博士生, 主要从事全球变化及气候系统诊断分析。E-mail: mr@ires.cn 流加强时，东亚冬季风加强，东亚可能盛行冷干性质的空气，冷空气活动频繁直接导致东亚地表温度降低和降水减少[4]。文献[14]根据东亚地区西风急流月平均位置的方差分布，选取各月南北两个活动中心对应的正规化的U200的差作为当月东亚副热带西风急流指数，正(负)急流指数异常代表东亚副热带西风急流异常偏南(北)。其研究发现夏季正的东亚西风急流指数对应着东亚副热带西风急流异常偏南，夏季长江中下游及江南、华南降水偏多，东亚夏季风强度偏弱；负的东亚西风急流指数对应着东亚副热带西风急流异常偏北，东亚夏季风强度偏强。Liang和Wang认为西风急流的南北位置移动可以影响雨带位置。6-8月(1-3月)急流振荡指数(JOI)与降水的正相关区域位于我国中南部(南部)，同时负相关区域主要位于我国南部(10月)和南海地区(11月)。除此之外，5-6月(1-2月)的急流振荡指数(JOI)对我国北方(南方)下一个月的降水变率有预测意义[6]。Lin and Lu指出当西风急流向赤道方向移动时，南亚高压