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可能成因:中国夏季气候变化

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:说明欧亚大陆春季积雪与中国的年代际气候变化是有关的。进一步分析西北太平洋夏季海面温度与中国夏季气候年代际变化之间的联系,可得到两者之间具有显著的相关性。利用西北太平洋夏季海面温度EOF1的时间系数与我国夏季降水计算相关,可得到在长江以南地区具有显著的正相关关系。实际上,西北太平洋夏季海面温度的升高减弱了海陆之间的温度差异,可以造成东亚夏季风减弱,使中国夏季雨带偏南。

可能成因:中国夏季气候变化

夏季欧亚大陆与北太平洋上空对流层中上层(200~500hPa)扰动温度之间的差值具有明显的年代际变化(Zhao等,2007)。在1970年代中后期以前,欧亚大陆对流层中上层温度高于北太平洋上空对流层中上层温度,在此之后低于北太平洋上空对流层中上层温度。欧亚大陆与北太平洋上空大气温度差异的这种年代际变化可以导致东亚夏季风的年代际变化,引起在1970年代中后期东亚夏季风发生年代际转型,表现为1970年代中后期以后中国夏季雨带偏南,降水在我国长江流域增多。

利用奇异值分解方法(SVD)分析欧亚大陆春季积雪与中国夏季降水之间的相关关系(Wu等,2008b),SVD的第一模态表现出春季欧亚大陆积雪下降对应着华南降水的增加和北方降水减少。从SVD的第一模态的时间序列来看,无论是积雪还是降水,都可以看到在1980年代末发生了显著的变化。在1980年代末,欧亚大陆春季积雪由偏多变为偏少,中国东部夏季降水表现出长江以南降水增加,这种特征跟夏季风的指数在1980年代末发生的年代际转变情况相吻合。说明欧亚大陆春季积雪与中国的年代际气候变化是有关的。利用长江以南的40个气象站的平均降水与春季欧亚大陆积雪直接计算相关,其相关系数的分布与SVD第一模态春季欧亚大陆积雪的分布具有非常好的一致性。为了说明春季欧亚大陆积雪影响中国夏季降水的物理过程,利用SVD的第一模态春季欧亚大陆积雪时间系数或长江以南40个站点夏季降水的平均值,分别求出春季和夏季500hPa位势高度的线性回归场,可得出春季欧亚大陆积雪可以在高纬大气中激发出遥相关波列,我国南方夏季降水与来自高纬度的遥相关波列有密切的关系,并且这种遥相关波列可以从春季一直延续到夏季,说明了欧亚大陆春季积雪的年代际变化能够影响中国东部夏季气候的年代际变化。

利用春季北极海冰密集度与我国513个台站夏季平均降水进行SVD分析(Wu等,2008c),其第一模态也表现出春季北极海冰的变化与我国东部的夏季降水变化显著相关,SVD第一模态北极海冰密集度的时间系数与夏季我国降水的时间系数的相关为0.83。长江以南地区降水与北冰洋的海冰海冰密集度之间呈现出负相关,即海冰减少,华南降水增加。从北极海冰密集度的时间系数来看,在1970年代中后期和1980年代末出现了两次明显的年代际转型。1970年代中后期出现了海冰密集度由小到大的年代际转型,对应着我国长江以南地区降水减少;1980年代末出现海冰密集度由大到小的年代际转型,对应着我国长江以南地区降水增加。这跟中国东部夏季降水的年代际变化形势相吻合。北极海冰的年代际变化通过引起北极上空大气环流产生相应的年代际变化,进而影响到中国夏季降水的年代际变化(武炳义等,2008)。(www.xing528.com)

对西北太平洋夏季海面温度进行经验正交函数(EOF)分解,第一主分量(EOF1)表现出全区一致型的海面温度分布(武炳义和张人禾,2007)。从时间系数的演变可知,在1980年代末有明显的年代际转变,即在1980年代末以前海面温度为负距平,其后表现出明显的正距平。若将夏季西北太平洋海面温度的变化分为两个时段,一个为1968~1987年,一个为1988~2002年,从两个时段的夏季西北太平洋平均海面温度来看,前一个时段温度较低,后一个时段温度变高。进一步分析西北太平洋夏季海面温度与中国夏季气候年代际变化之间的联系,可得到两者之间具有显著的相关性。利用西北太平洋夏季海面温度EOF1的时间系数与我国夏季降水计算相关,可得到在长江以南地区具有显著的正相关关系。从长江以南的51个站夏季平均降水的时间变化可看出,与EOF1的时间序列具有很好的一致性,说明西北太平洋夏季海面温度在1980年代末的升高与中国气候在1980年代末的年代际转型有非常密切的联系。实际上,西北太平洋夏季海面温度的升高减弱了海陆之间的温度差异,可以造成东亚夏季风减弱,使中国夏季雨带偏南。

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