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我国东部区域夏季降水年代际、年际异常及其与太平洋SSTA关系分析

段明铿  王盘兴  林开平  
【摘要】:许多研究均指出我国东部华南、江淮、华北三个区域降水存在年代际变化,但对其年代际、年际变化缺少更为具体的特征分析和成因(如ENSO)研究。本文利用1951~2002年(共52年)中国160站月平均降水量对夏季(6~8月)华南、江淮、华北三个区域(各有15、17、17个代表站)降水的年代际、年际变化进行了分析。首先利用各区域代表站夏季降水量距平的区域平均值定义了降水异常指数I。不同于常用的R、Z指数,I指数未考虑区域内降水的异常分布及降水量的偏态分布等因素。计算表明,在不考虑上述因素的情况下,I、R、Z指数在表达区域降水的异常方面具有一致性;但I指数构造更为简洁,统计意义更为明晰。再利用周期分析方法把各区域I指数分解为年代际和年际分量I_s、I_f,并使用F检验方法进行显著性检验,结果表明,除华南区域I中存在显著的年代际变化外,三区域I中不存在其它显著分量。这在统计上说明,中国东部三区,特别是江淮、华北区夏季降水异常的结构是复杂的。同时各区域间I指数及其分量的相关分析表明,区域间相关均不显著,这表明,从长期角度看,三区夏季降水异常无显著联系,它们的夏季降水异常具有独立性,其分析和预测问题需分别加以研究。对各区域I_s分量的分析表明,东部三个区域夏季降水异常的年代际分量存在巨大差异,20世纪90年代以来三区均处于较为极端的状态,华南、江淮出现最强多雨期,华北出现最强少雨期。有研究表明,70年代后期是太平洋年代际振荡(PDO)的转折点;PDO通过影响亚洲夏季风进而造成华北夏季降水异常的年代际变化。I_s与PDO的关系表现在华南、华北进入了少雨期,但江淮I_s无特征性变化出现。在I方差构成中,I_f的贡献华南最小,江淮最大,华北居中,对形成旱涝有重要意义的I_f强极值,华南主要出现在90年代以后及50年代,江淮主要出现在80年代初以前,华北少强极值。基于动力学考虑,重点分析了EI Nino、LaNina事件与东部三区夏季降水异常的同时性关系。利用Nino3区6~8月SST的均值曲线及有关文献共同确定了不同强度的El Nino(La Nina)夏季,分析表明,在华南、江淮区域,对于不同强度的ENSO年,其年际降水偏多偏少的频数是基本相当的,该区域I_f与El Nino、La Nina事件不具备明显的同时性关系。但在华北区域,绝大多数的强El Nino年均对应于明显偏少的夏季降水,而历史上最强的四个干旱夏季(1997、1972、1968、1965年)中,有三个(1968年除外)处在强El Nino事件中,两者之间关系密切。

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