天氣氣候中太陽活動信號的敏感區域

王瑞麗肖子牛趙亮周立旻張慶云

（1 中國氣象局氣象干部培訓學院，北京 100081；2 成都信息工程學院，成都 610225；3 總參氣象水文空間天氣總站，北京 100081；4 華東師范大學地理信息科學教育部重點實驗室，上海 200062；5 中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室，北京 100029）

天氣氣候中太陽活動信號的敏感區域

王瑞麗1,2肖子牛1趙亮3周立旻4張慶云5

（1 中國氣象局氣象干部培訓學院，北京 100081；2 成都信息工程學院，成都 610225；3 總參氣象水文空間天氣總站，北京 100081；4 華東師范大學地理信息科學教育部重點實驗室，上海 200062；5 中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室，北京 100029）

太陽活動是地球氣候形成的重要驅動因子，與地球氣候變化有密切的聯系，但研究分析發現，地球氣候對太陽活動變化的響應具有較大的空間差異，地球上某些區域的天氣氣候對太陽活動更加敏感。主要介紹了對太陽活動變化特別敏感的三個響應區域，即極地—北大西洋區域、熱帶地區和季風區的天氣氣候變化與太陽活動變化的聯系。從不同的時間尺度上總結了太陽活動對極地—北大西洋區域的影響事實和可能機制，指出了太陽活動對云微物理過程/平流層—對流層耦合的調制在其中扮演重要角色，回顧了熱帶地區對流活動、海表溫度以及ENSO循環中明顯的太陽活動信號，歸納了亞洲季風系統活動的邊緣地區變率對太陽活動的響應。最后提出了未來關于天氣氣候中太陽活動信號的敏感區域研究中需要關注的一些科學問題。

太陽活動，天氣氣候，敏感區，北大西洋濤動（NAO），ENSO，亞洲季風

1 引言

太陽是一顆基本穩定的恒星，但同時，觀測事實[1-4]也表明它一直處于變化中，即存在“太陽活動”。太陽活動是太陽大氣層中一切活動現象的總稱，主要包括太陽黑子、光斑、譜斑、耀斑、日珥和日冕瞬變事件等。作為太陽系唯一的恒星，太陽是地球氣候系統主要的能量來源，太陽活動對地球天氣氣候變化的影響一直廣受關注[5-8]。長久以來，人們對太陽活動和地球氣候的關系開展了大量研究，揭示了太陽活動影響天氣氣候變化的大量事實[8-10]。與此同時，人們注意到太陽活動對地球氣候系統的影響在空間上是不均勻的，存在一些敏感區域[7,11]，這可能與氣候系統內部復雜的反饋過程有關[12]。

近年來，人們分析發現，地球氣候系統對太陽活動的響應在極地—北大西洋、熱帶以及季風活動區域相當明顯，這三個區域即我們關注的太陽活動響應敏感區。太陽活動信號與北大西洋濤動（North Atlantic Oscillation，NAO）和北極濤動（Arctic Oscillation，AO）有極為密切的聯系[11,13]。在極地和北大西洋北部，一方面，由于受到地磁極的影響，來自宇宙的高能帶電粒子會在這里發生復雜的物理及化學變化，最終通過復雜的云微物理過程調節云量而影響到北大西洋氣旋的活動；另一方面，這里是平流層—對流層耦合最活躍的地區，由太陽紫外輻射變化引起的平流層異常信號可通過平流層—對流層的動力耦合下傳到對流層，調節對流層AO、NAO的強度及變率，進而影響更廣泛區域的天氣氣候[13-15]，因此，極地—北大西洋區域可以看作是太陽影響地球天氣氣候的“敏感區域”之一。其次，熱帶地區的太陽活動信號主要體現在熱帶對流活動和海溫的變化中[16]，在熱帶平流層，由于高臭氧含量，其溫度和環流對太陽活動很敏感，太陽活動引起的平流層異常信號也可向下傳播影響到熱帶對流層環流、熱帶海洋熱容量、熱帶輻合帶的活動以及ENSO等系統，這使得熱帶太平洋成為太陽活動影響氣候的另一“敏感區域”。最后，最近的一些研究表明，季風活動區和氣候類型的邊緣地帶（尤其是降水異常和旱澇帶位置）包含有明顯的太陽活動信號，其年代際變化可能受到太陽活動周期的影響和調制[17-18]。確證這些特殊氣候敏感區對太陽活動的響應過程，并探索這種敏感響應的原因，不僅有助于理解氣候變化的原因，對氣候預測也具有重要的應用價值。在“敏感區域”內，太陽活動對區域氣候的影響可能通過大氣內部動力作用（如遙相關等）傳遞到全球。因此，“敏感區域”可能是太陽活動影響全球氣候的“中轉站”，研究太陽活動對這些區域的影響具有重要意義。

有關天氣氣候中太陽活動信號的敏感區域的研究由來已久，本文首先總結回顧了太陽活動對極地—北大西洋區域的影響，并從不同的時間尺度介紹了影響事實和可能機制（第2節），之后在第3、第4小節分別討論了熱帶地區、季風活動區對太陽活動的響應，最后在第五部分給出了全文的總結和討論。

2 極地—北大西洋區域天氣氣候中的太陽活動信號

2.1 極地—北大西洋地區中太陽信號的觀測事實

諸多研究[19-21]表明，太陽活動對極地—北大西洋地區具有不可忽視的影響，該區域不僅是天氣氣候對太陽活動響應的敏感區還是關鍵區，太陽活動的信號可能通過該區域傳遞到整個北半球。因此，為了更好地把握太陽活動對地球氣候的影響，有必要明確認識太陽活動在不同時間尺度上影響極地—北大西洋區域的事實。

最近的一些研究[22-25]發現，太陽活動可能在天氣尺度上直接對極區—北大西洋大氣低層的狀況和環流產生影響，分析到兩者之間直接關聯的證據可以說明這一點。黃靜等[26]對冬季太陽風短時降速與AO等北半球中高緯度環流指數的時序進行重疊分析，發現短時太陽風降速會導致向亞極光帶沉降的輻射帶高能電子通量顯著下降，同時，AO出現迅速的響應。該現象預示了太陽風與北半球中高緯大氣環流可能存在快速的聯系鏈。進一步分析關鍵天前后的地表氣壓差值場，發現在冬季，北半球極區是地面氣壓對太陽風速度變化響應的敏感區域。

在年際尺度上，對太陽風速度、太陽風電場、太陽輻射（含紫外線）的檢測表明[26-27]，太陽風速度變化與北半球冬季中高緯度環流有密切聯系，且與另兩者的聯系模式有明顯差異。我們的工作也表明，太陽風速度與對流層的聯系最為密切，超過信度檢驗的區域最大在極地和北大西洋上空，且隨著高度的增加高相關區域逐漸收縮，說明太陽風速度的影響可能是直接作用于對流層的。Lu等[28]指出在太陽極大期，12月—次年1月的太陽風動力氣壓（PswDJ）與中、后冬的北半球環狀模（Northern Hemisphere Annular Mode，NAM）有顯著的正相關，這種強相關從地面一直延伸到20hPa，這說明極渦增強，Brewer-Dobson（B-D）環流減弱，平流層—對流層耦合增強。而在太陽極小期，PswDJ與NAM呈負相關，且這種相關僅出現在春季平流層。此外，Boberg等[29]的研究也表明太陽風通過地磁活動影響地球環境、太陽風電場與NAO存在某種物理聯系。Bochní?ek等[30]則從不同的物理量（氣壓、溫度、盛行風分布）上都證實了太陽活動和地磁活動對冬季NAO的影響，其中地磁活動強（弱）年常常與NAO正（負）位相聯系在一起。Kodera[31]研究表明，在北半球冬季，NAO的空間結構受到太陽活動調制，在太陽活躍期，NAO具有半球特征，且這種特征從對流層一直延伸至平流層，這種空間結構與AO類似，而在太陽非活躍期，NAO信號被局限在對流層北大西洋（圖1）。Keckhut等[32]的研究部分驗證了該結論，但更傾向于認為NAO在太陽活動低年（非最小年）較弱。此外，Ogi等[33]認為，在太陽活動強年，冬季NAO與春、夏季氣候有相當好的相關關系，

冬季的NAO會影響到春季歐亞大陸的雪蓋以及巴倫支海的海冰，夏季NAO仍呈現出半球尺度的特征，而在太陽活動弱年，這種從冬至夏的聯系則很弱。即在年際尺度上，無論是在空間結構還是在時間持續性上，極地—北大西洋氣候對太陽活動的變化都相當敏感。

綜上所述，無論是在天氣尺度還是在年際尺度上，極地—北大西洋天氣氣候都會對太陽活動產生靈敏的響應，且靈敏程度在太陽活動強弱年并不是對稱的，這可能與其作用機制和作用過程有關。有關作用機制的研究是目前重要的研究熱點，下面我們將討論機制研究中的一些新進展。

圖1 1959—1997年間的太陽活躍期（a）和太陽非活躍期（b）12—3月平均NAO指數與海平面氣壓（SLP）相關圖。等值線間隔0.1，絕對值低于0.5的等值線省略，正（虛）線表示正（負）值[31]

2.2 太陽活動影響極地—北大西洋的可能機制

目前在太陽活動驅動氣候變化的機制中，空間天氣機制是唯一能在短時間尺度上引起氣象要素（如氣壓、降水等）變化的機制，該機制認為太陽活動通過影響空間天氣（主要影響空間環境中的各種粒子通量），通過對特定區域（如北大西洋區域）云微物理過程的影響，導致云層宏觀特征變化，引起全球輻射平衡變化，最后驅動氣候變化[28,34]。Tinsley等[35]對1953—1985年間太陽日冕物質拋射（Coronal Mass Ejection，CME）事件引起的“福布希下降（Forbush Decrease，FD）” 事件與同期北半球高緯度冬季氣旋的渦度進行了統計，研究表明, 在40°—60°N海洋上的冬季氣旋渦度變化與FD事件有很好的相關性，冬季氣旋渦度變化的強度與FD的強度成反比。近年來，有諸多研究關注[24-25]高能太陽質子事件（Solar Proton Event，SPE）在北大西洋地區的大氣響應。Veretenenko等[24-25]的研究表明，SPE事件期間的北大西洋冬季氣旋渦度對太陽能量粒子通量變化有顯著的響應，即隨能量粒子通量上升氣旋渦度明顯的增強。SPE事件加劇會引起平流層格陵蘭島南部東海岸等壓面的顯著下降，同時伴隨著北大西洋氣旋渦度的增長，從而影響氣旋的發展和再生，其物理機制可能涉及輻射強迫和云量變化。

直接用太陽輻射的微小變化來解釋太陽變率對極地—北大西洋年代際變化的影響存在很多困難，這迫使人們尋找一種合理的信號放大機制來解釋太陽活動是如何驅動氣候變化的，太陽紫外輻射—臭氧機制無疑是一種很好的途徑。首先，在一個黑子周期內，太陽紫外輻射有較大變化，因此臭氧濃度也隨之變化[36]，通過正反饋作用，這種太陽活動引起的輻射—光化學過程會被進一步放大，并在平流層溫度場和環流場上產生顯著的太陽活動信號，尤其是在熱帶平流層的上部和下部[37]。其次，平流層—對流層存在活躍的動力耦合：無論是觀測和模式，均表明通過行星波活動引發動量傳輸，位于平流層中上層的異常信號可向極和向下傳播[38-41]，從而作用于對流層極地—北大西洋區域。這兩個事實把太陽—平流層關系和平流層對流層耦合過程串聯起來，能合理解釋極地—北大西洋對太陽活動的敏感響應。正如前文所述，在太陽活動強年NAO較活躍，這體現了更強烈的北半球平流層—對流層耦合。對于太陽活動強年平流層—對流層耦合更加活躍的原因，以Kodera為代表的一批國外學者展開了系統地研究，認為行星波活動和傳播的異常起到了重要作用[38,42-43]。認識平流層環流季節演變特征是理解這一問題的基礎：在平流層的冷季，大氣環流存在輻射控制和動力控制兩個階段，冬季早期平流層環流呈輻射控制特征，由于太陽輻射不

均勻引起的經向溫度梯度較大，在副熱帶平流層頂產生一支急流；隨著季節的推移，隆冬和后冬階段太陽輻射加熱作用減弱，此時平流層西風急流的強弱變化主要由對流層上傳的行星波強度調節，稱為動力控制階段[36]。太陽活動強年強的平流層—對流層耦合與輻射控制階段的顯著延長有關，季節演變的推遲使得冬季副熱帶平流層頂西風增強，嚴重阻礙了來自對流層中高緯行星波的垂直傳播。眾所周知，冬季來自對流層向上傳播的行星波具有兩支波導，分別具有明顯的水平分量和垂直分量[44]，當垂直傳播受到阻礙時，在西風急流對波的折射作用下，行星波水平傳播活躍，由此產生的強烈的Eliassen-Palm（E-P）通量散度對緯向平均緯向風產生顯著影響，熱帶外緯向風異常呈經向偶極子分布，而且這種偶極子分布從平流層一直延伸到對流層，最終導致了NAO發展成為半球尺度結構且更加活躍（圖2）。綜上，太陽活動通過影響平流層大氣的熱力和動力結構，進而調節準定常行星波的傳播路徑，使得平流層—對流層耦合發生劇烈變化，最終對極地—北大西洋區域氣候產生顯著影響。

3 熱帶地區的太陽活動信號

太陽活動信號在熱帶地區主要體現在熱帶對流活動和海溫變化中，尤其表現在對ENSO事件的調制和影響上。

諸多研究[45-47]表明，太陽活動與熱帶對流活動的強弱變化有密切聯系。統計分析表明，當宇宙線出現FD時，全球雷電活動也相應的下降約20%～30%。進一步的分析發現，雷電活動對宇宙線FD事件的響應沒有明顯的延遲，其響應過程在1天左右即可發生，并可持續3天，說明這個響應很可能是太陽活動的直接作用。對不同緯度帶FD現象的統計分析發現，該現象在熱帶地區最為明顯。此外，最近我們在分析熱帶大氣活動的一些系統時，發現其中存在對太陽活動明顯的響應信號，在6—8月夏季太陽黑子峰年和谷年的西太平洋熱帶區域射出長波輻射（Outgoing Long-wave Radiation，OLR）合成場存在明顯的差異。在太陽黑子峰年該區域的OLR為負異常，說明對流活動較強，而在太陽黑子谷年該區域為正異常，說明該區域對流活動較弱。

圖2 10，11，12，1月太陽活動強弱年北半球E-P通量（箭頭）和緯向平均緯向風（等值線間隔2m·s－1）合成差值。 零等值線省略，大于（小于）零的等值線為實（虛）線，陰影區為負值[38]

熱帶海洋中也存在明顯的太陽活動信號。近期，我們在西太平洋暖池區域、赤道東太平洋區域海洋700m深熱容量的時間演變上均發現了較為明顯的11年和準20年周期，說明這些區域的熱容量演變中含有明確的太陽周活動信號。在太陽活動與海溫的關系上，不同的研究得到不同甚至相反的觀點。從觀測分析的角度，van Loon等[48]發現在太陽活動峰值年，熱帶太平洋海溫呈拉尼娜（La Ni?a）型分布（圖3）。進一步，ENSO信號可以通過大氣遙相關傳播到副熱帶。Meehl等[9]發現在太陽活動峰值年的冬季，北太

平洋上空存在異常反氣旋，阿留申低壓減弱，這顯然和La Ni?a現象激發的太平洋—北美型（Pacific-North American Pattern，PNA）遙相關是密切相關的。然而White等[49]通過數值模擬卻得到了恰恰相反的結論，他們發現太陽活動峰值年常與ENSO暖位相匹配，濾波后的海溫證實了這一結果。此外，他們還提出非線性位相鎖定能夠解釋赤道東太平洋海表溫度（SST）變率的重要部分。那究竟是什么原因造成這兩種完全不同的結果呢？事實上，van Loon等[48]僅僅選取了太陽活動的峰值年進行了合成，樣本長度有限，若對比更多的太陽活動偏強和偏弱年份，可發現太陽活動偏強時赤道中東太平洋存在弱的厄爾尼諾（El Ni?o）現象。這可能是因為在太陽活動峰值年附近若有La Ni?a事件發生，緊隨其后往往就有El Ni?o發生，平均起來，海溫更接近ENSO暖位相。有趣的是，盡管Roy等[50]得到了與van Loon等[48]相反的海溫型，但他們依然發現北太平洋存在異常高壓，說明這個系統很可能是獨立于ENSO和PNA而存在的，因此他們認為這個高壓系統可能和平流層—對流層的耦合作用有關，在太陽活動峰值年，由于Hadley環流向北擴展，太平洋上空的副熱帶高壓位置更偏北，造成北太平洋的氣壓偏高；同時副高位置的偏北，也導致信風減弱，從而觸發El Ni?o。

從物理機制上講，太陽活動影響ENSO至少有兩種方式：一種是通過平流層—對流層耦合作用，另一種是通過云—輻射機制。對于平流層—對流層耦合作用，Haigh[51]通過數值模擬發現，增強的太陽活動可以引起平流層變暖，從而引起平流層風場和對流層Hadley環流下沉支向高緯移動，導致ENSO系統發生變化。對于云—輻射機制，Farrar[52]發現太平洋中部的云量與NINO3指數有高相關關系。Marsh等[53]根據國際衛星云氣候學計劃（International Satellite Cloud Climatology Project，ISCCP）數據，得出低云量受太陽活動調制的結論，盡管該結論受到爭議，但它提供了太陽活動影響ENSO的一種可能途徑。此外，Ruzmaikin[54]認為，ENSO可能并不只是單一地響應外部強迫，而且還通過隨機共振機制激發大氣異常狀態（如PNA），從而放大太陽強迫對天氣氣候的影響。

綜上所述，熱帶也是天氣氣候對太陽活動響應的一個重要的敏感區，熱帶對流活動、海溫（ENSO事件）對太陽活動的變化有明顯的響應，這種響應的機制現在雖然還不完全清楚，但可能與太陽活動對平流層—對流層耦合、云過程的影響有關。

圖3 （a）1880—1990年太陽活動峰值年冬季平均海表溫度異常合成（單位：℃），絕對值大于0.5的區域通過置信水平為95%的信度檢驗。（b）同圖（a），但是為針對沒包含在其中的太陽活動峰值年：1860，1870，2000年[48]

4 季風活動區的太陽活動信號

自1801年英國科學家Herschel[55]首先發現太陽黑子與降水的關系間接控制著倫敦小麥的價格后，200多年來，許多科學家不斷努力探索季風氣候與太陽變率的關系。近年來，一些研究表明，太陽強迫效應在某些特定條件下顯示出很強的信號[56-61]，特別是在一些季風活動區其信號特征更為明顯。例如，北美的干旱周期[56,62-64]，非洲[56,65-67]、大洋洲和南美洲[68-69]的降水，印度和阿拉伯半島的季風[70-74]，都展現出了與太陽活動變化的一致性或相關性，在年代際尺度上尤為明顯。而且，還發現相鄰的區域可能出現相反的響應特征或者沒有響應[17,59,69]，這暗示太陽活動對季風的年代際調制作用存在明顯的區域差異。

氣候帶邊界受太陽活動調制是季風敏感響應區域形成的重要原因。太陽作為整個地球的能量源，為什么地球氣候對它的響應存在區域性差異？最近一些相互獨立的研究都發現，對流層內氣候系統對外部強迫

的動力響應往往在其邊緣處可以被檢測到：一些重要的氣候系統或大氣環流邊界在太陽活動高年，傾向于向極地偏移或擴展，比如，印度季風[73,75]、Hadley環流、費雷爾（Ferrel）環流和副熱帶急流[76-79]；在太陽活動低年，傾向于向赤道偏移，例如，北大西洋風暴路徑[80]。這些研究指出，太陽活躍期，Hadley環流擴大，導致副熱帶干旱區向北擴展，使得某些地區脫離原先的季風區，降水量反而偏少，而某些陸面地區由于季風的加強而降水偏多[66,78]。對東亞季風區的分析發現，氣候的響應有顯著的區域性特征。太陽黑子數極大（極?。┠甑臇|亞地區的動力、熱力場分布有顯著不同，如東亞東部高緯氣溫出現負（正）異常，東亞東部中緯降水呈現負（正）異常，而東亞東部低緯對流場呈現負（正）異常等。這啟發我們，局地氣候系統邊界可能是研究氣候與太陽活動關系的一個重要切入點，將局地氣候系統邊緣區和中心區區分開，分別加以研究，并進行對比，可能會得到比較好的效果。

作為東亞季風區域的一部分，中國大陸可分為季風區、西風區以及它們的交界區[81]，這一交界區（東亞夏季風北界區域）是氣候敏感帶[82]，許多旱澇異常、氣候災害事件都發生在這一區域[81,83]。最近，趙亮等[84]、Zhao等[17]發現這一區域確實對太陽活動11年周期的響應相當敏感，這里的太陽信號相對于季風區內部和西風控制區顯著偏強。Wang等[18]進一步揭示了這里成為太陽活動響應敏感區域的原因，圖4分別給出了低層700hPa水平環流和垂直環流在太陽活動的強年和弱年的差值，東亞夏季風前沿（北邊緣，30°N以北地區）位置存在較大差異。太陽黑子數高年6月東亞夏季風能夠更強地影響到更北的地區，北至淮河流域大部分地區的降水中都可以發現顯著的太陽周期變化信號。此外，東亞夏季風北界存在明顯的年代際變化，這種年代際變化主要受太陽活動調制，在太陽活動強年，季風北界偏北，季風影響范圍大，使交界區受季風控制，降水偏多，易發生洪澇、泥石流等災害；而在太陽活動相對較弱年，季風北界偏南，季風影響不到這里，該區域受西風帶控制，降水偏少，易發生干旱。除了夏季風，東亞冬季風也受到太陽活動的調制[27]，Chen等[85]發現太陽活動可以調節AO與東亞氣溫之間相關的強弱：太陽活動強年，AO正位相下亞洲北部增暖明顯，東亞為顯著反氣旋控制，東亞大槽顯著減弱，而在太陽活動偏弱年，AO和東亞氣候的關聯則不那么顯著。而在季風中心區（西風主控區），無論太陽高年還是低年，都受（不受）季風影響，所以這里的太陽信號比交界區弱也就可以理解了。這暗示東亞季風系統可能在太陽活動影響氣候要素年代際變化過程中起到重要的修改（放大或縮小）信號的作用。

5 結論與討論

圖4 1901—2006年6月太陽活動的強年和弱年的（a）700hPa大氣水平風（單位：1.2m·s－1）和（b）沿著經度110°E的剖面上的經向風（單位：1.2m·s－1）與垂直風壓（單位：-0.02Pa/s，向上為正）的合成差值場。圖中的粗實/長虛線分別為太陽活動強/弱年平均南風速度為0m·s－1輪廓，代表東亞夏季風的邊緣。較暗和較亮陰影部分分別表示經向風差值通過置信水平為95%和80%的信度檢驗[18]

地球氣候系統對太陽活動的響應是當前大氣科學領域中的一個熱點和前沿問題，本文主要介紹了其中對太陽活動響應的幾個敏感區域及其可能機制。首先，討論了太陽活動在不同時間尺度上對極地—西太平洋區域的影響，在天氣尺度上，太陽活動通過影響空間天氣對該區域云微物理過程的調制，引起北半球中高緯大氣環流的快速響應；在年際尺度上，太陽活動通過影響平流層的季節進程，改變行星波

的傳播，使平流層—對流層耦合在太陽活動強年更強，NAO/AO活躍，極地—北大西洋區域受太陽活動影響更強。其次，熱帶地區是天氣氣候對太陽活動響應的另外一個重要的敏感區，熱帶對流活動、海溫（ENSO）對太陽活動的變化都有明顯的響應，這可能也與太陽活動調節云微物理過程有關。此外，還提出季風系統邊界可能是研究氣候與太陽活動關系的一個重要切入點，總結了太陽對季風活動區的影響，尤其關注東亞季風區，認為東亞夏季風北界區域是氣候敏感帶，其年代際變化主要受太陽活動調制，在太陽高（低）年，季風北界偏北（南）；而在季風中心區（西風主控區），無論太陽高年還是低年，都受（不受）季風影響。

從上述對太陽活動響應的三個敏感區的研究工作總結中可以發現，三個敏感區的大氣環流和氣候系統中都存在不同時間尺度的太陽活動信號，但是其作用的機理還有待于進一步的揭示和驗證。現有的研究主要以觀測分析為主，這些工作還不能有效地揭示太陽活動對敏感區影響的物理機制，數值模擬可以幫助澄清這些問題。更重要的是，這些敏感區對太陽活動響應的結果如何在氣候系統的非線性相互作用中產生影響，進而直接或間接地對全球氣候產生影響？敏感區這些強烈的太陽活動信號，會隨著時間耗散掉，還是會觸發全球的氣候振蕩和變化？這都是急需深入研究的問題。

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The Regions with Sensitive Signals of Solar Activities in Weather and Climate

Wang Ruili1,2, Xiao Ziniu1, Zhao Liang3, Zhou Limin4, Zhang Qingyun5
(1 China Meteorological Administration (CMA) Training Centre, Beijing 100081 2 Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225 3 Meteorological, Hydrological and Space Weather Observatory of General Staf f, Beijing 100081 4 Key Laboratory of Geographic Information Science, Education Ministry, East China Normal University, Shanghai 200062 5 State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029)

Solar activity is an important factor driving the formation of the Earth’s climate, and is closely linked with global climate change. Studies found that the response of the Earth’s climate change to solar activities is inhomogeneous in space. Weather and climate of certain regions on Earth are found more sensitive to solar activities. In this paper, we concentrate on sensitive responses to solar activity in the Arctic-North Atlantic, tropical and monsoon regions. The fact that solar activities have a great inf l uence on polar-North Atlantic regions on different time scales is presented, and we believe that cloud microphysical processes and the stratosphere-troposphere coupling play an important role in modulating relationships as aforementioned. Then we reviewed signif i cant solar signals in convection, sea surface temperature and the ENSO cycle in the tropics.The responses of monsoon regions, especially the Asian monsoon, to solar activities are summed up, the response being particularly active in the marginal areas of monsoon. Finally, scientif i c issues which need to be focused on are put forward for future investigation on the regions with sensitive signals of solar activities in weather and climate.

solar activity, weather and climate, sensitive regions, NAO, ENSO, Asian monsoon

10.3969/j.issn.2095-1973.2014.04.004

2013年12月14日；

2014年4月10日

王瑞麗（1989—），Email: WangRL_06@163.com

肖子牛（1965—），Email: xiaozn@cma.gov.cn

資助信息：國家重大科學研究計劃項目（2012CB957804）