南海季風(fēng)近40年的演變

于航 蘭惠婷 滿(mǎn)意

摘 要：利用NCEP1961—2000年40a月平均12層再分析的格點(diǎn)氣象資料，對(duì)南海強(qiáng)夏季風(fēng)年和弱夏季風(fēng)年進(jìn)行合成分析。通過(guò)小波分析法以及MK檢驗(yàn)等方法分析40a來(lái)南海地區(qū)季風(fēng)指數(shù)變化的特征。結(jié)果表明：1961、1967、1968、1978、1985、1986、1990、1994年為偏強(qiáng)季風(fēng)年；1979、1983、1987、1988、1993、1995、1997、1998年為偏弱季風(fēng)年；其他年份為正常季風(fēng)年。

關(guān)鍵詞：南海季風(fēng)；強(qiáng)弱季風(fēng)年；演變

中圖分類(lèi)號(hào)：P425.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180432210

1 南海季風(fēng)指數(shù)

季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)是衡量各年季風(fēng)爆發(fā)后季風(fēng)強(qiáng)度的一個(gè)重要的指數(shù)。對(duì)于南海季風(fēng)來(lái)說(shuō)，到目前為止，還沒(méi)有一個(gè)明確的方法來(lái)確認(rèn)它的強(qiáng)度變化。本文利用NCEP1961—2000年40a月平均12層再分析的格點(diǎn)氣象資料，對(duì)南海強(qiáng)夏季風(fēng)年和弱夏季風(fēng)年進(jìn)行合成分析。

本文將直接采用0N～10N，100N～130E區(qū)域平均緯向850hPa與200hPa的切變風(fēng)定義了一個(gè)大尺度南海季風(fēng)指數(shù)，夏季風(fēng)指數(shù)年際距平大于（小于）零表示這一年夏季風(fēng)強(qiáng)（弱）。

2 南海季風(fēng)強(qiáng)度多年變化

圖1給出了各年季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)距平變化，由圖可見(jiàn)各年指數(shù)的年際變化明顯，但變化范圍不大。用南海區(qū)域平均緯向850hPa與200hPa切變風(fēng)定義的南海季風(fēng)指數(shù)，夏季風(fēng)指數(shù)年際距平大于（小于）零表示這一年夏季風(fēng)強(qiáng)（弱）。這種方法定義的季風(fēng)指數(shù)能夠很好的反映南海夏季風(fēng)的爆發(fā)的強(qiáng)弱，除1968、1980、1983年以外，其他年份與其他作者所得的結(jié)論基本沒(méi)有差異，均較好地反映了歷年季風(fēng)爆發(fā)后的強(qiáng)度變化。所以用不同高度的風(fēng)切變定義季風(fēng)指數(shù)不僅客觀，而且穩(wěn)定，效果也較好。

首先分析圖中季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)，對(duì)于年際時(shí)間尺度，若以5—9月季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)峰值大于2定義為強(qiáng)季風(fēng)年，那么從圖中可以得1961、1967、1968、1978、1985、1986、1990、1994年為偏強(qiáng)季風(fēng)年；1979、1983、1987、1988、1993、1995、1997、1998年為偏弱季風(fēng)年；其他年份為正常季風(fēng)年。

3 多年季風(fēng)指數(shù)小波分析

由圖1可以看出，在本文的研究中，南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)在1961—2000年的40個(gè)年份期間，有著明顯的年際變化，并且存在著一定的周期性，周期為16a。為了證實(shí)這樣的觀點(diǎn)的正確性，采用小波分析方法對(duì)南海季風(fēng)指數(shù)距平序列進(jìn)行小波分析，圖2（略）為其不同時(shí)間尺度的小波變換分析結(jié)果，圖中的橫坐標(biāo)表示年份，縱坐標(biāo)表示時(shí)間尺度，等值線表示小波系數(shù)。

從圖2（略）中可以看到，南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)存在著一個(gè)16a左右的震蕩周期。在40a的時(shí)間上，分2個(gè)不同階段有顯著的年際變化，在1961—1978年季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)處于偏小階段，1980—2000年季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)處于一個(gè)偏大的階段，并且2000年的時(shí)候等值線還沒(méi)有閉合，證明未來(lái)還是處于偏大階段。在2a的時(shí)間尺度內(nèi)，南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)處于一個(gè)增大-減小-增大-減小-增大-減小-增大-減小-增大-減小-增大的變化趨勢(shì)，但是沒(méi)有周期性可以尋找，所以不可以采用。

通過(guò)小波變換系數(shù)在不同的尺度因子上的方差所提供的相對(duì)極大值，可以準(zhǔn)確地推斷出在該時(shí)間尺度內(nèi)信號(hào)變化的顯著尺度。南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)小波方差如圖2b所示。可以看到，南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)的小波系數(shù)方差有1個(gè)極大值。大概位置是16a，這個(gè)時(shí)間尺度的方差是南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)變化的顯著時(shí)間尺度。

4 多年季風(fēng)指數(shù)MK值檢驗(yàn)

對(duì)于南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)年際變化的考察，用到MK值檢驗(yàn)。對(duì)南海1961—2000年的季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)距平時(shí)間序列進(jìn)行Mann-Kendall檢驗(yàn)，圖3（略）為年際變化的M-K非參數(shù)檢驗(yàn)圖。

可以看出，南海地區(qū)在1967—1969年處于季風(fēng)指數(shù)的增加期，其UF值都大于0。1961—1967年和1969—2000年的UF值都小于零，表明這40a來(lái)，南海地區(qū)季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)距平一直處于減少期，特別是1991—2000年，UF值已經(jīng)超出信度線，季風(fēng)強(qiáng)度減小趨勢(shì)更加顯著；2條統(tǒng)計(jì)曲線在1972年有唯一的交點(diǎn)，且交點(diǎn)處于2條信度線內(nèi)，說(shuō)明1972年為南海季風(fēng)突變年份，即從1972年開(kāi)始，南海季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)距平開(kāi)始突然下降，1991—2000年尤為明顯。