中國東部夏季降水分布的氣候預測分析

徐延欣

（肅南裕固族自治縣氣象局，甘肅 張掖 734400）

1 概述

我國幅員遼闊，地形復雜，夏季東部地區，降水分布很不均勻，年際變化大，對其影響的大氣環流也不盡相同。由此，以三類雨型的劃分[1-3]，集中反映了我國東部地區夏季降水的主要特點。

2 資料和方法

2.1 資料

選取NCEP/NCAR 再分析資料1948－2008年1-12月的500百帕月平均高度場資料；國家氣候中心整編6、7、8月降水量資料 （時間段：1951～2010年）；1947年1月－2010年2月NOAA延伸再建的海表面溫度資料。

2.2 方法

1）①降水距平百分率：

Ri某年夏季降水量

②總體均值的t統計量：

μ0為總體均值

n為樣本量

一、二、三類雨型的樣本數分別為20、17和18。通過0.01顯著性水平的t值分別為2.86，2.92，2.90，通過0.05顯著性水平的t值都為2.09，2.12，2.11。

2）①不同樣本之間的均值t統計量：

Ni為第i類樣本的樣本量

一、二、三類雨型的樣本數分別為20、17和18。任意兩類之間通過0.01顯著性水平的t值分別為2.73，通過0.05顯著性水平的t值都為2.01。

3 夏季降水距平百分率

3.1 夏季降水距平百分率合成

圖1為第一類雨型的合成分析，我國蒙古，為降水正距平區，偏澇。新疆北部，也為正距平區，其正變動更為顯著。而江淮地區則為負距平區，偏旱。推測這些年份夏季梅雨降水顯著減少。華南地區為也為正距平區，偏澇，這與副高北抬，與南部的臺風活動有很大關系。

圖2為第二類雨型的合成分析，山東南部至江蘇北部為正距平區。上述地區的降水較歷年平均值偏大，為偏澇年份。相對的，華南地區，為降水的負距平區，這些地區降水較歷年平均值偏小，為偏旱年份。華北地區也為偏旱，但偏旱程度并不顯著，接近氣候平均值。降水如此分布的原因，是副熱帶高壓控制我國華南地區，副高北部為降水大值區。

圖1 第一類雨型夏季降水距平百分率合成圖

圖2 第二類雨型夏季降水距平百分率合成圖

圖3 第三類雨型夏季降水距平百分率合成圖

圖3為第三類雨型的合成分析，我國長江流域、華南地區均為降水正距平區，這些年份降水較歷年平均值偏大，為偏澇年份。相對的，在我國華北地區，為降水負距平區，其中河北南部為降水負距平極大值區。此時海南島為偏旱地區，說明第三類雨型是夏季東亞大氣環流異常，尤其是西太平洋副高異常偏南的產物。

3.2 夏季降水t檢驗（陰影區通過0.05顯著性檢驗）

圖4 第一類雨型t檢驗分布

圖5 第二類雨型t檢驗分布

圖6 第三類雨型t檢驗分布

圖4～6分別為三類雨型t檢驗。由圖4～6，一、二、三類雨型的主要降水區，分別對應t檢驗的顯著性結果基本一致。說明夏季不同三類雨型降水區分布均通過了顯著性檢驗。

4 影響夏季降水的外部因子（海溫場）

圖7 第一類雨型前期12月北太平洋SSTA合成圖（單位：℃）

圖8 第二類雨型前期12月北太平洋SSTA合成圖（單位：℃）

圖9 第三類雨型前期12月北太平洋SSTA合成圖（單位：℃）

由圖7～9，赤道東太平洋海溫的偏高與偏低，影響西風漂流區和暖池海溫的偏高與偏低，影響厄爾尼諾現象或者拉尼娜現象的發生，進而影響我國東部地區夏季降水。當赤道東太平洋海溫偏高時（厄爾尼諾事件），夏季中國主要雨帶位置偏南，長江流域降水偏多，當赤道東太平洋海溫偏低時，夏季中國雨帶位置偏北，長江流域降水偏少；反之，赤道東太平洋海溫偏低時（拉尼娜事件），夏季中國主要雨帶位置偏北。

對夏季降水不同雨型前期冬季北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗（單位：℃，藍、紅陰影表示通過0.05和0.01顯著性水平t檢驗值)。

圖10 第一、二類雨型前期冬季北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗

圖11 第一、三類雨型前期12月北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗

圖12 第二、三類雨型前期12月北太平洋SST差值合成圖及其t檢驗

由圖10，一類雨型和二類雨型的合成差值，其海溫表明關鍵區為赤道東太平洋地區和阿留申群島地區，并且這兩個區域均通過了0.05顯著性水平的t檢驗，某些地區通過了0.01顯著性水平的t檢驗。其通過檢驗的地區范圍大，顯著性水平高，認為關鍵區域即是赤道東太平洋地區和阿留申群島地區。

由圖11，通過顯著性檢驗的地區只有東太平洋、西北太平洋、北大西洋的小部分區域，其氣象價值相對較小，認為在該合成差值分析中，并無大范圍的顯著關鍵區。

由圖12，赤道東太平洋地區通過了顯著性檢驗的地區范圍較少，而東北太平洋也就是北美西岸的海溫差值通過了0.05和0.01的顯著性檢驗，并且通過檢驗的范圍較大。認為該合成差值的關鍵區在東北太平洋。

5 前期冬季大氣遙相關

由圖13，在北太平洋南北方向上阿留申低壓和北太平洋高壓存在一個類似于蹺蹺板的振蕩結構。這一高度場異常與北太平洋濤動（NPO）相似。NPO是預測我國夏季降水重要環流因子，當冬季NPO偏強時，我國夏季主要多雨帶位于黃河流域及其以北地區（第一類雨型）。

圖13 第一類雨型前期冬季500hPa高度場距平合成圖

圖14 第二類雨型前期冬季500hPa高度場距平合成圖

圖15 第三類雨型前期冬季500hPa高度場距平合成圖

由圖14，結合南方濤動（SO）分析NPO對我國夏季降水的影響。當NPO強，SO弱時，我國夏季為北方型降水。當NPO弱，SO強時，我國夏季為中間型降水，即主要多雨帶位于黃河與長江之間，中心在淮河流域一帶（第二類雨型）。

由圖15，東北太平洋與美國東部的位勢高度之間存在反相關，這一分布類型類似于太平洋北美型（PNA）。但是，其通過顯著性檢驗的地區較少，只有東北太平洋與美國中部地區通過0.05顯著性水平的檢驗，并且沒有地區通過0.01顯著性水平的檢驗。說明前期冬季該型的距平分布特征，對于我國南方型的降水并無良好的預報能力。

6 結論

中國東部地區夏季降水占全年降水量的比例很大，與國民經濟和人民生活密切相關。

夏季東部地區，降水分布不均勻，年際變化大，對其影響的大氣環流也不盡相同。

當赤道東太平洋海溫偏高時（厄爾尼諾事件），夏季中國主要雨帶位置偏南，長江流域降水偏多，當赤道東太平洋海溫偏低時，夏季中國雨帶位置偏北，長江流域降水偏少；反之，赤道東太平洋海溫偏低時（拉尼娜事件），夏季中國主要雨帶位置偏北。

第一、二類雨型由合成差值，表明其海溫關鍵區是赤道東太平洋地區和阿留申群島地區。第二、三類雨型合成差值的關鍵區在東北太平洋。

當前期冬季北太平洋濤動（NPO）偏強時，我國夏季主要多雨帶位于黃河流域及其以北地區（第一類雨型）。

當前期冬季北太平洋濤動（NPO）弱，南方濤動（SO）強時，我國夏季為中間型降水，即主要多雨帶位于黃河與長江之間，中心在淮河流域一帶（第二類雨型）。

第三類雨型與前期大氣環流相關不明顯，但往往對應夏季東亞大氣環流異常，尤其是西太平洋副高異常偏南。