2020年夏季重慶降水異常偏多成因分析*

唐紅玉 吳 遙 董新寧 何慧根 魏麟驍 張 馳重慶市氣候中心，重慶 401147

提 要： 2020年夏季，重慶降水量為1961年以來同期第三多，6—7月為同期最多，極為異常。利用1961—2020年夏季重慶34個氣象臺站逐日降水和NCEP/NCAR逐日高度場、風場、相對濕度場等再分析資料及NOAA逐月海溫場資料，采用相關、合成等現代統計診斷方法，分析了2020年重慶地區夏季降水出現異常偏多的主要原因。結果表明：2020年夏季，尤其是夏季6—7月，歐亞地區大氣環流高低緯度呈“+-+”環流型分布，環流的經向度明顯，出現重慶夏季典型多雨的第一型環流配置，從而造成夏季降水的異常偏多。外強迫信號分析表明：2019年秋冬季至2020春季ENSO暖事件使重慶夏季降水偏多的確定性概率增加，同時2019年秋季赤道印度洋偶極子正異常助推了2020年重慶夏季降水的異常偏多，兩事件同時發生時其作用相互疊加，造成了重慶夏季降水的極端異常偏多。影響重慶夏季降水異常的主要外強迫信號包括ENSO和印度洋偶極子，提前監測和關注它們對重慶夏季降水預測意義重大。

引 言

我國位于亞歐大陸東部和太平洋的西岸，因獨特的地理位置和地形影響，季風氣候特點明顯，大部地區降水主要集中在夏季，降水的季節變化和年際變化大，所以夏季也極易發生旱澇災害(鄭國光，2019)。如1954年和1998年，包括重慶在內的長江流域曾發生嚴重洪澇災害(鞠笑生，1993；陶詩言等，1998)，給經濟社會造成嚴重影響(李維京，1999)。近年來，洪水、干旱等極端天氣氣候事件出現概率和強度增加(翟盤茂等，2016)，氣候異常造成的影響變得更加明顯。對異常氣候事件尤其是針對我國夏季降水異常的診斷和預測工作顯得極為重要。由于我國地形復雜，降水的地域性和季節性特征明顯(丁一匯等，2006；任國玉等，2010)，一些造成區域性嚴重洪澇等災害的異常氣候，給當地國民經濟帶來了巨大的損失和破壞，同時也增加了政府等決策部門對氣候預測服務水平要求，為此更需要對氣候異常成因進行不斷和深入的了解和再認識。

針對夏季氣候異常和頻繁發生的極端氣候事件，Ren et al(2004)、Lin et al(2004)、鮑名和黃榮輝(2006)和楊涵洧等(2021)進行了大量研究工作。陳麗娟等(2016)、袁媛等(2017)、鄭志海和王永光(2018)、高榮等(2018)、顧薇和陳麗娟(2019)、袁媛等(2017)、趙俊虎等(2021；2022)針對我國夏季氣候的異常做過分析，認為熱帶太平洋和印度洋海溫變化對東亞夏季風環流的影響,是造成我國夏季降水異常的主要原因。楊瑋等(2017)研究認為，強降水的發生區域取決于梅雨鋒位置的差異。胡泊等(2018)通過季節降水異常事件的研究，認為對初夏、盛夏和夏季降水有影響的主要環流系統均有明顯的不同。封國林等(2012)的研究認為，長江中下游地區發生旱澇急轉時，大氣環流會出現顯著異常，同時赤道中東太平洋及印度洋也會有異常海溫出現，如2011年春末初夏。孫小婷等(2017)和布和朝魯等(2022)的研究表明：我國的春夏季節轉換期間和夏季西南地區發生旱澇急轉時，最主要的大氣環流影響系統是西太平洋副熱帶高壓(簡稱西太副高)和中高緯度西風帶環流。在華南地區，降水的季節振蕩特征明顯，且海溫和環流對降水的影響在不同年代并不相同(李春暉等，2017)。可見在不同區域或季節及不同年代，降水具有明顯的差異性(唐紅玉等，2019)。雖然近年來我國許多學者開展了對于夏季降水的客觀預測技術方法研發(蔣薇等，2021；王會軍等，2020；龐軼舒等，2021)，但從揭示和了解本地氣候異常成因和提高區域氣候預測能力為出發點，非常有必要對區域降水異常的特征及影響系統、前兆信號等進行復盤分析和研究。

處在青藏高原與長江中下游平原過渡性地帶的重慶，境內地形起伏明顯。特殊的地理位置使得該地區氣象災害相比于長江中下游的平原地區更加復雜多樣。近年來，重慶地區災害性氣候異常事件頻繁出現，氣象紀錄不斷被刷新，經濟社會可持續發展面臨嚴峻挑戰。2020年夏季6—7月出現1961年以來歷史同期最多降水，共出現11場區域暴雨影響全域34個區縣，洪澇災害較重。對重慶夏季降水異常的診斷，曾有一些學者在降水的年際或年代際變化方面(劉德等，2003)和夏季旱澇變化的成因方面(李永華等，2011；周浩等，2010；程炳巖，2012；張天宇等，2014；唐紅玉等，2014)開展過研究，認為中高緯阻塞高壓、東亞夏季風、高原積雪、熱帶太平洋海溫等是影響重慶夏季旱澇的重要影響因子，且認為前期熱帶印度洋和太平洋海溫、高原積雪、東亞夏季風等的變化最終是通過大氣環流，尤其是通過影響夏季西太副高的位置和強度，從而影響重慶夏季降水的多寡。但影響氣候異常的因素每年有其獨特性，仍需持續不斷地開展大量細致分析和研究工作。本文擬對重慶地區2020年夏季降水異常的原因進行分析，以期深入認識造成重慶地區異常氣候的物理原因，為氣候服務工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 資 料

觀測資料取自重慶市氣象局信息中心提供的重慶所有國家級氣象臺站(共34個)逐日數據集，分析時段為夏季6—8月和6—7月，氣候值為1981—2010年的標準值。大氣再分析資料包括NCEP提供的水平分辨率為2.5°×2.5°逐日位勢高度場、風場、水汽場等再分析資料，時段為1961年1月1日至2020年12月31日。本文分析中所用的熱帶印度洋偶極子指數(TIOD)取自國家氣候中心業務下發的環流特征量數據集，該指數先取的海洋區域和計算方法為：熱帶西印度洋(10°S～10°N、50°～70°E)的海溫距平與熱帶東印度洋(10°S～0°、90°～100°E)的海溫距平之差。文中采用的副高特征量指數為劉蕓蕓等(2012)的定義計算而得，即強度指數取10°N以北，110°～180°E范圍內500 hPa層588 dagpm特征等值線圍成的面積與范圍內所有格點高度值減去588 dagpm差值的總和；面積指數為該區域內588 dagpm 的格點圍成的面積總和；脊線指數為在10°N以北，110°～150°E范圍內，588 dagpm等值線所包圍的副熱帶高壓體內緯向u=0的特征線所在緯度位置的平均值；西伸脊點為90°～180°E范圍內，588 dagpm最西格點所在的經度。

1.2 方 法

本文采用相關、合成等常用氣候統計診斷分析方法(魏鳳英，2007)以及多變量經驗正交函數分解(MV-EOF)方法(施能，2002)。因2020年前期赤道中東太平洋發生了ENSO暖事件，為綜合分析ENSO 暖事件與氣候變率(即氣候變化趨勢)對重慶夏季降水的共同影響，采用最優氣候均態(optimal climate normal,OCN)方法(Huang et al,1996;Livezey et al,2007)計算分析了重慶夏季降水的氣候變率，并統計ENSO暖事件與氣候變率綜合影響降水的確定性概率。其步驟為：將重慶地區統計時段內近5年來降水的平均值減去氣候平均值，用其距平百分率作為降水的氣候變率；同時，計算近5年來降水距平百分率與該距平百分率一致的年份所占的頻率；最后計算ENSO暖事件年降水距平百分率與OCN方法得到的降水趨勢百分率之和，得到綜合考慮ENSO暖事件和氣候變率影響下降水距平百分率的分布，以及降水距平百分率偏多(或偏少)一致的年份所占的頻率，即為綜合影響降水的確定性概率。

2 重慶2020年夏季降水異常特征

2020年夏季重慶全市平均降水量為667.1 mm，較常年同期(508.2 mm)顯著偏多3成，為1961年以來歷史同期第三多，僅次于1998年和1982年(圖1a)。降水季內分布極為不均，從夏季降水的逐日變化看(圖1b)，6—7月降水異常偏多，為1961年以來同期最多；降水偏多時段主要集中在6月中下旬和7月上中旬。從2020年夏季降水量的空間分布圖(圖2a)可以看出，重慶全域降水顯著偏多，特別是偏南地區較常年同期偏多6成以上。季內降水6—7月重慶大部地區降水異常偏多，偏南地區較常年同期偏多6成至1.5倍以上(圖2b，2c)，異常程度極為顯著。

3 重慶2020年夏季降水異常的環流成因分析

3.1 影響重慶夏季降水異常偏多的關鍵環流系統

大氣環流異常往往是導致一個地區氣候異常的主要原因。首先對影響重慶夏季降水異常偏多的關鍵環流系統進行梳理和分析。

圖1 (a)1961—2020年重慶夏季降水量逐年變化和(b)2020年夏季降水逐日演變Fig.1 (a) Annual variation of summer precipitation during 1961-2020 and (b) daily variation of summer precipitation in 2020 in Chongqing

圖2 2020年重慶(a)夏季(6—8月),(b)6月,(c)7月降水距平百分率空間分布Fig.2 Distribution of precipitation anomaly percentage in Chongqing in (a) summer (June-August), (b) June and (c) July 2020

分析重慶夏季降水與同期中高層高度場500 hPa(圖3a)和300 hPa(圖3b)的相關可知，重慶夏季降水的偏多(偏少)年，中高層大氣環流呈現較為一致的環流特征，主要表現在：歐亞從高緯到低緯地區為“+-+(-+-)”高度距平分布，表現出烏拉爾山附近及以東地區阻塞高壓(以下簡稱烏山阻高)發展,中緯度30°～37°N地區低值系統活躍(不活躍),低緯度地區西太副高偏強(偏弱)和印度低壓偏弱(偏強)的特點。

根據上面的分析，提取高度場上影響重慶夏季降水的主要大氣環流系統所在區域距平指數，即西太副高指數：15°～25°N、100°～130°E；印度低壓指數：20°～25°N、71°～85°E；中緯度低值系統指數：33°～38°N、100°～130°E；烏山阻高指數：46°～55°N、60°～90°E。將各指數與重慶夏季降水量進行標準化處理后進行多變量的經驗正交分解分析。分解后第一、二模態累積方差貢獻可約占總方差的76%，可體現出最能影響降水的幾種大尺度環流型配置。即當重慶夏季降水偏多時，第一型大氣環流配置為烏拉爾山地區有阻高發展，中緯度地區有氣旋等低值系統發展或活躍，印度低壓偏弱和西太副高偏強(圖3c)；第二型大氣環流配置為烏拉爾山地區無阻高發展，但中緯度地區氣旋等低值系統發展或活躍，低緯度地區印度低壓略偏強和西太副高略偏弱(圖3d)?？梢娫谟绊懼貞c夏季降水的環流系統中，相對最為重要和關鍵的因素是中緯度的低值系統的發展或活躍，如果同時北部高緯度地區有阻高的影響，南有西太副高的配合，即北方有南下冷空氣的影響，南有活躍的中緯度低值系統配合副高外圍暖濕氣流，降水的動力和水汽條件均充足，極易造成重慶夏季極端性降水或降水異常偏多的情形。

圖3 重慶夏季降水與同期(a)500 hPa和(b)300 hPa高度場的相關(填色區通過了0.10以上顯著性水平檢驗)和(c,d)關鍵區環流系統指數與重慶夏季降水的多變量經驗正交分解：(c)第一模態，(d)第二模態Fig.3 The correlation between Chongqing summer precipitation and the height fields at (a) 500 hPa and (b) 300 hPa during the same period (Shaded areas are those having passed the significance test above 0.10 level)， and multivariate empirical orthogonal decomposition of the key area circulation system index and the Chongqing summer precipitation for (c) the first mode, (d) the second mode

3.2 2020年夏季和6—7月降水異常偏多的環流特征

通過分析影響重慶夏季降水異常的關鍵環流系統，再看北半球2020年夏季大氣環流系統。由圖4可見，2020年夏季6—7月(圖4a～4c)，歐亞地區大氣環流高低緯度呈“+-+”環流型分布，環流的經向度明顯。影響重慶的主要環流系統從北到南依次為：①烏拉爾山附近和鄂霍次克海至堪察加半島阻高異常偏強，表現為新地島以南烏拉爾山附近高壓脊發展，正距平中心最大值達62 gpm，鄂霍次克海至堪察加半島阻高中心最大值在40 gpm以上；②中緯度低值系統活躍，表現為巴爾喀什湖以西以南至貝加爾湖以南及我國黃河流域，為大范圍的負距平區，中心最大負距平值達50 gpm以上；③印度低壓偏弱，表現為該地區最大值為40 gpm以上的正距平區；④西太副高異常偏強，表現在西太副高區域內為大范圍顯著的正距平控制，正距平中心最大值達40 gpm以上。同時，西太副高面積偏大、西伸脊點異常偏西，脊線位置偏南(圖5)，可以說2020年的夏季環流場表現出典型的重慶夏季降水異常偏多的環流型，即出現了前文分析的重慶夏季典型多雨年的第一型環流(圖3c)的配置。在這種環流型配置下，5 880 gpm外圍的5 860 gpm等值線正好壓在重慶長江沿線偏南地區，十分有利于來自西太平洋地區及我國南海地區的水汽沿著副高外圍輸送到重慶地區，對重慶偏南地區尤為明顯，再配合中高緯度烏山阻高(主要影響在7月)和鄂霍次克海阻高(主要影響在6月)的發展，使貝加爾湖地區低壓槽長時間維持，其底部冷空氣南下，中緯度北風分支往南輸送的冷空氣與低緯度副高外圍的西南暖濕氣流易在長江沿線匯合，利于重慶出現降水極端或異常偏多。

圖4 2020年6—7月(a,d,g)及6月(b,e,h)和7月(c,f,i)大氣環流場(a～c)500 hPa位勢高度(等值線，單位：dagpm)及距平場(填色)(黑色等值線為實況值，紅色等值線為氣候值)，(d～f)850 hPa距平風場(風矢)，(g～i)對流層整層(1000～30 hPa)積分水汽通量(矢量，單位：kg·m-1·s-1)及水汽通量散度距平場(填色，單位：10-5 kg·s-1·m-2)Fig.4 General circulation of June-July (a, d, g), June (b, e, h) and July (c, f, i) in 2020(a-c) 500 hPa geopotential height (contour) and anomalies (colored; black contour: observation， red contour: climatic value, unit: dagpm); (d-f) wind anomalies at 850 hPa (vector); (g-i) vertically integrated anomalous water vapor transport fluxes at 1000-30 hPa (vector, unit: kg·m-1·s-1) and their divergence (colored, unit: 10-5 kg·s-1·m-2)

同時，在對流層低層850 hPa高度場，6—7月菲律賓附近地區異常反氣旋發展明顯(圖4d～4f)，在低緯度地區，來自西太平洋的轉向西南暖濕氣流明顯偏強，從我國南海一直輸送到長江及其中下游地區。在中高緯度地區，6月東北地區有明顯的氣旋活動，即說明東北低渦異常活躍，其外圍不斷有西北風向南往長江流域輸送，7月雖然東北低渦減弱，轉為反氣旋性環流，但其東部外圍有東風轉為東北風向南往長江流域輸送。低緯度向北輸送的西南暖濕氣流與中高緯度向南輸送的冷空氣的交匯位置正好在長江流域，且包括了重慶地區,使該地區6—7月強降水頻發，造成降水的異常偏多。從整層積分的水汽輸送及輻合輻散距平場(圖4g～4i)上可以看出，夏季6—7月有兩條水汽輸送到重慶上空地區，一支是西太副高外圍的西南方向的水汽輸送，另一支是來自印度洋的自西向東輸送的水汽，這兩支水汽在我國西南地區西南部上空匯合后向長江流域輸送，重慶尤其是重慶的偏南地區正好位于水汽強輻合中心區內，非常有利于降水的生成。

4 海溫異常對2020年夏季重慶降水異常的影響及其機理分析

4.1 太平洋和印度洋海溫的影響

4.1.1 太平洋海溫影響分析

氣候預測能力提升的關鍵是對影響因子及機理的深入認識，而李建平等(2011)、張艦齊等(2019)、鄢鳳玉等(2021)的研究認為，海陸氣相互作用是造成短期氣候變化的根本原因。氣候預測業務的實踐也證明，在全球氣候異常中海洋的作用異常重大，這在王紹武(2001)和陳麗娟等(2013)、任宏利等(2020)的海氣相互作用研究進展和氣候模式發展研究工作中得到驗證。下面從太平洋和印度洋海溫的異常，分析其對重慶2020年夏季降水的影響。

圖5 2020年6—7月西太副高(a)面積，(b)強度，(c)脊線和(d)西伸脊點指數逐日時間演變Fig.5 Daily variations of (a) area, (b) intensity, (c) ridge line and (d) west extension ridge point of WPSH in June-July 2020

進一步采用Huang et al(1996)和Livezey et al(2007)介紹的OCN方法，計算分析重慶夏季降水本身的氣候變率和ENSO暖事件對夏季降水的綜合影響，發現2020年春末結束的弱中部型厄爾尼諾事件，對重慶夏季降水的具體影響表現為重慶東南部附近的降水偏多區域明顯向東南部擴展(圖6a)。從確定性概率看(圖6b)，ENSO暖事件發生時，重慶大部地區降水偏多的確定性概率增加，大部地區降水偏多的概率在66%以上，尤其是東南部地區增加明顯，降水偏多的概率達到83%～100%，表明重慶偏南地區對此次厄爾尼諾事件反應更敏感。

所以從多種分析結果看，2019—2020年冬春季厄爾尼諾事件的發生，重慶大部地區降水偏多的確定性概率有所增加，尤其是重慶東南部地區對此次厄爾尼諾事件反應更敏感。可以更明確地說明前期冬春季厄爾尼諾的事件發生，對2020年重慶降水的異常偏多,尤其是對重慶偏南地區的異常降水起到了積極的作用，是影響重慶夏季降水的重要外強迫信號。

4.1.2 印度洋海溫的影響

熱帶印度洋偶極子的定義是指熱帶印度洋西部和東部的海溫距平差，即TIOD指數。該指數在正或負位相時，熱帶印度洋海溫呈現西高東低或西低東高的空間分布模態。這種分布特征存在明顯的季節特征，一般夏季發展，秋季達峰值，冬季則快速衰減(李維京，2012)。

通過分析重慶夏季降水與前期和同期TIOD指數的相關可知,前一年秋季TIOD指數與重慶夏季降水的關系尤其密切，二者相關系數達到0.40，通過了0.05 的顯著性水平檢驗(表1)。分析重慶夏季降水與前期、同期不同月份TIOD指數的相關顯示(圖7b)，對于重慶夏季降水，前一年秋季TIOD指數的關系較同期更為顯著，通過了0.10的顯著性水平檢驗，關系最為密切的是前一年秋季11月，二者間0.54 的相關系數通過了0.05的顯著性水平檢驗。

表1 重慶夏季降水與前期、同期不同季節TIOD指數的相關Table 1 Correlation between summer precipitation and TIOD in Chongqing in early and same periods

從空間相關系數的分布特征看，重慶34個氣象臺站夏季降水與前一年秋季(圖7c)和11月(圖7d)TIOD指數的空間相關除重慶少部分地區外，多地相關系數在0.30以上，相關關系較為顯著；而重慶夏季降水與前一年11月TIOD指數的相關更加密切，高相關區位于重慶西部和偏南地區，最高相關系數可達 0.8 及以上(圖7d)，通過了0.05的顯著性水平檢驗。

分析1961—2020年資料，熱帶印度洋海溫TIOD指數異常偏高最為突出的年份是1997年的秋季，其TIOD指數距平達到1.87℃，11月峰值期曾達到2.22℃,第二年夏季1998年重慶出現有觀測記錄以來最多的降水。2019年秋季TIOD指數距平也異常偏高，其中秋季達到1.99℃；秋季11月峰值期達到2.36℃,比1997年還高出0.14℃，偏高幅度超過了1997年秋季(表2)，為1961年以來歷史最強。從相關分析和數據統計分析得出的結論均說明，赤道印度洋海溫的異常偏高是繼ENSO暖位相事件外的又一重要影響因子，助推了2020年重慶夏季降水的異常偏多，是另一重要外強迫因子和預測的前兆信號。

圖6 (a)氣候變率和ENSO暖事件共同影響和(b)ENSO暖事件獨立影響下重慶夏季降水的確定性概率(填色為降水距平百分率，實心點為概率值，單位：%)Fig.6 Deterministic probability analysis of summer precipitation in Chongqing (a) under the joint influence of climate variability and ENSO warm events and (b) independent influence of ENSO warm events (colored: precipitation anomaly percentage， solid dot: probability value, unit: %)

表2 2019年秋季和1997年秋季TIOD指數距平對比(單位：℃)Table 2 Comparison of TIOD index anomalies in autumn 2019 and 1997 (unit: ℃)

4.2 ENSO暖事件及印度洋偶極子異常影響重慶夏季降水的機理分析

4.2.1 ENSO暖事件的影響機理分析

翟盤茂(2003)、袁媛等(2017)研究認為，厄爾尼諾年的夏季，由于赤道東太平洋海溫升高和哈得來環流的發展，西太副高強度增強，但其對厄爾尼諾的響應一般要落后3～6個月，且通常情況下出現厄爾尼諾的次年這種關系更為明顯。Wang et al(2000)，Gao et al(2014)和Zhang et al(2016)研究也認為，ENSO暖事件對中國夏季降水的影響原因與東亞夏季風的減弱有關，在夏季風弱的年份，季風雨帶位置偏南，易造成包括重慶在內的長江流域及其以南地區夏季降水的偏多。其中最主要的機理是當赤道中東太平洋海溫異常偏高時，大氣環流場上赤道東太平洋兩側溫度異常升高，并通過羅斯貝波的響應，在日界線以東形成新的西風環流，使沃克環流減弱(翟盤茂，2003)。同時在日界以西的菲律賓附近低層通常有異常反氣旋性環流發展，可加強西北太平洋和南海地區上空向北輸送的分量，給中國南方帶去了充沛的水汽，再加上東亞夏季風的偏弱，使北上暖濕氣流勢力減弱，從而季風雨帶位置偏南，長江流域易多雨。

2019/2020發生的ENSO暖事件，在大氣環流場上表現出沃克環流減弱和哈得來環流加強。從2020年夏季及6—7月沃克環流(圖8)可以看出，夏季6—7月赤道中太平西太平洋地區120°E以西為較強的上升氣流，在其西側為弱的下沉氣流(圖8a)，這種情形在6月(圖8b)和7月(圖8c)表現更為明顯；在夏季6—7月10°～22°N 區域經向環流場上(圖8d)，90°～120°E地區總體表現為強烈的下沉氣流，且在6月(圖8e)和7月(圖8f)該下沉氣流更加顯著?？梢宰C實在2019冬季至2020春季赤道太平洋海溫異常偏暖發生的ENSO暖事件影響下，2020年夏季，尤其在6—7月大氣環流場上，表現出沃克環流減弱和中低緯度哈得來環流加強。受其影響，西太平洋副熱帶地區下沉氣流加強，使西太副高加強西伸，強度偏強，其外圍不斷有西太平洋水汽的輸送，造成重慶地區6—7月降水的異常偏多。

4.2.2 前期印度洋偶極子影響機理分析

研究表明，印度洋偶極子狀態的發生與西南地區的降水關系密切。劉宣飛和袁慧珍(2006a;2006b)認為其發生時中國西南部異常西南氣流影響該地區降水。晏紅明和肖子牛(2000)和肖子牛等(2002)的研究認為，印度洋偶極子正位相對中國南方降水的增強有一定作用。另有研究認為印度洋偶極子偏強次年長江流域降水會偏多(賈小龍和李崇銀，2005)。Li and Mu(2001)的研究認為，500 hPa位勢高度場與TIOD指數相關系數的分布在中緯度(25°～40°N)地區為負相關區，且TIOD指數超前5個月時仍有這種相關關系。即說明前期TIOD指數是通過影響大氣環流影響我國西南等地的夏季降水的。通過分析夏季500 hPa和300 hPa高度場與前一年11月TIOD指數的相關發現，當前一年11月TIOD指數為正位相時，次年夏季高度場從高緯度到低緯度易出現“+-+”的相關分布，反映出夏季環流場從高到低均表現出烏山阻高明顯(不明顯)、中緯度多(少)低值系統，副高偏強(弱)、位置偏南(北)的特征，這種特征與重慶夏季降水異常偏多年的環流型一致。說明前一年秋季熱帶印度海溫的偶極型分布與這種大氣環流型密切關聯，且這種關系超前7個月也仍然存在，2020年這種關系同樣存在，并與作者前期的研究結果也較為吻合(唐紅玉等，2020)。2020年夏季，尤其是夏季6—7月，除了副高的西伸偏強、位置偏南外，中低緯度不斷有低值系統的配合，從而造成了夏季降水的異常偏多。

圖7 1981—2020年(a)前一年11月TIOD指數與重慶夏季降水距平百分率變化，(b)TIOD指數與重慶夏季降水在前期和同期逐月的相關，以及(c)前一年秋季和(d)前一年11月TIOD指數與重慶夏季降水的空間相關(填色區為通過0.10顯著性水平檢驗)Fig.7 (a) Annual variation of TIOD in November of the previous year and Chongqing summer precipitation anomaly percentage, (b) the correlation between TIOD and Chongqing summer precipitation in the previous period and the same period, spatial correlation (c) between TIOD in the autumn of the previous year and Chongqing summer precipitation and (d) between TIOD in the November of the previous year and Chongqing summer precipitation from 1981 to 2020(Shaded areas have passed the significance test at 0.10 level)

圖8 2020年夏季(a，d)6—7月,(b，e)6月及(c，f)7月(a～c)沃克環流和(d～f)緯度10°～22°N區域經向環流剖面Fig.8 Cross-sections of (a-c) Walker circulation and (d-f) 10°-22°N regional meridional circulation in (a, d) June-July, (b, e) June, and (c, f) July in summer 2020

通過合成分析前一年秋季TIOD指數顯著正位相次年(1983、1998、2007、2016和2020年)夏季850 hPa 風場距平(圖9)，可見熱帶印度洋地區存在東北風或東風異常, 其上空向北輸送的水汽偏弱。但菲律賓附近地區西太平洋為有異常反氣旋環流發展，更利于西太副高加強西伸及其位置偏南，其外圍有強盛的西南氣流，中高緯度異常偏北氣流與持續來自西太平洋經南海的西南向水汽在重慶上空交匯，非常利于降水的生成。2021年夏季尤其是6—7月，歐亞850 hPa風場距平場上正是出現了這種典型的風場環流(圖4d),強盛的西南氣流和西太平洋地區充沛的水汽供應，是造成重慶市夏季降水異常偏多的必要條件。

圖9 前一年秋季TIOD指數顯著正位相次年(1983、1998、2007、2016和2020年)夏季850 hPa風場距平合成(標紅區域通過0.10顯著性水平檢驗)Fig.9 Wind anomaly synthesis at 850 hPa in summers of 1983, 1998, 2007, 2016 and 2020 with significant positive TIOD phase in the fall of the previous year(Red marked areas have passed the significance test at 0.10 level)

4.2.3 ENSO暖事件與印度洋偶極子共同影響機理分析

分析發現，在重慶夏季降水異常偏多的年份(如1998、2007和2016年)，前一年秋季TIOD指數偏強時，同時有厄爾尼諾事件發生。Li and Mu(2001)的研究認為，ENSO和熱帶印度洋偶極子通過赤道大氣緯向垂直環流異常聯系，使得兩事件密切關聯且相互維持。研究還認為當前期兩正位相事件同時發生時,西太平洋暖池地區有加強的下沉運動，而這種運動可能延遲到夏季(李琰等，2007)。對于2020年夏季，前期2019年11月至2020年4月出現的ENSO暖事件和2019年秋季TIOD指數出現的異常正位相，其影響過程與機理與上述研究結論一致。即ENSO暖事件和前期熱帶印度洋偶極子異常正位相同時發生時，二者密切關聯且相互維持，它們的作用相互疊加，使得西太平洋地區菲律賓反氣旋異常偏強，西太副高加強西伸、位置偏南，同時受烏山阻高和鄂霍次克海附近的阻高影響，北方冷空氣易南下并長時間維持，東亞至北太平洋中緯度地區(30°～40°N)有異常的低值系統發展，從而造成重慶極端異常偏多的降水。

5 結論與討論

綜合以上分析，得到以下結論：

(1)2020年夏季全市平均降水量為667.1 mm，較常年同期顯著偏多3成，為1951年以來歷史同期第三多，6—7月以前降水異常偏多，為1961年以來同期最多。

(2)2020年夏季尤其是夏季6—7月，歐亞地區大氣環流高低緯度“+-+”環流型分布，環流的經向度明顯，影響重慶的主要環流系統的從北到南依次為：烏山阻高和鄂霍次克海附近阻高異常偏強，中緯度低值系統活躍，印度低壓偏弱，西太副高異常偏強。即夏季環流場出現了重慶夏季降水偏多的典型環流型配置，造成夏季降水的異常偏多。

(3)2019—2020冬春季ENSO暖事件的發生，對2020年重慶降水的異常偏多起到了積極的作用，重慶大部地區降水偏多的確定性概率增加，尤其是東南部地區對此次厄爾尼諾事件反應更敏感。2019年秋季及11月赤道印度洋海溫異常偏高，TIOD指數的異常為1961年以來歷史最強，是ENSO暖位相事件外的又一重要影響因子，助推了2020年重慶夏季降水的極端異常偏多。

(4)2020年夏季赤道太平洋ENSO暖事件和前期赤道印度洋偶極子事件同時發生，二者之間有密切關聯且相互維持，它們的作用相互疊加，使得西太平洋地區菲律賓反氣旋異常偏強，西太副高加強西伸、位置偏南，同時受烏山阻高和鄂霍次克海附近阻高影響下北方冷空氣易南下并長時間維持，東亞至北太平洋中緯度地區(30°～40°N)有異常的低值系統發展，從而造成重慶極端異常偏多的降水。在重慶夏季降水預測的工作中，在分析熱帶海洋對本地夏季降水的影響時,應同時考慮熱帶太平洋和印度洋的共同作用。

對于重慶2020年夏季降水，本文分析了造成降水異常偏多的大氣環流及海洋外強迫信號。但影響氣候的因素紛繁多樣，可能還受到海洋以外其他外強迫信號的影響，多種因子的影響過程和機理更加復雜和多變，還需要在今后的工作中不斷進行分析和研究，以期為提高氣候預測準確率提供更加科學和全面的參考依據。