146 热带气象学报第 32 卷指出了空间非均匀非绝热加热对副热带高压形态变异的影响, 高空副热带高压出现在表面感热加 [6] 热的东侧深对流凝结加热的西侧钱永甫等指出南亚高压具有趋热性, 行星尺度海陆对比加热场的季节变化影响着南亚高压的季节变化刘 [10] 伯奇等指出南亚高压 4 月从菲

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1 第 32 卷第 2 期 2016 年 4 月热带气象学报 JOURNALOFTROPICALMETEOROLOGY Vol.32,No.2 Apr.,2016 彭丽霞, 朱伟军, 李忠贤, 等. 南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系 [J]. 热带气象学报,2016,32(2): 文章编号 : (2016) 南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系彭丽霞 1,2, 朱伟军 1,2, 李忠贤 1,2, 倪东鸿 1,2, 陈海山 1,2 3, 潘林林 (1. 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心, 江苏南京 ; 2. 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室, 江苏南京 ;3. 美国大气研究中心, 科罗拉多博尔德市 80301) 摘要 : 采用年 NCEP/NCAR 月平均再分析资料和 CAM3 0 大气环流模式, 探讨了南亚高压 (SAH) 强度年代际变化及其与热带副热带海温的关系 (1)SAH 呈显著年代际变化, 以 1970 年代末期为界, 之前强度偏弱 ; 之后强度增强面积扩大东西扩展, 冬季西侧扩展程度大于东侧, 夏季则相反 (2) 与 SAH 强度年代际变化相对应,1970 年代末期以后, 热带副热带辐散风分量表现为显著的两个上升区和三个下沉区两个上升区一个位于东太平洋, 另一个随季节变化位置有所改变, 冬季位于印度洋, 夏季位于南海西太平洋海域 ; 三个主要下沉区分别位于非洲中北部亚洲东部和中太平洋地区 (3) 与 SAH 强度年代际变化相对应, 夏季低层涡旋风分量在南海西太平洋地区表现为异常气旋性环流, 冬季低层涡旋风分量在印度洋表现为异常气旋性环流, 而在赤道中太平洋则呈现异常反气旋性环流 (4) 数值试验表明 :SAH 年代际变化与热带副热带海温关系密切, 冬季印度洋海温起作用较大, 夏季则是南海西太平洋海温起作用较大, 另外东太平洋海温也起了一定作用关键词 : 南亚高压 ; 年代际 ; 辐散风 ; 涡旋风 ; 海温中图分类号 :P434 文献标识码 :A Doi: /j.isn 引言南亚高压是热带副热带对流层高层的主要环流系统, 是亚洲夏季风的主要成员之一, 其强度位置的季节变化与整个东亚季风系统的爆发和推进, 以及我国雨带的推进停滞都有着密切关 [1] 系早在 1958 年,Mason 等指出夏季南亚高压是北半球 100hPa 除极地低压外最强大最稳定的 [2] 大气活动中心陶诗言等指出南亚高压有明显流型调整及东西振荡的特征, 与西太平洋副热带高压相向而行相背而斥, 自此以后人们逐步认识到了南亚高压的活动对整个北半球大气环流演变以及我国天气气候变化的重要性 [3-5] 近年来, 随着人们对月年际年代际等较长时间尺度的气候变化和预测的关注, 南亚高压季节年际以及年代际等方面的研究取得了新的进展从季节变化角度来看, 南亚高压强度位置存在显著的季节循环, 冬季 (10 月次年 4 月 ) 主要位于 25 N 以南的 140~170 E 的洋面上空, 强度很弱,5 月从菲律宾东南洋面西北移到了中南半岛北部上空,6 月登上青藏高原并且强度明显增强, 夏季 (7 8 月 ) 位于亚洲上空, 中心经常位于青藏高原和伊朗高原上空, 表现出明显的双模态 [6],9 月东退到了 6 月的位置, 强度减弱,10 月东退到中太平洋洋面上空, 完成了从夏季到冬季模态的转变南亚高压的形成维持季节循环与大气热源 [7] 密切相关, 叶笃正等指出青藏高原加热是夏季南亚高压形成的原因吴国雄等 [8] [9] 刘屹岷等收稿日期 : ; 修订日期 : 基金项目 : 国家自然科学基金 ( ); 科技部公益性行业 ( 气象 ) 科研专项 (GYHY GYHY ); 江苏省高校自然科学研究项目资助 (11KJB170006); 江苏省自然科学基金杰出青年基金项目 (BK ) 和新世纪优秀人才支持计划共同资助通讯作者 : 彭丽霞, 河北省人, 女, 博士, 讲师, 研究方向 : 短期气候变化及预测, 海汽相互作用 E mail:penglixia@nuist.edu.cn

2 146 热带气象学报第 32 卷指出了空间非均匀非绝热加热对副热带高压形态变异的影响, 高空副热带高压出现在表面感热加 [6] 热的东侧深对流凝结加热的西侧钱永甫等指出南亚高压具有趋热性, 行星尺度海陆对比加热场的季节变化影响着南亚高压的季节变化刘 [10] 伯奇等指出南亚高压 4 月从菲律宾群岛以东洋面上空分裂西移到中南半岛上空加强, 其主要促发因子是亚洲南部大气非绝热加热状态的改变许多学者研究指出南亚高压脊线面积强度东西脊点位置中心位置以及登上高原的时间等都存在显著的年际年代际变化特征, 并指出南亚高压年际年代际变化与 ENSO 事件, 以及热带副热带地区的海温关系密切 [11-20] 陈咸吉 [11] 等指出 100hPa 南亚高压面积脊线都存在准 3 年振荡周期, 与低纬度对流层中上部高度场变化 [12] 存在密切联系张琼等指出南亚高压存在显著 3.8 年周期振荡, 这与 ENSO 循环周期一致, 与超前 0~5 个月的印度洋海温相关最好, 与超前 4~6 个月的赤道东太平洋海温相关最好谭晶 [13] 等指出南亚高压东伸指数存在准 10 年和准 25 [14] ~30 年周期的振荡特征杨辉等研究了热带太平洋印度洋海温异常综合模对南亚高压年际 [15] 变化的影响杨建玲等指出 ENSO 期间, 赤道中东太平洋首先对印度洋海盆模充 / 放电, 进而通 [16] 过印度洋对南亚高压产生影响林莉等指出印度洋偶极子指数与南亚高压东伸指数在 1~8 [12] 年周期上存在密切联系张琼等指出南亚高压自 1978 年以后, 冬半年高压脊线南移, 中心东移, 面积增大, 强度增强, 夏半年高压位置变化不明显, 但面积增大, 强度增强, 这种年代际异常与低层大气系统及赤道太平洋海温的年代际异常一 [19] 致 Jiang 等指出南亚高压和西太平洋副热带高压存在一致的年际年代际变化特征, 都在 1987 年以后强度同时增强, 其与热带环流和热带太平洋印度洋海温关系密切, 与亚洲特别是中国降水 [20] 有密切联系陈延聪等用球面上闭合气压系统环流指数的方法定义了南亚高压面积位置和强度, 指出南亚高压强度面积存在显著的年代际变化特征南亚高压的年际年代际变化与亚洲季风以及我国气候存在密切联系 [21-27], 张琼 [21] 等研究表明南亚高压异常与我国长江流域旱涝关系密切王黎娟等指出南亚高压在中南半岛建立的早晚年, 亚洲南部夏季风的爆发早晚存在明显差异 [23-24] 南亚高压夏季位于青藏高原和伊朗高原上空, 与大陆间有强烈的陆气相互作用, 冬季东南撤到热带中太平洋上空, 与热带海洋之间发生强烈的海气相互作用, 南亚高压是海陆气相互作用的纽带, 与热带副热带大气环流和海温之间有着直接密切作用同时, 南亚高压作为一强大的高层环流系统, 具有稳定性持续性和提前性, 可作为气候异常的一个显著信号 [12] 以上文献较多从年际尺度研究了热带副热带海温的变化对南亚高压的影响, 但年代际变化作为季节年际变化的背景, 从年代际尺度更深入探讨南亚高压与海温间的相互作用也非常必要 ; 同时, 考虑到冬夏季南亚高压和大气环流都存在显著季节差异, 因此本文分冬夏季分别讨论南亚高压年代际变化特征及其与海温的关系认识南亚高压年代际变化特征及成因, 对探讨我国气候的年代际变化特征及成因将有重要意义 2 资料方法和模式介绍本文采用的资料为 1948 年 1 月 2012 年 12 月美国 NCEP/NCAR 月平均再分析高度场和风场资料 ( ); 年月平均扩展重建海平面温度资料 ERSST(ExtendedRecon structedseasurfacetemperatures), 水平分辨率采用美国国家大气研究中心 (NCAR) 开发研制的 CAM3.0 大气环流模式, 水平分辨率为 T42 (128 64), 垂直方向为汇合 η 坐标, 共 26 层, 时间积分步长为 20 分钟, 试验海温和海冰资料为 CAM3 0 模式自带的 1949 年 1 月 2001 年 10 月月平均序列,1981 年以前为 SSTOI 数据集,1981 年以后为 Smith/Reynolds 数据集合而成, 气候平均海温取年平均 3 南亚高压强度年代际变化特征考虑到南亚高压经常有几个中心同时存在,

3 第 2 期彭丽霞等 : 南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系 147 本文选取 200hPa 等压面, 把南亚高压所在区域的位势高度场的最大值定义为南亚高压主中心强度用各月南亚高压主中心强度年序列分别与 200hPa 高度场求相关, 结果表明南亚高压主中心强度能够较好地代表南亚高压系统的整体强度用各月南亚高压主中心强度逐年序列减去相应月份的气候平均值得到其距平序列, 然后进行 11 点滑动平均, 提取各月的年代际变化分量图 1a 表明南亚高压主中心强度表现出了显著的年代际变化特征,1970 年代末以前为负异常, 南亚高压强度偏弱,1970 年代末以后为正异常, 南亚高压强度偏强,1970 年代末 1980 年代初为过渡期, 呈现出显著增加趋势, 这与前人的研究结果基本一致 [12] 图 1b 对南亚高压主中心强度时间序列进行了 Mann Kendal 检验,UF 曲线在 1970 年代末开始显著上升, 表明南亚高压主中心强度开始显著增强,UF 和 UB 曲线交点的位置确定了南亚高压强度在 1970 年代末发生了突变分别对 CEP/NCAR 和 ERA40 再分析资料描述的南亚高压各指标的年代际分量进行了对比分析 ( 图略 ), 结果表明两资料描述的南亚高压面积东界位置西界位置指数都在 1970 年代中后期呈现出了一致的年代际变化特征, 但 ERA40 资料描述的各指数异常程度较弱, 进一步分析表明南亚高压主中心强度与南亚高压面积东界西界指数之间存在密切的关系图 2 给出了南亚高压强度突变前后年和年两时段的 200hPa 南亚高压的变化特征, 分别用 12430gpm 和 gpm 等值线包围范围来表征冬夏季南亚高压, 1977 年以前高压强度偏弱面积偏小,1977 年以后强度增强面积扩大, 其中东西两侧的伸展程度大于南北两侧, 冬季西侧异常程度大于东侧, 夏季东侧异常程度大于西侧, 且冬季异常程度明显强于夏季从逐月南亚高压年代际分量方差来看, 冬季方差最大, 春夏季次之,9 月最弱, 同时, 年代际分量方差与总方差的百分比表明南亚高压年代际分量占着非常重要的比重 ( 表 1) 图 1 南亚高压主中心强度距平年代际分量 ( 单位 : 位势米,a) 及其 Mann Kendal 检验 (b) 实线为 UF, 虚线为 UB, 直线为 α=0.05 显著水平临界值图 2 南亚高压冬季 12430gpm 等值线 (a), 夏季 12480gpm 等值线 (b) 粗虚线为年时段平均粗实线为年时段平均细虚线为年时段平均

热带气象学报第卷表各月南亚高压主中心强度原序列方差年代际分量方差及两者之比月份６７原序列方差６７７年代际方差６６方差百分比６６６６６６南亚高压强度年代际变化与对流层环流关系南亚高压与对流层大气环流和大气热源直接相关６考虑南亚高压和大气环流的季节差异分冬夏季讨论南亚高压强度年代际变化与对流层大气环流的关系

4 热带气象学报第卷表各月南亚高压主中心强度原序列方差年代际分量方差及两者之比月份６７原序列方差６７７年代际方差６６方差百分比６６６６６６南亚高压强度年代际变化与对流层环流关系南亚高压与对流层大气环流和大气热源直接相关６考虑南亚高压和大气环流的季节差异分冬夏季讨论南亚高压强度年代际变化与对流层大气环流的关系通过流函数和势函数将大气风场分解为涡旋风分量和辐散风分量两部分流函数直观地反应了水平涡旋环流特征势函数则反映了大气辐散风场和垂直环流以及行星尺度热带中太平洋以及东亚地区ｈｐａ主要辐散区为南美洲亚马逊河流域和印度洋上空主要的辐合区为非洲北部赤道中太平洋以及东亚地区低层辐合高层辐散所形成的主要异常上升区位于印度洋和亚马逊流域低层辐散高层辐合形成的主要异常下沉区为非洲北部热带中太平洋和东亚季风区图ｃｄ指出夏季南亚高压强度年代际分量正异常时段主要上升区位于热带东太平洋南美大陆北部地区和南海西太平洋地区主要下沉区为非洲北部热带中太平洋和东亚季风区由此的空气质量交换图分别用冬夏季南亚高压主中心强度年代际分量回归ｈＰａ和ｈｐａ势函数和辐散风分量冬季南亚高压强度年代际分量正异常时段图ａｂｈＰａ主要辐合区为南美洲亚马逊河流域和印度洋地区主要辐散区为非洲北部可知冬夏季异常环流主要分布在热带副热带地区夏季异常程度略大于冬季印度洋和西太平洋地区异常环流存在较大的季节差异冬季异常上升支位于印度洋地区夏季异常上升支位于南海西太平洋地区图冬季ａｂ夏季ｃｄｈＰａａｃ和ｈＰａｂｄ势函数和辐散风分量回归南亚高压主中心强度年代际分量所得回归系数分布阴影通过显著性检验图分别用冬夏季南亚高压强度年代际分西赤道南北两侧各为一异常反气旋性环流东太量序列回归ｈｐａ和ｈＰａ流函数和涡旋风平洋赤道南北两侧各存在一异常气旋性环流中ｂ南亚高压强度年代际分量分量冬季图ａＮ和Ｓｈｐａ异常环流与心分别位于正异常时段ｈｐａ上北非存在较强异常反气ｈｐａ几乎为反位相关系冬季印度洋上空为异旋环流印度洋存在异常气旋性环流中太平洋以常反气旋性环流这对应着图ａ冬季南亚高压环

第期彭丽霞等南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系流在７年代末以后西伸到了中印度洋上空而旋性环流北非存在一异常反气旋性环流赤道以东伸现象并不明显南的非洲上空也存在一异常反气旋性环流强度夏季南亚高压强度年代际分量正异常时段较弱此表明南亚高压年代际异常与亚洲季风ｈｐａ涡旋风分量图ｃ异常分布特征为孟非洲季风显著减弱相对应图ｄ高层ｈｐａ南加拉湾

副热带环流关系密切在热带副热带地区海洋对大气环流异常起着重要作用图给出了冬夏季年和７７年两时段全球海温差值图冬夏季海温显著异常区包括东太平洋赤道南北两侧热带副热带海域南海热带副热带西太平洋地区赤道印度洋南印度洋及其几阴影区通过显著性检验内亚湾地区这些地区的海温异常都超过了Ｃ表明南亚高压强度年代际异常与热带副热带海温关系密切

5 第期彭丽霞等南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系流在７年代末以后西伸到了中印度洋上空而旋性环流北非存在一异常反气旋性环流赤道以东伸现象并不明显南的非洲上空也存在一异常反气旋性环流强度夏季南亚高压强度年代际分量正异常时段较弱此表明南亚高压年代际异常与亚洲季风ｈｐａ涡旋风分量图ｃ异常分布特征为孟非洲季风显著减弱相对应图ｄ高层ｈｐａ南加拉湾南海西太平洋地区存在一较强的异常气亚高压所在地区为显著的异常反气旋环流南亚旋性环流亚洲大陆上空存在一较强异常反气旋高压强度增强性环流东太平洋赤道南北两侧各存在一异常气图冬季ａｂ夏季ｃｄｈＰａａｃ和ｈＰａｂｄ流函数和涡旋风分量回归南亚高压主中心强度年代际分量所得回归系数分布南亚高压强度年代际变化与海温间关系上节指出南亚高压年代际变化与热带副热带环流关系密切在热带副热带地区海洋对大气环流异常起着重要作用图给出了冬夏季年和７７年两时段全球海温差值图冬夏季海温显著异常区包括东太平洋赤道南北两侧热带副热带海域南海热带副热带西太平洋地区赤道印度洋南印度洋及其几阴影区通过显著性检验内亚湾地区这些地区的海温异常都超过了Ｃ表明南亚高压强度年代际异常与热带副热带海温关系密切ＥＮＳＯ作为热带地区海气耦合作用的强信号能引起全球海温和大气环流的显著变化ＥＮＳＯ强度周期结构等存在显著年代际变化ＥＮＳＯ与南亚高压强度的年际变化存在密切联系７对比冬夏南亚高压主中心强度７年滤波序列与ＥＮＳＯ事件年鉴图略发现除年外ＥｌＮｉｏ事件衰减年的夏季南亚高压强度偏强图全球海温冬ａ夏ｂ年与７７年两时段差值图单位阴影通过显著性检验

6 150 热带气象学报第 32 卷 LaNi a 衰减年夏季, 南亚高压强度偏弱 1991 年 5 月 1992 年 7 月的赤道中东太平洋发生了一次较强 ElNi o 事件, 该事件在 1992 年冬季达到最强, 夏季衰亡, 南亚高压在 1992 年冬夏季都表现出了显著负异常, 且冬季负异常程度较小, 夏季最大 ( 图略 ) 对比 1992 年与其余 El Ni o 事件对应的大气环流形式, 两者存在较大差异通常在 ElNi o 事件成熟期的冬季和衰减期的夏季,200hPa 位势高度场和对流层中高层温度场在 30 N~30 S 纬度带呈现出环绕全球的带状显著正异常, 且赤道附近正异常程度最强并向南北递减, 冬季异常程度大于夏季 ( 图略 ) 1992 年冬季,200hPa 位势高度场和对流层中高层温度场在赤道东太平都表现为显著正异常, 在 15 N~15 S 印度洋表现为弱的正异常, 南亚高压所在的赤道中太平洋以西地区表现为弱的负异常 ;1992 年夏季,200hPa 位势高度场和对流层中高层温度场在赤道中东太平洋仍有弱的正异常, 但东半球 10 N 以北都表现为显著的负异常, 南亚高压所在的东半球副热带地区表现为显著负异常 ( 图略 ), 使得南亚高压强度偏弱 1992 年 ElNi o 事件与南亚高压的关系可能由于其它因素的出现而被破坏 [32] 了, 徐群等指出了 1991 年 6 月皮纳图博火山云对 1992 年大范围气候致冷的影响, 关于火山或者其它因子对 1992 年南亚高压的影响仍需进一步证实, 这里我们将主要讨论 ENSO 事件与南亚高压的密切关系在年代际尺度上有没有变化图 6 分别用冬夏季南亚高压主中心强度逐年序列与冬季 Ni o3 4 区海温指数做 21 点滑动相关, 然后剔除 1992 年后重新对两者进行 21 点滑动相关冬夏季南亚高压主中心强度逐年序列与冬季 Ni o3 4 指数相关曲线表明 ( 图 6 实心圆 ), 两者相关关系存在显著的年代际变化,1980 年代以前 21 点滑动相关系数基本都在 0 5 以上, 但 1980 年代初期以后相关系数开始减弱, 其中夏季减弱最显著, 部分没有通过显著性检验, 据此则得出结论 : 在 1980 年代初期以后 ENSO 与南亚高压的联系好像变弱了剔除 1992 年后, 重新对南亚高压主中心强度与冬季 Ni o3 4 区海温指数进行 21 点滑动相关 ( 图 6 空心圆 ), 相关系数发生了很大变化, 整个时段冬夏季滑动相关系数基本都在 0 6 和 0 5 以上, 只是在 2000 年左右才略微减弱因此可以推断南亚高压强度与 ENSO 之间确实存在密切关系, 且两者在 1980 年代以后相关关系没有太大的变化, 只是一次较强特殊个例掩盖了两者之间的密切联系图年冬 (a) 夏 (b) 南亚高压主中心强度与冬季 Ni o3.4 指数 21 点滑动相关系数 ( 实心圆 ), 及剔除 1992 年后两者 21 点滑动相关系数 ( 空心圆 ) 6 南亚高压强度年代际变化数值模拟本节将借助 CAM3.0 气候模式分别探讨不同区域海温在南亚高压年代际变化中扮演的角色考虑到前面的大气环流和海温的异常区域, 试验方案共分五组, 每组为两个不同大气初值样本的集合, 积分时段为年试验一 : 用气候平均年循环海温和海冰序列强迫大气, 研究在海温和海冰在气候平均年循环状态下南亚高压强度的年代际变化特征试验二 : 用历年逐月海温和海冰序列强迫大气, 研究 CAM3.0 对南亚高压强度年代际变化的模拟能力, 考虑了海洋海冰等综合因素的影响试验三 : 把 42~150 E,30 S~20 N 150~

第 2 期彭丽霞等 : 南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系 151 280 E,7~20 N 和 150~280 E,30~7 S 区域热带副热带太平洋印度洋 ( 图 7 阴影区 ) 海温设为历年逐月序列, 其余地区海温和整个海冰设为气候平均年循环, 研究热带副热带太平洋印度洋海温与南亚高压强度年代际变化的关系试验四 : 把 Ni o3 Ni o4 区 (150~280

7 第 2 期彭丽霞等 : 南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系 E,7~20 N 和 150~280 E,30~7 S 区域热带副热带太平洋印度洋 ( 图 7 阴影区 ) 海温设为历年逐月序列, 其余地区海温和整个海冰设为气候平均年循环, 研究热带副热带太平洋印度洋海温与南亚高压强度年代际变化的关系试验四 : 把 Ni o3 Ni o4 区 (150~280 E, 7 S~7 N)( 图 7A 区 ) 海温设为历年逐月序列, 其余地区海温和整个海冰设为气候平均年循环, 检验 ENSO 与南亚高压强度年代际异常的关系试验五 : 把整个印度洋 (40~130 E,30 S~ 20 N)( 图 7B 区 ) 海温设为历年逐月序列, 而其余海区和整个海冰设为气候平均年循环, 研究印度洋海温与南亚高压强度年代际异常的关系图 7 试验三 ( 阴影 ), 四 (A 区 ) 五 (B 区 ) 海温范围图 8a 气候平均年循环海温海冰强迫试验结果表明 : 南亚高压主中心强度并没有发生显著年代际突变, 只是在 1980 年代中后期呈现出较弱年代际减弱趋势图 8b 用历年逐月实际海温海冰做外强迫源, 试验结果较好地再现了南亚高压在 1970 年代末期发生的显著年代际增强的变化特征, 滑动 T 检验和 Mann Kendal 检验都验证了此次显著的年代际变化, 模拟突变时间比图 1 观测结果向后推迟了一两年, 异常强度比观测结果偏弱些试验三热带副热带太平洋印度洋海温的强迫试验结果 ( 图 8c) 无论突变时间还是异常程度都较好表达了第二组试验结果, 对比试验一二三可以证明南亚高压强度年代际异常与热带太平洋印度洋海温异常关系密切试验四单独考虑 Ni o3 Ni o4 区海温做外强迫源, 结果表明南亚高压主中心强度在 1970 年代末期发生了显著年代际变化, 但是其异常程度比试验二三结果弱很多, 表明 Ni o3 Ni o4 区海温对南亚高压强度年代际异常起一定的作用, 但并不是主导作用试验五印度洋海温强迫试验结果 ( 图 8e) 也显示了南亚高压主中心强度年代际增强的变化特征, 但异常程度比试验二三相比弱图 8 试验一 (a) 二 (b) 三 (c) 四 (d) 五 (e) 南亚高压主中心强度年代际分量 ( 单位 : 位势米 )

8 152 热带气象学报第 32 卷图 9 给出了不同试验对 1 月和 7 月南亚高压主中心强度年代际变化的模拟情况 1 月, 观测结果和各试验所得南亚高压强度突变时间都是在 1970 年代末 1980 年代初期 ; 从异常程度来看, 试验二历年逐月海温强迫试验所得高压主中心强度异常程度在年比观测结果偏弱, 印度洋太平洋印度洋和 Ni o3 Ni o4 区三个区域海温试验结果所得南亚高压主中心强度异常程度都比试验二结果偏弱, 其中印度洋海区试验结果偏强, 因此冬季印度洋太平洋海温对南亚高压年代际变化起重要作用图 9 1(a) 7(b) 月南亚高压主中心强度年代际分量 ( 单位 : 位势米 ) 观测为粗实线试验二为虚线实验三为实心圆实验四为细点线实验五为空心圆在 7 月, 除印度洋海区试验外, 其余地区海温试验所得南亚高压主中心强度年代际突变时间大约都在 1970 年代末 1980 年代初期, 印度洋海区试验所得南亚高压强度年代际突变发生在 1970 年代初期 ; 从异常程度来看, 试验二历年逐月海温试验所得南亚高压异常程度比观测结果偏弱, 印度洋太平洋 Ni o3.4 区海温试验所得南亚高压异常程度都比试验二结果偏弱, 但是两者之和的异常程度与试验二异常程度相当, 因此夏季南亚高压年代际异常与太平洋海温关系更密切 ; 进一步结合图 4c 4d, 在夏季南亚高压强度年代际正异常时段, 西太平洋地区和东太平洋地区, 都存在显著的气旋性环流和上升运动 ; 同时, 结合海温异常空间分布 ( 图 5b), 可知 : 夏季南亚高压与南海西太平洋地区最近, 与此区的局地海气相互作用的联系可能更直接, 而与赤道东太平洋海区的相互作用的物理过程则较为复杂, 需要更深一步的探讨总结可知逐年历月海温试验结果基本反映了南亚高压强度的年代际异常特征, 只是异常程度比观测结果偏弱, 从不同海区所起的作用来看, 热带副热带印度洋太平洋海温与南亚高压年代际异常关系密切, 冬季印度洋海温对南亚高压强度年代际异常起了重要作用, 夏季南海西太平洋海温异常起了重要作用, 另外东太平洋海温也起了一定作用 7 结论通过诊断分析和数值模拟, 探讨了南亚高压强度年代际异常特征及其与热带副热带环流和海温的关系, 结论如下 (1) 南亚高压强度在 1978 年经历了一次显著年代际增强过程,1970 年代末以前, 高压强度偏弱, 面积偏小,1970 年代末以后高压强度偏强, 面积偏大, 东西扩展, 冬季西侧异常程度大于东侧, 夏季东侧异常程度大于西侧, 且冬季南亚高压强度异常程度大于夏季, 这与前人的研究结果基本一致 [12] (2) 南亚高压强度年代际变化与热带副热带环流关系密切南亚高压强度年代际正异常时段, 辐散风分量表现为两个显著的上升区和三个下沉区两个上升区中一个冬夏季都位于东太平洋南美北部地区另外一个冬季位于印度洋地区, 夏季位于南海西太平洋地区 ; 三个下沉区主要位于中太平洋非洲中北部以及东亚地区南亚高压强度年代际正异常时段, 冬季低层涡旋风分量从东到西异常分布为 : 北非存在较强异常反气旋环流, 印度洋存在异常气旋性环流, 中太平洋以西赤道南北两侧各存在一异常反气旋性环流, 东太平洋赤道南北两侧各存在一异常气旋性环流 ; 夏季低层旋转风分量在南海西太平洋地

9 第 2 期彭丽霞等 : 南亚高压强度年代际变化及其与热带副热带海温关系 153 区存在一较强的气旋性异常环流, 亚洲大陆存在一较强反气旋性环流, 东太平洋赤道南北两侧各存在一异常气旋性环流, 北非存在一异常反气旋性环流 ; 高层涡旋风分量风场相对于低层几乎反位相分布 (3) 南亚高压强度的年际变化与 ENSO 存在密切的关系, 两者的 21 点滑动相关系数并没有表现出显著的年代际变化, 基本都在 0 5 以上 (4) 本文通过诊断分析指出了南亚高压存在显著的年代际变化特征, 且与热带副热带海温关系密切, 这与前人的研究基本一致 [12,19], 因此, 在此基础上借助 CAM3 0 气候模式, 进一步探讨了热带副热带不同区域的海温在南亚高压年代际异常中的作用数值试验结果表明南亚高压强度年代际异常与热带副热带海温异常关系密切, 冬季印度洋海温对南亚高压强度年代际异常起重要作用, 夏季南海西太平洋海温对南亚高压强度年代际异常起着重要作用, 另外东太平洋海温也起了一定作用考虑到冬季南亚高压位于 25 N 以南中太平洋洋面上空,1977 年以后南亚高压强度增强, 西伸到了中印度洋上空, 而东伸现象并不明显 ; 夏季南亚高压位于亚洲大陆和高原上空,1977 年以后南亚高压东伸最明显, 因此环流异常特征进一步验证了数值试验的结论参考文献 : [1] MASONRB,ANDERSONCE.Thedevelopmentanddecayofthe100mbsummertimeanticycloneoversouthernAsia[J].MonWeaRev, 1958,91(1):3 12. [2] 陶诗言, 朱福康. 夏季亚洲南部 100 毫巴流型的变化及其与西太平洋副热带高压进退的关系 [J]. 气象学报,1964,34(4): [3] 罗四维, 钱正安, 王谦谦. 夏季 100 毫巴青藏高压与我国东部旱涝关系的天气气候研究 [J]. 高原气象,1982,1(2):1 10. [4] 朱福康, 陆龙骅. 南亚高压在长中短期天气预报中的应用 [J]. 气象科技,1984,12(1):1 7. [5] 孙国武, 宋正山. 南亚高压的建立及其与大气环流演变和我国雨带的关系 [M]. 夏半年青藏高原对我国天气的影响. 北京 : 科学出版社,1987: [6] QIANYF,ZHANGQ,YAOYH,etal.SeasonalvariationandheatpreferenceofthesouthAsiahigh[J].AdvAtmosSci,2002,19(5): [7] 叶笃正, 张捷迁. 青藏高原加热作用对夏季东亚大气环流影响的初步模拟实验 [J]. 中国科学,1974, [8] 吴国雄, 刘屹岷, 刘平. 空间非均匀加热对副热带高压带形成和变异的影响 Ⅰ: 尺度分析 [J]. 气象学报,1999,57(3): [9] 刘屹岷, 吴国雄, 刘辉, 等. 空间非均匀加热对副热带高压形成和变异的影响 Ⅲ: 凝结潜热加热与南亚高压及西太平洋副高 [J]. 气象学报,1999,57(5): [10] 刘伯奇, 何金海, 王黎娟.4 5 月南亚高压在中南半岛上空建立过程特征及其可能机制 [J]. 大气科学,2009,33(6): [11] 陈咸吉, 朱福康, 陆龙骅, 等. 南亚高压准三年振荡周期 [J]. 气象科技,1980,8(1):1 3. [12] 张琼, 钱永甫, 张学洪. 南亚高压的年际和年代际变化 [J]. 大气科学,2000,24(1): [13] 谭晶. 夏季南亚高压东西振荡特征. 硕士学位论文 [D]. 南京 : 南京气象学院,2004:1 55. [14] 杨辉, 李崇银. 热带太平洋印度洋海温异常综合模对南亚高压的影响 [J]. 大气科学,2005,29(1): [15] 杨建玲, 刘秦玉. 热带印度洋 SST 海盆模态的充电 / 放电作用对夏季南亚高压的影响 [J]. 海洋学报,2008,30(2): [16] 林莉, 李跃清, 范广洲. 印度洋海温异常与南亚高压东西振荡的关系 [J]. 高原山地气象研究,2008,28(4): [17] 彭丽霞, 孙照渤, 陈海山, 等. 南亚高压季节持续性异常及其与 ENSO 关系 [J]. 气象学报,2010,68(5):1 11. [18] 李崇银, 李琳, 谭言科. 南亚高压在平流层的特征及 ENSO 影响的进一步研究 [J]. 热带气象学报,2011,27(3): [19] JIANGXW,LIYQ,YANGS,etal.InterannualandinterdecadalvariationsoftheSouthAsianandwesternPacificsubtropicalhighsand theirrelationshipswithasian Pacificsummerclimate[J].MeteorolAtmosPhys,2011,113(3): DOI /s [20] 陈延聪, 王盘兴, 周国华, 等. 夏季南亚高压的一组环流指数及其初步分析 [J]. 大气科学学报,2009,32(6): [21] 张琼, 吴国雄. 长江流域大范围旱涝与南亚高压的关系 [J]. 气象学报,2001,59(5): [22] 任荣彩, 刘屹岷, 吴国雄.1998 年 7 月南亚高压影响西太平洋副热带高压短期变异的过程和机制 [J]. 气象学报,2007,65(2): [23] 王黎娟, 郭帅.4-5 月南亚高压在中南半岛上空建立的年际变化特征及其与亚洲南部夏季风的关系 [J]. 大气科学学报,2012,35 (1):10 23.

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南京气象学院学报第卷

南京气象学院学报第卷 Ò Ò 潘敖大孙照渤在对长江中下游夏季降水进行分型的基础上分析了长江流域南北两支雨带与春季太平洋海温的相关关系并采用大气环流模式对前期海温进行了敏感性试验结果表明赤道东太平洋区域的海温异常对两支雨带夏季降水有重要影响海温正异常时南支雨带旱北支雨带不明显海温负异常时南支雨带涝北支雨带旱前期赤道东太平洋海温强迫可以在北半球对流层激发出遥相关波列并影响长江流域南北两支雨带的旱涝分布