1、ENSO寸中國夏季降水指示意義的變化基于 19512014 年中國 160 站月降水量資料和同時段的 Nino3.4 區月平均 海表溫度資料， 采用滑動相關分析和統計分析等方法， 討論了中國夏季降水和前 期 Nino3.4 區海溫關系的年際變化。分析結果顯示，二者的相關性有明顯的階段 性，整體趨勢為先下降又上升，在 20 世紀 70 年代中期兩者的相關性最弱。在 19541974年，依據前冬Nino3.4區SSTA預測夏季降水距平符號準確率在 66.7% 以上的站數有 59 站，在 19721992 年，同樣準確率的站數只有 21 站，而在 19942014 年，站數又增加為 39 站。第一研

2、究時段的 59 站呈區域性分布于 西 北地區東部、華北、江南北部以及 淮河地區；第三研究時段的 39 站分布也比較 集中，主要分布于 黃淮流域、華北地區以及長江中下游 ；但第二研究時段的 21 站 分布比較分散， 不利于區域性預測。 因此，在汛期預測業務中參考 ENSO 的作用 時必須充分考慮年代際背景的差異。中國位于亞歐大陸的東南部， 東南面是世界上最大的海洋 太平洋， 西面 是世界上最高的屋脊 青藏高原，特殊的地理位置導致影響中國氣候的因素眾 多，且由關系復雜。 中國地處東亞季風區， 夏季降水的多寡及雨帶的分布都收到 東亞夏季風（ EASM ）的調控。而東亞夏季風重要的特點之一就是具有顯著

3、的多 尺度變化，因而中國的夏季降水也表現出多尺度、區域差異大等復雜的變化， 導 致各種旱澇災害的頻發。這些旱澇災害給中國國民經濟建設造成了巨大的損失， 旱澇時空分布的不均勻性帶來的水資源利用的不確定性嚴重制約了社會和經濟 發展，自然生態和環境也在不斷惡化。 因此寸于降水的研究一直是國內外氣象學 家的重點和難點。 前人有大量工作寸我國夏季降水的氣候特點、 天氣和環流特征、 及行成機理等進行了論述，并開展了月、季、年際的降水預報。ENSO 事件是迄今為止公認的地球系統中影響全球氣候年際變化最強的信 號，它的發生、 發展及衰減會引起全球大氣環流和氣候的異常， 同樣也會使東亞 大氣環流出現異常，從而導

4、致中國氣候發生異常。但是， 由于中國大部分地區處 于溫帶地區，其氣候與 ENSO 事件之間相互關系要比熱帶地區復雜的多。關于 ENSO 寸中國夏季降水的影響， 我國氣象學者開展了大量的研究工作。 早在 20世 紀30年代，涂長望（1937）就開創了 ENSO對EASM的影響研究，以后該問題 便被中國氣象學者所重視和研究。 80年代以來的研究指出， ENSO 循環的不同階 段對 EASM 的影響有所不同， 大氣對海洋變化具有滯后響應， ENSO 主要影響其 冬季盛期之后的夏季氣候異常， 在 ENSO 爆發后的次年夏季， EASM 一般偏弱， 副高偏南，江淮降水偏多， 華北和華南降水偏少 （徐群，

5、 1986；符淙斌和滕星林， 1988; Hua ng和 Wu，1989; Zha ng等，1999；龔道溢和王紹武，1999），這種經典的 ENSO-EASM 關系及相關的 ENSO 型降水分布是預測中國夏季降水的一個 重要依據。金祖輝和陶詩言（1999）研究了 ENSO循環過程的不同位相與中國降 水的關系，發現ENSO循環對中國夏季降水豐和欠及時空分布有密切關系，ENSO 發展年的夏季中國東部地區以雨量偏少為主，一些地區可偏少35成，多雨帶位于江淮之間；ENSO恢復年的夏季長江及江南地區雨量偏多， 其南北兩邊偏少； 反 ENSO 年的夏季長江 黃河之間及東南部雨量偏少，其北邊和西南正常偏多

6、； 在ENSO的準常態年夏季，長江以北降水偏多，江南出少部分地區外降水分布接 近正常。王紹武（ 1992）從 500年歷史資料之中考察表明，中國華北地區干旱有 58%是與赤道東太平洋海溫增暖相聯系的。黃榮輝等（ 1999）研究指出， 20世紀 70年代中后期起，赤道東太平洋明顯增溫，并出現了類似的 El Nino 型海表溫度 異常分布，使得 EASM 明顯減弱，東亞地區夏季氣候發生了一次明顯的年代際 突變，中國華北地區夏季降水明顯減少， 而且長江流域夏季降水明顯增加。 薛峰 和劉長征（ 2007）研究發現中等強度 ENSO 和強 ENSO 對中國東部降水的影響 不同，中等強度ENSO年中國夏季

7、北方多雨，而強ENSO年長江多雨。同時，科 學家們注意到了 ENSO 事件的發展過程包括兩種類型：一類在赤道太平洋東部 的秘魯沿岸爆發，異常海溫逐步向西傳播， 即東部型； 另一類在赤道太平洋日界 線附近爆發，異常海溫向東擴展，即中部型（ Rasmusson and Wallace,198；3 符淙 斌， 1985； Fu and Diaz， 1986）。大量的統計結果和數值模擬都證明了兩類不同分 布型 El Nino 對全球不同區域的氣候影響存在著顯著的差異（ Feng et al， 2011； Yuan and Yang， 2012）；不同分布型 La Nina 事件下熱帶大氣的響應特征也不

8、同（袁媛和晏紅明，2012）。此外，也有研究表明20世紀70年代末期，ENSO與 EASM 及中國夏季降水的關系發生改變， ENSO 對 EASM 及中國夏季降水的指 示意義下降。綜上可見， ENSO 雖然是熱帶太平洋地區海氣系統年際氣候變率的最強信號， 它的發生被作為預測中國年際氣候異常的前期重要信號之一， 但其對中國夏季降 水的影響卻很復雜，不同階段，不同強度，不同類型的ENSO的影響不同，且在 長期變化中存在不穩定性。資料與方法2.1 常規歷史資料2.1.1降水資料中國氣象局（CMA ）氣象信息中心整編的19512014年中國160個標準 臺站的月平均降水量觀測資料，以及中國氣象數據網整

9、理的19512014年中國756臺站的月平均降水觀測資料。2.1.2海溫資料海溫資料為NOAA月平均的ERSST資料，時段為1950年1月一2014年12 月，資料水平分辨率為2°<2°以及美國氣候預測中心網站提供的 Nino3.4區月 平均海表溫度資料，研究時段為 19512014年，共64年。2.2處理方法2.2.1滑動相關分析為了分析中國夏季降水與前期不同季節（前秋、前冬、前春）Nino3.4區海溫之間年際變化的關系隨時間的變化，及合理地劃定各個階段，我們采用滑動相關系數（林學椿，1978）:其中,?=近?=?-?+(?3?2? ?=?_?+t=n , n+1

10、, n+2，n為滑動窗口長度。2.2.2 站點資料處理為分析中國夏季降水的地域性及其變化， 需要把不規則站點降水資料轉換成 規則網格點數據，以便畫出等值線更直觀地分析。本文選用的是 MATLAB 中的 griddata函數把站點數據插值成水平分辨率為 0.2 °0.2的規則網格數據。ENSO 對中國夏季降水的重要影響已得到廣泛研究， 根據前期赤道東太平洋 海溫強弱預測中國夏季的區域降水的多寡也得到了長期的應用。 然而，至今所有 研究得到的相關模態僅限于線性的關系， 而實際上許多變量之間的關系是非線性 的。相關系數存在不穩定的問題。本文根據 19512014 年中國 160 標準臺站的

11、月降水資料和 Nino3.4 區月平 均海表溫度資料， 采用滑動相關分方法和統計分析方法， 探討了他們之間年際變 化關系。結果顯示，ENSO與中國夏季降水異常的對應關系及其在預測中的指示 意義具有階段性和區域性。在 20 世紀 50 年代至 60 年代，前秋和前冬兩季的 Nino3.4 海溫與夏季降水 的對應關系較強，當前期赤道東太平洋海溫偏高時， 西北地區東部、 華北及江南 北部 的多數測站夏季降水偏多，淮河地區降水偏少；當海溫偏低時，則相反。在 20 世紀 70 年代和 80 年代，前秋、前冬和前春的海溫與夏季區域降水的對應關 系均較弱，上述結論較難成立。 從 20 世紀 90年代至今， 前秋和