南海地區大氣30～60天低頻振蕩及其對南海夏季風的可能影響

陳尚鋒 溫之平 陳文

1 中國科學院大氣物理研究所季風系統研究中心,北京 100029

2 中山大學季風與環境中心/大氣科學系,廣州 510275

南海地區大氣30～60天低頻振蕩及其對南海夏季風的可能影響

陳尚鋒1,2溫之平2陳文1

1 中國科學院大氣物理研究所季風系統研究中心,北京 100029

2 中山大學季風與環境中心/大氣科學系,廣州 510275

本文利用1979～2008年美國國家環境預報中心 (NCEP)和美國國家大氣研究中心 (NCAR)第二套再分析資料、美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA)的向外長波輻射 (OLR)資料及1979～2007年全球降水資料(CMAP),分析了南海地區熱帶大氣的低頻振蕩及其對南海夏季風的可能影響。結果表明,夏半年南海地區存在顯著的30～60天的周期振蕩。當30～60天低頻振蕩處于活躍位相時,南海及其周圍地區的低層大氣為低頻西南風,南海和菲律賓北部為低頻氣旋流場且為正的位渦度,對應著增強的南海夏季風槽和南海夏季風;當30～60天低頻振蕩處于不活躍位相時,情形正好相反。進一步的研究揭示出,夏半年30～60天低頻振蕩變化的空間型與夏半年平均場的年際變化的空間分布非常相似,并且南海及其附近地區的30～60天低頻振蕩活動的年際變化對夏半年平均場的年際變化有顯著的貢獻。強、弱南海夏季風年30～60天低頻振蕩活動的比較也說明,強的南海夏季風年30～60天低頻振蕩活躍狀態發生的概率大于不活躍狀態發生的概率,而弱的南海夏季風年則是不活躍狀態發生的概率大于活躍狀態發生的概率。因此,南海地區30～60天低頻振蕩對南海夏季風很可能有重要影響,當30～60天低頻振蕩的活躍狀態處于主導時,南海夏季風往往會偏強;反之,如果不活躍狀態處于主導時,南海夏季風往往會偏弱。

30～60天低頻振蕩 南海夏季風 活躍狀態 不活躍狀態

1 引言

Madden and Julian(1971)利用坎頓島的資料首先發現熱帶地區的緯向風和氣壓場存在40～50天的周期振蕩,之后熱帶大氣低頻振蕩受到了廣泛的關注。Yasunari(1980)指出在赤道印度洋地區,季節內振蕩存在向北傳播的特征,并且這種北傳對印度夏季風的活躍和中斷有非常重要的影響。Lau and Chan(1986)的研究則指出30～60天的低頻振蕩對季風槽的活動有重要影響,當季節內振蕩的西風活躍時段出現在印度洋時,印度夏季風處于活躍期,降水增多;當季節內振蕩西風中斷時段出現在印度洋時,印度夏季風處于中斷期,降水顯著減少(Gadgi,2003;Goswami et al.,2005)。若 30～60天低頻振蕩在季節平均基礎上加強了印度降水,將會導致印度夏季風處于活躍期;反之,將會導致印度季風處于間斷期 (Goswami and A jaya Mohan,2000)。有關熱帶大氣低頻振蕩的形成機制、結構和傳播特征也開展了不少研究 (比如:李崇銀,1991;李崇銀和李桂龍,1998)。

一些研究指出熱帶大氣低頻振蕩可以影響南海夏季風的爆發。穆明權和李崇銀 (2000)分析了1998年南海夏季風爆發前后的850 hPa低頻流場分布,結果發現菲律賓東面大氣季節內振蕩的發展以及向南海地區的擴展對南海地區大氣季節內振蕩活動有重要作用,并最終激發南海夏季風的爆發。溫之平等 (2006)的研究進一步指出,5月1～15日菲律賓南部的低頻對流發展西移,華南地區低頻對流活動南移以及加里曼丹島低頻對流活躍北移,有利于南海夏季風爆發偏早。林愛蘭 (1998)的研究也表明,南海夏季風一般在初夏第一個較強低頻振蕩的負位相開始建立,南海夏季風期間低頻振蕩的環流實體是 ITCZ的南北振蕩和西太平洋高壓西脊點的東西擺動,低頻振蕩與南海夏季風的活躍和中斷密切相關,南海低頻振蕩與大氣環流的季節變化相疊加,造成夏季風經歷第一個低頻振蕩的建立,到第二、三個振蕩的加強,再到第四個振蕩的減弱這種演變過程。

大氣季節內振蕩不僅影響南海夏季風的爆發,還會影響到南海夏季風的強度。Li et al.(2001)的研究表明,強南海夏季風時,在南海及西太平洋地區有強的季節內振蕩流場,而弱南海夏季風時,大氣季節內振蕩流場就比較弱。此外,大氣季節內振蕩對我國降水異常也有顯著影響。比如,琚建華和趙爾旭 (2005)發現,東亞強季風年,準30～60天振蕩的影響比較大,容易造成長江中下游多雨;而東亞弱季風年,準30～60天振蕩減弱,10～20天低頻振蕩為主要的振蕩周期,容易造成長江中下游干旱。毛江玉和吳國雄 (2005)研究了 1991年梅雨期間江淮洪澇降水的季節內振蕩及其環流特征,指出低頻振蕩對1991年江淮流域洪澇的形成有重要貢獻,江淮流域降水的低頻振蕩與500 hPa西北太平洋副高的低頻變化及其傳播密切相關,這種低頻振蕩可能起源于北太平洋中部夏威夷群島附近,然后沿著副熱帶高壓脊線附近向西傳播到中國東南沿海。

對南海夏季風而言,以往的研究主要集中在熱帶大氣低頻振蕩對南海夏季風的爆發遲早和強弱方面,并且使用的資料長度大都較短。目前,有關熱帶大氣低頻振蕩怎樣影響以及多大程度上影響南海夏季風仍不清楚,本文針對此問題擬采用較長時間段的資料進一步探討南海地區大氣低頻振蕩及其對南海夏季風的可能影響。本文第2節介紹所使用的資料和方法,第3節主要分析了南海地區30～60天低頻振蕩的活動特征,第4節則研究了30～60天低頻振蕩對南海夏季風的可能影響,第5節為結論。

2 資料和分析方法

本文使用到的資料主要包括:(1)美國國家環境預報中心 (NCEP)和美國國家大氣研究中心(NCAR)1979～2008年全球大氣日平均第二套再分析資料,空間分辨率為 2.5°×2.5°,垂直方向選取三層:850 hPa、500 hPa、200 hPa;物理要素包括位勢高度場和水平風場。(2)1979～2008年美國國家海洋和大氣局 (NOAA)的向外長波輻射(OLR)日平均資料,空間分辨率為 2.5°×2.5°。(3)1979～2007年全球候平均的CPC Merged A-nalysis of Precipitation(CMAP)(Xie and A rkin,1997)降水資料,空間分辨率為2.5°×2.5°。研究中采用的分析方法主要有小波分析 (To rrence and Compo,1998)、帶通濾波 (Murakami,1979)、經驗正交函數分解 (黃嘉佑,2004)、二維概率密度函數 (Emanuel,1962)以及合成分析方法。

3 南海地區大氣30～60天低頻振蕩活動特征

大量研究表明南海夏季風氣候平均在5月第4候爆發 (劉霞等,1998;梁建茵等,1999;姚永紅和錢永甫,2001),有些年份南海夏季風在4月初已經爆發,而有些年份在6月份才爆發,因此,5月份南海地區的環流和降水會有比較大的年際變化。我們把對流場、850 hPa緯向風場和渦度場均處理成候平均資料,結合 CMAP降水資料,對第25候至第30候平均后計算1979～2007年各場變化的標準差 (圖略)。綜合考慮降水、對流、低層風場和渦度場的年際變化 ,本文選取 (5°N～20°N,110°E～120°E)代表南海地區。

為了了解夏季南海地區的低頻振蕩周期,分別對1979年到2008年逐年的南海地區平均的對流場(OLR)、850 hPa的緯向風和經向風以及位勢高度場作了小波分析。由于大部分年份的小波分析結果都比較一致,這里只給出1987年的Mo rle小波分析實部結果作為代表。圖 1是1987年 OLR、850 hPa緯向風、850 hPa經向風和850 hPa位勢高度的Mo rlet小波分析的實部。從OLR小波分析結果可以看出,30～60天的振蕩周期在5月份開始明顯加強,整個夏季30～60天的振蕩周期都存在;10～20天左右的振蕩周期也在5月份開始加強,并持續到11月份;60～100天的周期整年都存在。850 hPa緯向風30～60天振蕩整年都存在,而10～20天和90天左右的振蕩周期則夏季比較明顯。850 hPa經向風20～30天的振蕩在1月份就存在,這個振蕩周期整年都比較明顯;10～20天的振蕩從5月份開始明顯,6～9月為強盛時期;50～90天的振蕩在整年都存在的。850 hPa位勢高度場的10～20天的振蕩在3月份開始出現,并維持到12月份,并在夏季達到最強;20～30天的振蕩整年都存在,也是在夏季達到最強,40～80天的振蕩則主要在夏季才比較明顯。由此可見,夏季南海地區各個物理要素普遍存在10～90天的低頻振蕩周期,其中30～60天和10～20天振蕩周期尤為顯著。本文主要分析30～60天周期的振蕩,并對資料都采用構造的帶通濾波器進行 30～60天帶通濾波(Murakami,1979)。

南海夏季風處于活躍時,南海地區的西南風是加強的;而南海夏季風處于中斷時,南海地區西南風減弱,甚至為偏東風控制。據此,對南海區域平均的5～9月850 hPa的30～60天低頻西南風進行標準化,定義標準化值大于1的30～60天低頻振蕩處于活躍狀態,而標準化值小于-1則為不活躍狀態。每年夏季大致都有3～4個左右的活躍或不活躍狀態,每個活躍或不活躍狀態持續的時間大概為10～20天,圖2是 1979年5～9月的標準化結果,其它年份的結果也是類似的。

圖1 1987年南海地區 (5°N～20°N,110°E～120°E)區域平均的逐日 Mo rlet小波分析實部:(a)OLR;(b)850 hPa緯向風;(c)850 hPa經向風;(d)850 hPa位勢高度Fig.1 The Mo rlet wavelet test real modes fo r(a)OLR,850-hPa(b)zonal wind,(c)meridional wind,and(d)geopotential height averaged over the South China Sea region in 1987

圖2 1979年5月1日至9月30日南海區域平均的850 hPa 30～60天低頻西南風標準化時間序列分布Fig.2 Standardized time series of the southwesterlies with 30-60 day period at 850 hPa averaged over the South China Sea region from 1 May to 30 Sep in 1979

圖3給出了30年5到9月850 hPa原始風場和相對渦度的合成圖。由圖3a可見,孟加拉灣、中南半島、南海地區受西南風控制,105°E與120°E附近存在越赤道氣流,南海季風槽處于弱的氣旋流場。相對渦度的分布表明 (圖3b),印度季風槽和南海季風槽處的渦度值都為正值,赤道帶則主要為負值;渦度正值區對應著夏季季風環流的上升位置,赤道地區的負值區則對應著季風環流的下沉支。

圖4分別給出了850 hPa 30～60天低頻流場和低頻相對渦度在30年所有活躍狀態和不活躍狀態的合成。可以看到,當低頻振蕩處于活躍狀態時,孟加拉灣、中南半島、南海地區受到低頻西風或偏西風的影響,南海和菲律賓北部為低頻氣旋環流場 (圖4a);這樣的分布和圖3a是類似的,說明30～60天振蕩處于活躍狀態時,會增強南海地區的西南風以及南海夏季風槽。圖4b是不活躍狀態時30～60天低頻流場的合成,它的分布幾乎和圖4a的分布相反,南海、中南半島、孟加拉灣地區都受到低頻偏東風控制,南海和菲律賓北部為低頻反氣旋流場,這說明30～60天低頻振蕩處于不活躍狀態時,將會減弱南海地區的西南風和南海夏季風槽,從而減弱南海夏季風。500 hPa上的30～60天低頻振蕩活躍和不活躍狀態的合成結果與850 hPa的分布是類似的,而200 hPa上的低頻流場分布特征則與850 hPa和500 hPa上大致是相反的 (圖略)。對30～60天低頻相對渦度的分析表明,在低頻振蕩的活躍期 (圖4c),印度季風槽和南海季風槽地區為正的低頻相對渦度,赤道至10°N為負的低頻相對渦度帶,因此30～60天低頻振蕩處于活躍狀態時,會增加南海季風槽處的相對渦度;而在不活躍狀態時 (圖4b),它的分布與活躍狀態時的分布是相反的,說明30～60天低頻振蕩處于不活躍狀態時會減弱南海夏季風槽地區的相對渦度。綜上可見,低頻振蕩的活躍位相對應著加強的南海夏季風活動,而不活躍位相對應著減弱的南海夏季風活動。

圖3 1979～2008年夏半年 (5～9)月合成的850 hPa(a)風場 (單位:m/s)和 (b)相對渦度 (單位:10-6 s-1)的分布Fig.3 Composite distribution of(a)the wind fieldsand(b)the relative vorticity(10-6 s-1)at 850 hPa averaged from 1 May to 30 Sep during 1979-2008

圖4 1979～2008年夏半年 (5～9月)合成的850 hPa低頻風場 (a、b,單位:m/s)以及相對渦度 (c、d,單位:10-6 s-1):(a、c)活躍狀態;(b、d)不活躍狀態Fig.4 Composite(a,b)w ind fields and(c,d)relative vorticity(10-6 s-1)at 850 hPa with 30-60 day period averaged from 1 May to 30 Sep during 1979-2008:(a,c)For the active phase;(b,d)for the inactive phase

圖5 (a)1979～2008年夏半年850 hPa 30～60天低頻相對渦度變化標準差以及 (b)相對渦度變化標準差的30年平均分布 (單位:10-6 s-1)Fig.5 Standard deviations for(a)the low frequency component of relative vorticity and(b)themean relative vorticity at 850 hPa from 1 May to 30 Sep averaged for 30 years(1979-2008).Contour intervals are 1×10-6 s-1 in(a)and 0.25×10-6 s-1 in(b)

4 30～60天低頻振蕩對南海夏季風的可能影響

圖5a是1979～2008年平均的夏半年 (5～9月)850 hPa 30～60天低頻相對渦度變化標準差的分布,它反映了夏半年30～60天低頻振蕩變化的空間分布特征。圖5b是1979～2008年夏半年 (5～9月)850 hPa相對渦度變化的年際變化標準差的平均分布。圖5a和圖5b的分布特征是比較相似的,特別是南海和菲律賓附近都為大值中心,兩者的空間相關系數達到0.44,其中南海地區的空間相關系數達到0.6。因此,夏半年平均的相對渦度的年際變化與30～60天低頻振蕩的變化關系密切。

進一步對850 hPa風場的夏半年平均場和夏半年30～60天的低頻變化場進行EOF分析,它們第一模態的方差貢獻分別為35%和54%,都通過了North檢驗 (North et al.,1982)。圖6a和6b分別為850 hPa風場的夏半年平均場年際變化和夏半年30～60天的低頻變化場的 EOF分析的第一模態的空間分布。從圖6a可以看出,當時間系數為正時,南海、中南半島、孟加拉灣地區受東風控制,南海和菲律賓北部則存在反氣旋流場;這和圖6b的空間分布是類似的。這就說明夏半年30～60天低頻振蕩變化空間分布和平均場的年際變化的空間分布是類似的,也進一步說明夏半年低頻振蕩的變化與平均場的年際變化有密切關系。當夏半年低頻振蕩活躍狀態為主要模態時有可能導致強的南海夏季風年,如果低頻振蕩不活躍狀態為主要模態時可能導致弱的南海夏季風年。

為了揭示30～60天低頻振蕩的變化可能對南海夏半年平均場年際變化的貢獻,我們分別以相對渦度和OLR為例計算了1979～2008年30～60天低頻振蕩活動年際變化的標準差與夏半年平均場年際變化標準差的比值分布 (圖7)。由圖7可見,在南海地區相對渦度和OLR的比值都超過了40%,因此在南海地區30～60天低頻振蕩活動的年際變化對夏半年平均場的年際變化可以產生重要影響。

前面的分析表明,當30～60天低頻振蕩處于活躍狀態時可以增強南海夏季風槽以及南海夏季風,當30～60天低頻振蕩處于不活躍狀態時則相反;并且夏季30～60天低頻振蕩變化的空間分布和夏季季節平均場變化的空間分布是類似的。因此,我們推測南海地區夏季30～60天低頻振蕩活動可能對南海夏季風的年際變化有重要影響。那么,是不是在強的南海夏季風年,低頻振蕩活躍狀態發生的概率就大于中斷狀態發生的概率?在弱的南海夏季風年,不活躍狀態發生的概率就大于活躍狀態發生的概率?為證明這一想法,我們分別對強、弱夏季風年850 hPa相對渦度的30～60天低頻變化分量合成后再進行 EOF分析,并對求得的時間系數求二維概率密度函數。

圖6 EOF分析第一模態空間分布 (a、b)和時間系數 (c、d):(a、c)1979～2008年夏半年平均850 hPa風場;(b、d)夏半年平均850 hPa 30～60天低頻振蕩風場Fig.6 (a,b)The first EOFmode spatial patterns and(c,d)corresponding principal components fo r(a,c)the summer wind fields and(b,d)the low frequency components of summer wind fields at 850 hPa for 1979-2008

圖7 1979～2008年30～60天低頻振蕩活動年際變化標準差與1979～2008年原始場夏半年平均場年際變化標準差之比分布圖:(a)850 hPa相對渦度;(b)OLRFig.7 Ratio between standard deviation of interannual variation of the low frequency oscillation activity and interannual variation of the summer mean for 1979-2008:(a)Relative vorticity at 850 hPa;(b)OLR

用來作為南海夏季風強度指數的指標大概有兩類:一類是動力指標 (姚永紅和錢永甫,2001)用高低層渦度差作為強度指標;另一類是用動力指標和熱力綜合指標 (梁建茵等,1999)采用西南風分量與OLR相結合的方法,張秀芝等 (2002)采用濕位渦定義南海夏季風強度指數。事實上,這些指標之間有很好的相關關系 (高輝和梁建茵,2005)。本文采用梁建茵等 (1999)定義的南海夏季風指數。該指數是這樣定義的:

圖8 合成的南海夏季風強年5月1日至9月30日850 hPa 30～60天低頻相對渦度的EOF(a、c)第一模態和 (b、d)第二模態 (a、b)空間分布 (×10-2)和 (c、d)時間系數Fig.8 (a,b)The spatial patterns(×10-2)and(c,d)p rincipal components of(a,c)the first EOFmode and(b,d)the second EOF mode for composite low frequency component of relative vorticity at 850 hPa from 1 May to 30 Sep in strong monsoon years

式中,I為南海夏季風強度指數,V為南海區域平均的西南風,u為南海區域平均850 hPa緯向風,v為南海區域平均850 hPa經向風,R為南海區域平均向外長波輻射 (OLR),a、b為常數,a=1 m/s,b=10 W/m2,然后采用每年4～10月I的和表示該年南海夏季風強度指數。按此定義,我們分別挑選出強和弱南海夏季風年各7年,強南海夏季風年分別為:1984、1985、1999、2000、2001、2002、2005;弱南海夏季風分別為:1980、1982、1983、1987、1989、1996、2004。

對夏半年 (5月1日～9月30日)南海夏季風強、弱年850 hPa低頻相對渦度分別進行 EOF分析,并對求得的第一和第二時間系數求二維概率密度函數。圖8為南海夏季風強年合成后對5月1日～9月30日850 hPa 30～60天低頻相對渦度所求的EOF第一和第二模態空間分布及其時間系數。前兩個模態的方差貢獻分別為39.33%和17.12%,而且都通過了 No rth檢驗。對所求得的時間系數進行標準化后再求二維概率密度函數,圖9a為求得的二維概率密度函數結果,橫坐標表示第一時間系數,縱坐標表示第二時間系數。圖9a中明顯存在一個大值中心,中心數值達到55%,該概率密度函數大值中心所對應的時間系數發生的概率是最大的。因此,求得對應此值中心的時間系數,然后分別乘上空間向量,還原 EOF,就得到圖9b。從圖9b中可以看到南海季風槽區為正值區,這和低頻振蕩活躍狀態時的合成分布是比較一致的,因此強的南海夏季風年30～60天低頻振蕩活躍狀態發生的概率確實是大于不活躍狀態發生的概率的。

類似利用南海夏季風弱年合成結果對5月1日～9月30日30～60天低頻振蕩進行 EOF分析 (圖略),并對所求得的時間系數進行標準化后再求二維概率密度函數。圖10a為求得的二維概率密度函數結果,圖中也明顯存在一個大值中心,中心數值達到22%,該概率密度函數大值中心對應的時間系數發生的概率是最大的。因此求得對應此大值中心的時間系數然后分別乘上空間向量,還原 EOF,得到圖10b。由圖10b可見,南海季風槽區基本為負值區,這與不活躍狀態時的合成分布相似,因此弱的南海夏季風年30～60天低頻振蕩不活躍狀態發生的概率也確實是大于活躍狀態發生的概率的。

圖9 (a)南海夏季風強年夏半年850 hPa低頻相對渦度EOF分析第一和第二模態所對應的時間系數 (PC1和PC2)的二維概率密度函數分布 (等值線間隔為0.06);(b)圖9a大值中心對應的時間系數乘上相應的空間分布的 EOF還原圖 (單位:10-8 s-1)Fig.9 (a)Two-dimensional probability density function of the first two princip le components(PC1 and PC2)of EOF for the low f requency component of relative vorticity at 850 hPa from 1 May to 30 Sep in strong monsoon years(contour interval is 0.06);(b)retrieved EOF pattern by the principal component with the biggest probability in Fig.9a multiplied the corresponding spatial pattern(units:10-8 s-1)

圖10 同圖9,但為南海夏季風弱年Fig.10 Same as Fig.9,but for weak monsoon years.Contour interval is 0.04 in(a);units are 10-8 s-1 in(b)

5 結論和討論

本文利用1979～2008年NCEP/NCAR-2的日平均再分析資料、NOAA的OLR資料以及1979～2007年全球候平均的 CMAP降水資料,采用多種診斷分析方法,研究了南海地區熱帶大氣低頻振蕩及其對南海夏季風的可能影響。結果表明,夏半年南海地區各物理要素都普遍存在10～90天的低頻振蕩周期,其中30～60天季節內振蕩周期尤為顯著。當30～60天低頻振蕩處于活躍位相時,南海及其周圍地區的低層大氣為低頻西南風,南海和菲律賓北部為低頻氣旋流場且為正的位渦度,對流中心位于南海附近一帶,因此低頻振蕩的活躍位相對應著增強的南海夏季風槽和南海夏季風;當30～60天低頻振蕩處于不活躍位相時,情形正好相反。進一步的研究揭示,南海地區30～60天低頻振蕩對南海夏季風有重要影響。夏半年30～60天低頻振蕩變化的空間型與夏半年平均場的年際變化的空間分布非常相似,并且南海及其附近地區的30～60天低頻振蕩活動的年際變化對夏半年平均場的年際變化有顯著的貢獻。利用強、弱南海夏季風年的比較也證明,強的南海夏季風年30～60天低頻振蕩活躍狀態發生的概率明顯大于不活躍狀態發生的概率,而弱的南海夏季風年則是不活躍狀態發生的概率大于活躍狀態發生的概率。從而說明如果30～60天低頻振蕩的活躍狀態處于主導時,南海夏季風往往會偏強;反之,如果不活躍狀態處于主導時,南海夏季風往往會偏弱。

要說明的是,本文主要分析了南海地區大氣低頻振蕩的特征及其對南海夏季風的可能影響,另一個有意義的問題是大氣低頻振蕩影響南海夏季風的機理。我們的分析發現,當30～60天振蕩處于活躍狀態時,南海地區的對流中心位置比較偏北,大概位于15°N左右,與此同時副熱帶高壓位置偏東,南海地區主要為西南風控制;而當30～60天振蕩處于不活躍狀態時,南海地區的對流中心位置南移,大概位于5°N附近,并且副熱帶高壓位置偏西,南海地區主要受偏東風的影響。其中對流的位置及其引起的大氣熱源可能是導致南海夏季風異常的關鍵所在,關于低頻振蕩影響南海夏季風的機理值得今后作進一步深入的探討。

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Tropical Low Frequency Oscillations with 30-60 Day Period and Its Possible Influence on the South China Sea Summer Monsoon

CHEN Shangfeng1,2,WEN Zhiping2,and CHEN Wen1

1CenterforMonsoonSystemResearch,InstituteofAtmosphericPhysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029
2CenterforMonsoonandEnvironmentalResearch,DepartmentofAtmosphericSciences,SunYat-SenUniversity,Guangzhou510275

The tropical low frequency oscillation and its possible influence on the South China Sea(SCS)summer monsoon are studied by using the daily NCEP/NCAR-2(National Centers for Environmental Prediction and National Center for A tmospheric Research)reanalysis data and the outgoing long-wave radiation(OLR)data from NOAA(National Oceanic and A tmospheric A dministration)for the time period of 1979-2008,and the CPC Merged Analysisof Precipitation(CMAP)data for the time period of 1979-2007.Results reveal that there are significant low f requency oscillations with 30-60 day period over the SCS region.When the 30-60 day oscillation is in an active state,the low frequency componentsof southwesterly prevailover the SCSand the cyclonic circulation appears in northern SCS.Hence,in the active state the low frequency oscillation tends to strengthen the South China Sea summermonsoon(SCSSM)trough and the SCS summermonsoon.In the inactive stateof the low frequency oscillation,the situation tends to beopposite.Further researches indicate that the spatial pattern for the variability of the low frequency oscillation is analogous to that for the interannual variationsof the SCS summer monsoon.Particularly the variance of low frequency oscillation activity in the SCS region can account for nearly half of that for the interannual variations of the SCS summer monsoon.The comparison between strong and weak SCS summer monsoon years presents that the occurrence probability of active state is higher than that of inactive state for the low frequency oscillation in strong monsoon years.However,in weak monsoon years the occurrence probability of inactive state is higher than that of active state.Therefore,the low frequency oscillation with 30-60 day period likely has an impo rtant influence on the SCS summermonsoon.When the active state is dominant for the low frequency oscillation,the SCS summer monsoon tends to be strong.On the contrary,the SCS summermonsoon tends to be weak when the inactive state is dominant for the low frequency oscillation.

low frequency oscillation with 30-60 day period,the South China Sea summer monsoon,active state,inactive state

1006-9895(2011)05-0982-11

P461

A

陳尚鋒,溫之平,陳文.2011.南海地區大氣30～60天低頻振蕩及其對南海夏季風的可能影響 [J].大氣科學,35(5):982-992. Chen Shangfeng,Wen Zhiping,Chen Wen.2011.Tropical low frequency oscillations with 30-60 day period and its possible influence on the South China Sea summer monsoon[J].Chinese Journal of A tmospheric Sciences(in Chinese),35(5):982-992.

2010-09-21,2011-03-14收修定稿

國家重點基礎研究發展規劃項目2009CB421405,國家自然科學基金資助項目41025017、40921160379

陳尚鋒,男,1989年出生,碩士研究生,主要從事季風和氣候動力學研究。E-mail:chenshangfeng@hotmail.com

陳文,E-mail:chenw@mail.iap.ac.cn