基于NCAR Cam3模式的東亞夏季風

摘 要：文章基于NCAR Cam3模式，利用相關分析和功率譜分析方法，數值模擬了自然變率下東亞夏季風的特征。結果表明：（1）自然變率下東亞夏季風具有明顯的年際和年代際變化特點。（2）自然變率下東亞夏季風存在2-4年左右周期。（3）自然變率下東亞夏季風與夏季溫度相關性最密切。（4）自然變率下東亞夏季風越強，東北、華北附近溫度較平均值偏高，華南附近溫度則較平均值偏低，反之亦然。

關鍵詞：東亞夏季風；模式；氣溫；相關

季風是一種盛行風向隨季節變化的氣候現象，它的形成是由于海-陸熱力差異導致的[1]，它也是全球大氣環流中重要的一環。全球季風區主要有美洲季風區、亞洲-澳大利亞季風區和非洲季風區，其中亞洲-澳大利亞季風區的范圍最廣。亞洲季風區是全球季風區風場年際變率最顯著的地方，特征主要表現為冬季盛行偏北季風，夏季盛行偏南季風。眾多學者研究證明了季風的重要性以及季風對氣候產生的影響[2-4]，因此研究季風具有重要意義。文章將利用NCAR Cam3模式[5]，重

點研究自然變率下東亞夏季風的特征及其與我國氣溫異常的關系。利用該模式，可以消除人為因素等外強迫對大氣環流造成的影響，從而得到氣候本身的自有的特點。

2.2 自然變率下東亞夏季風的年際變化和年代際變化

圖1給出控制試驗模擬的200年東亞夏季風指數序列，從圖中可以看出，該序列具有明顯的年際變化。圖中實線為11年滑動平均曲線，可以看出，從長時間看并非直線趨勢，而是一種長時間的波動，說明在模擬的200年中，東亞夏季風強、弱交替出現，而且體現了年代際變化的特點。

2.3 自然變率下東亞夏季風的周期特征

圖2所給出的是功率譜分析。功率譜分析表明，EAP指數最主要的周期長度在2.4、2.6、3.9年左右，通過90%的信度檢驗。

3 自然變率下東亞夏季風與我國氣溫異常的關系

3.1 自然變率下東亞夏季風與各季節溫度關系

東亞夏季風EAP指數與春、秋、冬三個季節的溫度場相關系數很小，但與夏季（同期）的相關很好，北半球中高緯大部分地區通過95%的信度檢驗。因為東亞夏季風EAP指數只與同期相關很好，沒有體現出與前期和后期的密切關系，這也充分驗證了該模式模擬的結果為自然變率下東亞夏季風與溫度的異常關系。

3.2 自然變率下東亞夏季風與我國同期氣溫的關系

由于東亞夏季風對我國氣候影響較大，與我國氣候的變化有密切關系，文章將進一步探討自然變率下東亞夏季風指數與我國同期氣溫的關系，如圖3。圖中可以看出在我國東北、華北附近，EAP指數與850hpa上的同期溫度正相關，東北附近相關系數高達0.5。在華南附近表現為負相關，相關系數為-0.3，在中國大陸中部為正相關，新疆以北為負相關。說明自然變率下東亞夏季風越強，東北、華北附近溫度較平均值偏高，華南附近溫度則較平均值偏低，反之亦然。這個結果的天氣氣候意義是非常清楚的：強夏季風時，西太平洋副熱帶高壓位置偏北，華北地區處于副熱帶高壓直接控制之下，高溫少雨。此時華南處于副高南側，受熱帶季風影響，降水偏多，氣溫偏低。

4 結束語

（1）自然變率下東亞夏季風具有明顯的年際和年代際變化特點。強、弱東亞夏季風交替出現。

（2）自然變率下東亞夏季風存在2-4年左右周期。

（3）自然變率下東亞夏季風與夏季溫度相關性最密切。

（4）自然變率下東亞夏季風越強，東北、華北附近溫度較平均值偏高，華南附近溫度則較平均值偏低，反之亦然。

參考文獻

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[2]喬云亭，陳烈庭，張慶云.東亞季風指數的定義及其與中國氣候的關系[J].大氣科學，2002，26（1）：69-82.

[3]張慶云，陶詩言，陳烈庭.東亞夏季風指數的年際變化與東亞大氣環流[J].氣象學報，2003，61（4）：559-568.

[4]陳隆勛，張博，張瑛.東亞季風研究的進展[J].應用氣象學報，2006，17（6）：711-724.

[5]任余龍，王勁松，石彥軍，等.NCAR Cam3全球氣候模式對亞洲中部干旱區氣候變化的模擬檢驗[J].干旱氣象，2013，31（2）：

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[8]黃剛，嚴中偉.東亞夏季風環流異常指數及其年際變化[J].科學通報，1999，44（4）：421-424.

作者簡介：龍妍妍（1985-），女，碩士研究生，工程師，主要從事氣候變化研究。