東部型、中部型ENSO影響長江流域降水的調查與分析

王淼 曹潤東 姚瑤 周心易 高參

（南京信息工程大學江蘇南京210044）

東部型、中部型ENSO影響長江流域降水的調查與分析

王淼 曹潤東 姚瑤 周心易 高參

（南京信息工程大學江蘇南京210044）

本文通過調查1951-2007年發生的多次ENSO事件的太平洋海表面溫度變化情況將其分為四種類型，分析這四種事件在不同階段的夏季環流形勢和850hPa風場，從而討論西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）和夏季風對長江流域夏季降水情況的影響，結果表明：不同類型的El Nin?o和La Nin?a事件與夏季副高強度、西伸脊點以及脊線位置關系密切，且影響夏季風的強弱變化。東部型El Nin?o主要是副高的變化影響降水，而中部型事件則是通過風場響應來影響降水的變化，且兩類事件中雨帶都有從長江以北到長江中下游偏南地區的移動過程；東部型La Nin?a時期副高顯著減弱東退，使長江流域降水量減少，中部型La Nin?a在發展年因為副高脊線北抬，長江以北出現雨帶，在消退年因為副高有北抬且長江中下游有偏南風的風速輻合帶，東南地區偏南風加強，有兩個雨帶分別位于黃河-長江中下游和長江以南。

東部型；中部型ENSO事件；副高；夏季風；長江流域降水

1 研究背景

1.1 ENSO及其研究進展

厄爾尼諾（El Nin?o）現象是指赤道中東部太平洋海溫異常增加的現象。而南方濤動（Southern Oscillation）則是發生在東南太平洋與印度洋及印尼地區之間的氣壓存在反相關關系。Bjerknes[1]較早指出這兩個現象實則是熱帶太平洋海氣相互作用的不同表示，所以將這兩種現象統稱為ENSO現象。

ENSO事件的分類方法目前有較多的研究，董宇佳、孟祥慶[2]進行了詳細的總結。研究表明，ENSO事件海表溫度異常中心的位置不同會引起不同的環流異常[2]，而傳統El Nin?o現象是指赤道東太平洋南美沿岸的增溫向西傳播至中太平洋；中部型的El Ni?o則是中太平洋最先開始增溫，一路傳播到東太平洋南美沿岸[3]。

1.2 研究方向

本文根據1951-2007年12次El Nino事件，10次La Nina事件的氣象數據，分析東部型El Nino、中部型El Nino、東部型La Nina和中部型La Nina這四種事件的海表面溫度變化過程，以及500hPa和850hPa上大氣環流對不同海溫變化過程的響應，考慮副高和夏季風對降水的影響，以期說明不同類型ENSO對我國長江流域夏季降水的不同影響。

1.3 所用資料和方法

1.3.1 1951-2007年6、7、8月中國160站月平均降水量，以這57年夏季月平均降水為平均場，分析不同類型事件的降水異常實況。

1.3.2 NOAA延伸再建的海表面溫度資料，以1951-2007年平均海表溫度為背景場，以150°W為分界線分類東、中部型事件。

1.3.3 NCEP/NCAR 1951-2007年1～12月的500 hPa月平均高度場資料和850 hPa月平均風場資料，分析不同類型ENSO的夏季平均大氣環流及距平狀況。

2 東、中部型兩類ENSO事件對應年的降水實況（圖略）

El Nin o事件的發展年到消退年，雨帶有明顯的南移，降水明顯增強，東部型El Nino的發展年，多雨帶位于黃河與長江中下游之間的大范圍地區，長江中游以南地區異常少雨，消退年雨帶移至長江中游及下游以南地區，且異常范圍擴大；相比東部型El Nino，中部型事件的異常降水更為集中，發展年雨帶位于黃河與長江下游之間的地區，長江下游以南地區異常少雨，消退年雨帶南移，呈狹窄帶狀分布在長江中下游地區。東部型La Nin?a發生時我國東部大范圍地區少雨，只有發展年在黃河下游山東半島有降水異常增強；中部型La Ni n?a的發展年我國東部降水多在黃河中下游及其以北地區，消退年多雨帶有兩個，呈南北分布，北部雨帶位于黃河長江中下游，南部雨帶位于長江以南。

3 東、中部型兩類ENSO事件的海表溫度變化（圖略）

3.1 El Nino

首先，就海溫來看，整個事件發展過程中東部型事件明顯強于中部型事件；其次，中部型El Nino處于暖性背景中，而東部型El Nino發生時在太平洋會出現西部與東部海溫的相反距平；還有，雖然兩者都在發展年冬季出現峰值，但中部型El Nin o明顯弱于東部型El Nino此時的海溫距平峰值，也說明了東部型El Nin o 較中部型El Nino海溫變化更大。這些不同會對大氣環流變化有不同的指導意義，讓我們有進一步的研究意義。

3.2 La Nina

對于東部型La Nina，從初生到衰退它的活動范圍都在太平洋東部，且海溫變化幅度較小。而中部型La Nina在發展年春季初生于太平洋東部，后來逐步向中部擴展，在發展年冬季達到鼎盛，次年春夏季該事件在太平洋東部有顯著衰減。兩種La Nina 事件發生區域不同，且中部型La Nina明顯強于東部型La Nina的海溫距平峰值，海溫變化幅度也明顯更大。

4 東、中部型兩類ENSO事件對應年夏季的環流狀況

4.1 El Nino

圖1 .a東部型El Nino消退年500 hPa高度場和850 hPa風場(左)及其距平(右)

圖1 .b中部型El Nino消退年500 hPa高度場和850 hPa風場(左)及其距平(右)

東部型El Nino在發展年夏季副高范圍較小，位于海上，強度有所減弱，此時副高對降水的影響不大，但850hPa上夏季風稍有減弱(圖略)，長江中下游地區降水多；在消退年夏季副高顯著增強，西伸南壓至長江以南地區，范圍擴大，強度增強，850hPa上夏季風明顯減弱，且在長江以南有明顯東北-西南西風切變異常，在長江中下游有偏南風的風速輻合(圖1.a)，有利于在長江中下游及以南地區形成多雨帶。

中部型El Nino夏季發展年副高有弱的西伸南壓，消退年副高位置無明顯變化，強度也都無明顯變化，這與其海溫變化幅度小相關。發展年850hPa風場上西南風速帶最北到達黃河以南(圖略)，且西南風異常增強，這時降水多發生在長江中下游以北地區；在消退年黃河-日本上空850hPa有氣旋式異常環流，長江以北大部分地區北風異常，夏季風減弱，以南地區有西南風異常增強，所以長江中下游地區形成切變及西南風-北風的異常環流輻合（圖1.b），在長江中下游偏南地區易形成多雨帶。

4.2 La Nina

圖2.a東部型La Nina發展年500 hPa高度場和850 hPa風場(左)及其距平(右)

東部型La Nin a的海溫變化大部分發生在東太平洋，海氣的相互作用弱，在發展年和消退年位于西太平洋上的副高顯著異常減弱東退，該事件發生時對暴雨