高原季風異常與中國降水的相關性分析

普布扎西 邊瑪羅布 丹增倫珠 旦增冉珍

（西藏自治區氣象臺，西藏 拉薩 850000）

人們稱青藏高原為“第三極”或“世界屋脊”，其平均海拔4000m 之上，有獨特的氣候特征。早在20 世紀50 年代中期，葉篤正等[3]按冬夏盛行風之間交角≥120o的這個定義，統計我們國家各區域的季風時，發現了青藏高原地區（西藏北部、青海南部區域）也存在有一處“季風區”。這個“季風區”用亞洲其他季風系統的形成原因解釋不了，即這塊季風區用海陸熱力差異形成來解釋不通，所以去尋求了另外的形成機制。

青藏高原季風指數的定義主要有以下兩種：一種是湯愗蒼等[4]從 600hPa 高度場出發選取五個點計算高原季風指數；另一種是齊冬梅等[5]從風場出發計算的高原季風指數。這兩種方法計算的高原季風指數的相關系數為 0.71，通過了 0.01 信度水平。本文采用湯愗蒼等[4]的方法來計算高原季風指數。

一、資料與分析方法

（一）資料

1.1979年到2014 年NECP/NCAR 月平均高度場再分析資料，資料的水平分辨率為2.5o*2.5o。2.1979 年至2014 年我國160 個臺站月平均降水資料。本文把6 月至8 月平均取為夏季平均；把12 月及次年2 月平均取為冬季平均。

（二）分析方法

本文中主要應用了相關分析、t 檢驗等方法。1.相關分析：相關分析是可以用來揭示兩個時間序列的相互聯系緊密程度的方法，一般情況下相關系數用r 來表示，當絕對值r 越接近1 時，表示兩者的關系越緊密。2.t 檢驗：根據自己的信度查t 分布表。本文中高原季風與中國降水的信度取了0.1，是 n=36 年的相關，所以自由度是（n-2）=34，通過查表與計算得出臨界值rc=0.1839。在相關系數圖中，把相關系數大于rc 和小于－rc 的標出來，就是通過信度檢驗的區域。

二、高原夏季風異常

根據標準化后的SPMI 指數變化情況，取SPMI>1.0 為高原夏季風偏強年，挑選的偏強年有8 年，分別為：1979 年、1982 年、1983 年、1991 年、1994 年、1997 年、2013 年、2014 年；取SPMI<-1.0 為高原夏季風指數偏弱年，偏弱年有6 年，分別為：1986 年、1999 年、2001 年、2002 年、2006 年、2012 年。

當高原夏季風強（弱）時，正相關區域的降水偏多（少），負相關區域的降水偏少（多）。由圖1 看出，顯著正相關區主要分布在新疆東部、內蒙古、東北北部、長江中上游，以及青藏高原東部；顯著負相關區相對較少，只有吉林南部、福建南部等零星地區。說明在高原夏季風偏強時，新疆東部、內蒙古、東北北部、長江中上游，以及青藏高原東部的降水將會偏多，而吉林南部、福建南部等地區降水偏少。

在高原夏季風強年中國新疆大部分地區、青海一部分、云貴高原、長江中下游、黃河中下游、內蒙古東部、東北的東南部是正距平，說明高原夏季風偏強年在這些地區的降水偏多，其中新疆中東部有一個大的正距平中心值。此外新疆西部、高原南部、黃河中上游、長江中上游、東北的北部小塊區是負距平，說明當高原夏季風偏強年在這些地區的降水偏少。將圖2 與圖1 進行對比可見，正、負相關區與正、負距平區并不是一一對應，存在不一致的區域，例如長江中上游地區，在相關圖中是顯著正相關區，但在合成圖中強高原季風年對應這塊區域為弱地負降水距平。這種結果可能是因為高原季風系統并不是這塊區域降水的主力系統。

中國西部地區的西部，青海地區是比較明顯的正距平，內蒙古的小塊區域、華南南部、東北南部與北部、云南是小的正距平，說明高原季風偏弱年在這些地區的降水偏多。新疆中東北部、高原東南部、河套地區、內蒙古東部、東北東部為負距平，所以高原季風偏弱年在這些地區的降水偏少。將圖2 與圖1 進行對比可見，正、負相關區域合成圖中的正、負距平區并不是一一對應，也存在不一致的區域，例如在內蒙東部，在相關圖中是顯著正相關區，但在合成圖中弱高原季風年對應這塊區域為強的正降水距平。這可能也是由于高原季風系統并不是這塊區域降水的主力系統。而對新疆中東部、高原東部小塊區域而言，高原夏季風強（弱）時，新疆中東部、高原東部小塊區域的降水偏多（少），通過0.1 信度水平。

三、高原冬季風異常

圖1 是1979 年到2014 年的高原冬季風指數（WPMI）與同期中國冬季降水的相關。當高原冬季風強（弱）時，正相關區域的降水偏多（少），負相關區域的降水偏少（多）。由圖可以看出，新疆的西北部、華南地區西部、內蒙古中部、內蒙古東部小塊區域、吉林南部、西南地區西部是負的相關，通過0.1 信度水平，所以當高原冬季風偏強年這些地區的冬季降水偏多，高原季風冬季風偏弱時，這些地區降水偏少；西北地區中部、西北地區東南部、華南地區西部等是正地相關，所以，當高原冬季風偏弱時這些地區的降水偏多，反之，高原冬季風偏強，則這些地方降水偏少，通過0.1 信度檢驗。與中國夏季降水與160 站相關分析結果比較，指數偏強都會對西北地區中部和東南部都是正的相關，西南地區南部是負相關，兩個圖上比較一致的，說明高原季風偏強（偏弱）年，西北地區中東部的降水偏多（偏少）；高原季風偏強（偏弱）年，西南地區西南部偏少（偏多）。

圖1 1979 年－2014 年的高原冬季風指數（WPMI）與同期中國冬季降水的相關（圖中陰影區為相關系數通過0.1 信度檢驗區）

圖2是1979 年到2014 年高原冬季風指數強年中國冬季降水場的合成距平圖。由圖可以看出在冬季指數強年時新疆北部、西北地區中東部、西藏中東部和、兩江源頭即青海至華南有一個斜向下的負距平區域，說明冬季風指數偏強這些區域冬季降水偏少。而中國其他地區（中國西部的西部、華北地區、西南南部、蒙古地區、大部分東北地區）是正距平，說明高原冬季風偏強年這些區域冬季降水偏多。與圖1比較，比較一致的區域有華南西南部、西藏東部、新疆北部。

圖2 1979 年－2014 年高原冬季風指數強年中國冬季降水場的合成距平圖（單位：mm）

負距平主要分布在新疆、江淮地區、黃淮地區、東北大部分和華南地區一部分；其他都是正的距平。說明高原冬季風偏弱年新疆、江淮地區、黃淮地區、東北大部分和華南地區的冬季降水偏少，其他地區冬季降水偏多。與冬季風偏強年合成圖比較高原冬季風偏強偏弱對東北大部分地區、高原地區、青海到四川東部、西北地區中北部的冬季降水的影響比較一致即高原季風偏強年這幾個地區降水偏多，高原冬季風偏弱年這幾個地區降水同時減少。比較一致地對降水起正作用區域是西北地區中部、西北地區東南部、華南地區西部，一致的副作用區域有新疆北部、內蒙古西北部、吉林南部。

四、結論

經分析高原季風的異常與中國降水有較良好的相關：1.在高原夏季風偏強年，新疆中東部、高原東部和長江中下游降水偏多，黃河中上游、新疆西部、華南地區降水偏少。在高原夏季風弱年，中國西部地區的西部、青海地區、江南、內蒙古的小塊區域、華南南部、東北南部與北部、云南的降水偏多，新疆中東北部、高原東南部、河套地區、內蒙古東部、東北東部的降水偏少。2.高原冬季風偏強會使華南地區西部冬季降水偏少；西藏東部、新疆北部的冬季降水偏多。高原冬季風偏弱對西北地區中部、西北地區東南部、華南地區西部的冬季降水偏多；新疆北部、內蒙古西北部、吉林南部的冬季降水偏少。