徐艷虹，陳海山，曹杰，李忠賢

(1.云南大學(xué)大氣科學(xué)系，云南昆明650091;2.氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京信息工程大學(xué))，江蘇南京210044)

0 引言

中國位于東亞季風(fēng)區(qū)，東亞季風(fēng)的變異對(duì)我國氣候具有十分重要的影響。早在1934年，我國著名氣候?qū)W家竺可楨(1934)首先探討了東亞夏季風(fēng)對(duì)中國降水的影響;隨后，涂長望和黃仕松(1944)研究了東亞夏季風(fēng)的進(jìn)退對(duì)中國雨帶的季節(jié)內(nèi)變化的影響。陶詩言等(1983)、黃士松和湯明敏(1987)、陳隆勛等(1991)、Ding(1993)、丁一匯和陳隆勛(1994)系統(tǒng)研究了東亞夏季風(fēng)環(huán)流的結(jié)構(gòu)和特征。

東亞季風(fēng)系統(tǒng)不僅受到全球大氣環(huán)流的影響，而且還受到海洋、陸地、冰雪和青藏高原的影響，因此東亞季風(fēng)本身具有很大的年際和年代際變化。已有研究認(rèn)為，東亞季風(fēng)活動(dòng)存在準(zhǔn)2 a(QBO)、準(zhǔn)3.5 a(QTO)和5～6 a等周期的年際變率(何金海等，2004;陳隆勛等，2006)。東亞夏季風(fēng)的年際變率受到眾多因素的影響，如:青藏高原熱力加熱(吳國雄等，2004)、海溫強(qiáng)迫(羅邵華等，1985;金祖輝和沈如桂，1987;Huang and Wu，1989;李忠賢和孫照渤，2006;Lu and Dong，2008;陳小婷等，2010)、陸面植被(張佳華和符淙斌，2002)以及高原積雪(Ding et al.，2007a)等。黃榮輝等(2003)還提出，東亞夏季風(fēng)與ENSO的聯(lián)系尤為緊密，ENSO演變的不同階段對(duì)應(yīng)著不同的異常降水分布。

觀測事實(shí)表明，對(duì)應(yīng)我國夏季雨帶的南移，東亞夏季風(fēng)自20世紀(jì)70年代末之后明顯變?nèi)?Torrence and Webster，1999;Wang，2001;Chase et al.，2003)。最近研究揭示，除了20世紀(jì)70年代末的躍變外，我國夏季風(fēng)降水在20世紀(jì)90年代初還發(fā)生了一次明顯的年代際轉(zhuǎn)型(Ding et al.，2007b;張人禾等，2008;鄧偉濤等，2009;劉海文等，2012)。簡而言之，東亞夏季風(fēng)降水年代際變化的總體特征表現(xiàn)為雨帶的南移，而且夏季降水的年代際轉(zhuǎn)型和東亞夏季風(fēng)環(huán)流的年代際躍變同時(shí)發(fā)生。

目前關(guān)于東亞夏季風(fēng)變異的研究，大多采用不同的季風(fēng)指數(shù)來反映東亞夏季風(fēng)的變化(郭其蘊(yùn)，1983;Tao and Chen，1985;Webster and Yang，1992;施能等，1996;Lu and Chan，1999;Chang et al.，2000;李峰等，2001;華文劍和陳海山，2012)。有些指數(shù)基于季風(fēng)是海陸熱力差異的綜合產(chǎn)物而描述季風(fēng)強(qiáng)度，或者直接從季風(fēng)環(huán)流本身出發(fā)，部分指數(shù)選擇風(fēng)場、散度場或渦度場來描述季風(fēng)強(qiáng)度，還有的季風(fēng)指數(shù)則是選擇降水或?qū)α鱽矶勘碚飨募撅L(fēng)的強(qiáng)弱。Wang et al.(2008)總結(jié)了東亞季風(fēng)指數(shù)，并根據(jù)季風(fēng)的環(huán)流系統(tǒng)以及降水特征進(jìn)行了分類，體現(xiàn)了東亞季風(fēng)的總體特征。然而，由于東亞夏季風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，季風(fēng)變異本身也存在很大的空間差異。那么東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)是否具有空間的多模態(tài)特征，其異常變化與大氣環(huán)流異常之間到底存在何種聯(lián)系?本文試圖對(duì)上述問題進(jìn)行初步探討。

1 資料與方法

所用資料為1958—2002年歐洲中心ERA40再分析資料，包括月平均風(fēng)場、位勢高度場和海平面氣壓場，水平分辨率為2.5°×2.5°。采用的方法主要有經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解(EOF)、相關(guān)、合成等多元統(tǒng)計(jì)方法。

2 東亞夏季風(fēng)異常活動(dòng)的空間多模態(tài)特征

由于東亞季風(fēng)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，用簡單的指數(shù)來定量描述如此復(fù)雜的大尺度季風(fēng)特征及其變化是困難的。季風(fēng)環(huán)流變化的核心是風(fēng)向的季節(jié)性轉(zhuǎn)變，因此從季風(fēng)環(huán)流的本質(zhì)出發(fā)，采用風(fēng)場的變化可以更為直接地描述季風(fēng)活動(dòng)的變化(Goswami et al.，1999;Lau et al.，2000)。就東亞季風(fēng)而言，東亞地區(qū)的經(jīng)向風(fēng)轉(zhuǎn)換，是東亞冬、夏季風(fēng)活動(dòng)的重要標(biāo)志。對(duì)于東亞夏季風(fēng)來說，東亞地區(qū)經(jīng)向風(fēng)的活動(dòng)，可以直接反映東亞夏季風(fēng)的異?；顒?dòng)。為了客觀認(rèn)識(shí)東亞夏季風(fēng)的異?；顒?dòng)特征，以下重點(diǎn)分析東亞地區(qū)的經(jīng)向風(fēng)異常變化特征。

圖1為東亞地區(qū)夏季850 hPa經(jīng)向風(fēng)的氣候態(tài)和均方差的空間分布。就多年平均而言，東亞地區(qū)夏季平均經(jīng)向風(fēng)主要表現(xiàn)為中國東部及以東洋面、朝鮮半島及日本上空盛行的南風(fēng)，大值區(qū)主要出現(xiàn)在30°N以南區(qū)域。從850 hPa經(jīng)向風(fēng)均方差的分布(圖1b)來看，夏季850 hPa經(jīng)向風(fēng)具有較強(qiáng)的年際變率，年際變率的大值區(qū)主要出現(xiàn)在我國華南、中國以東洋面和東北亞區(qū)域。

為了了解東亞地區(qū)夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的空間分布特征，對(duì)1958—2002年夏季東亞地區(qū)850 hPa經(jīng)向風(fēng)進(jìn)行了EOF分析，得到能夠反映東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的前3個(gè)主要模態(tài)，計(jì)算結(jié)果表明前3個(gè)模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率分別為19.5%、15.0%和12.2%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)為46.7%。上述結(jié)果表明與東亞夏季風(fēng)有關(guān)的經(jīng)向風(fēng)活動(dòng)具有明顯的空間多模態(tài)特征。

圖2a為東亞地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第一模態(tài)的空間分布，該模態(tài)一方面反映了中國東部沿海及以東洋面與中國東北地區(qū)及貝加爾湖以東地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)異?！皷|南—西北”向的反位相分布特征;另一方面，也反映了經(jīng)向風(fēng)異常活動(dòng)在中國東部地區(qū)的東西反相分布。本質(zhì)上，該模態(tài)主要反映了東亞夏季風(fēng)活動(dòng)主體位置的東西向變動(dòng)和中緯度經(jīng)向風(fēng)異常。圖2d為第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)，可以看到該模態(tài)在時(shí)間演變上有明顯的年際變化特征。對(duì)應(yīng)該時(shí)間系數(shù)的高(低)值年，中國東部及以東洋面與中國東北地區(qū)為異常南風(fēng)(北風(fēng))分量，上述區(qū)域以西及貝加爾湖以東地區(qū)則對(duì)應(yīng)異常的北風(fēng)(南風(fēng))分量，東亞夏季風(fēng)主體位置偏東(西)。此外，該模態(tài)也表現(xiàn)出顯著的年代際變化特征，該空間模態(tài)大致在1970年代末期發(fā)生突變，即以20世紀(jì)70年代后期(1980年左右)為界，東亞副熱帶地區(qū)出現(xiàn)異常南風(fēng)分量的位置發(fā)生了由東到西的轉(zhuǎn)變，東亞夏季風(fēng)主體位置則由偏東向偏西轉(zhuǎn)換。

圖2b為東亞地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)的EOF第二模態(tài)的空間分布。該模態(tài)反映了夏季經(jīng)向風(fēng)異常自我國華南、長江中下游、山東半島、渤海灣到我國東北和朝鮮半島一致性變化的特征，而貝加爾湖及以南地區(qū)則表現(xiàn)為經(jīng)向風(fēng)異常的反相變化。該模態(tài)反映了傳統(tǒng)東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的總體特征和整體強(qiáng)弱。由圖2e可以發(fā)現(xiàn)，該模態(tài)在時(shí)間演變上不但具有明顯的年際變化特征，同時(shí)也表現(xiàn)出顯著的年代際變化特征。與時(shí)間系數(shù)的高(低)值相對(duì)應(yīng)，我國華南、長江中下游、山東半島、渤海灣到我國東北和朝鮮半島為一致性的異常南風(fēng)(北風(fēng))分量，東亞夏季風(fēng)整體偏強(qiáng)(弱)。

圖1 東亞地區(qū)夏季850 hPa經(jīng)向風(fēng)的氣候態(tài)(a)和均方差(b)的空間分布(單位:m/s)Fig.1 Spatial distributions of(a)climatology and(b)mean square deviation of summer 850 hPa meridional wind over East Asia(units:m/s)

圖2 東亞地區(qū)夏季850 hPa經(jīng)向風(fēng)EOF前三個(gè)模態(tài)的空間分布(a—c)及其標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間系數(shù)(d—f)Fig.2 (a-c)Spatial patterns of the first three EOF modes of summer 850 hPa meridional wind over East Asia and(d-f)their normalized time coefficients

圖2c為東亞地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)的EOF第三模態(tài)的空間分布。與前兩個(gè)模態(tài)不同，該模態(tài)主要表現(xiàn)為長江以南與廣大北方地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)異?！拔髂稀獤|北”向的反位相分布特征。該模態(tài)本質(zhì)上反映了東亞夏季風(fēng)活動(dòng)主體位置的南北向變動(dòng)。圖2f為第三模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)，可以看到，該模態(tài)在時(shí)間演變上存在明顯的階段性特征，并伴隨有一定的年際變化。對(duì)應(yīng)時(shí)間系數(shù)的高(低)值年，長江以南地區(qū)為異常北風(fēng)(南風(fēng))分量，長江以北及以東洋面則對(duì)應(yīng)異常的南風(fēng)(北風(fēng))分量，東亞夏季風(fēng)主體位置偏北(南)。與之對(duì)應(yīng)的東亞夏季風(fēng)的階段性變化主要表現(xiàn)為:1970年代末之前，東亞夏季風(fēng)活動(dòng)主體偏北;1980年代，東亞夏季風(fēng)活動(dòng)主體偏南;1990年代之后，東亞夏季風(fēng)活動(dòng)又總體偏北。

由此可見，東亞夏季風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)的異?；顒?dòng)是復(fù)雜的，東亞夏季風(fēng)的異?；顒?dòng)體現(xiàn)出明顯的空間多模態(tài)特征，不同的模態(tài)反映的東亞夏季風(fēng)活動(dòng)差異顯著，這也說明東亞夏季風(fēng)變異本身也存在很大的空間差異。

為了更好認(rèn)識(shí)東亞夏季風(fēng)的異?；顒?dòng)的空間多模態(tài)特征，需要揭示不同主模態(tài)對(duì)應(yīng)的夏季850 hPa風(fēng)場的主要特征。這里分別計(jì)算東亞地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)不同EOF模態(tài)時(shí)間系數(shù)與850 hPa風(fēng)場的相關(guān)分布(圖3)。此外，為了說明東亞夏季風(fēng)異?；顒?dòng)的空間多模態(tài)的典型性，根據(jù)夏季經(jīng)向風(fēng)不同EOF模態(tài)時(shí)間系數(shù)，選擇各模態(tài)對(duì)應(yīng)的高值(＞1.0)、低值(＜－1.0)年(表1)，并對(duì)850 hPa風(fēng)場進(jìn)行合成分析。需要說明的是，我們注意到，在實(shí)際情況中，有3個(gè)模態(tài)共存的情況;為了更好體現(xiàn)不同模態(tài)的主要特征，進(jìn)行合成分析時(shí)去除不同模態(tài)存在重復(fù)的年份。圖4給出了東亞地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)不同EOF模態(tài)高、低值年850 hPa風(fēng)場的合成差值場。下面從相關(guān)分析和合成分析的結(jié)果來進(jìn)一步來探討東亞夏季風(fēng)異常活動(dòng)的空間多模態(tài)特征。

表1 東亞地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)不同EOF模態(tài)時(shí)間系數(shù)對(duì)應(yīng)的高值年(＞1.0)、低值年(＜－1.0)Table 1 Typical years with the high(＞1.0)and low(＜ －1.0)time coefficients of of EOF modes of summer meridional wind over East Asia

圖3 東亞地區(qū)夏季850 hPa經(jīng)向風(fēng)EOF第一(a)、二(b)、三(c)空間模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與同期850 hPa風(fēng)場的相關(guān)分布(彩色陰影表示與850 hPa經(jīng)向風(fēng)的相關(guān)系數(shù))Fig.3 Correlation distributions between 850 hPa wind field and the time coefficients of(a)first，(b)second，and(c)third EOF modes of summer 850 hPa meridional wind over East Asia(Color shadings show the correlations between the time coefficients and 850 hPa meridional wind)

圖4 東亞地區(qū)夏季850 hP經(jīng)向風(fēng)EOF第一(a)、二(b)、三(c)空間模態(tài)對(duì)應(yīng)時(shí)間系數(shù)高、低值年850 hP風(fēng)場的差值分布(彩色陰影表示850 hPa經(jīng)向風(fēng)的差值;單位:m/s)Fig.4 Differences in 850 hPa wind between the high and low time coefficient years of(a)first，(b)second，and(c)third EOF modes of summer 850 hPa meridional wind over East Asia(Color shadings show the differences in 850 hPa meridional wind;units:m/s)

對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第一模態(tài)，其時(shí)間系數(shù)與東亞地區(qū)同期850 hPa風(fēng)場的顯著相關(guān)主要出現(xiàn)在中國以東洋面及貝加爾湖以東地區(qū)。從相關(guān)和合成分布(圖3a、4a)不難發(fā)現(xiàn):當(dāng)?shù)谝荒B(tài)的時(shí)間系數(shù)為正值時(shí)，在我國及日本以東洋面、貝加爾湖附近上空分別存在異常的反氣旋性中心，而在東北亞以東的洋面和我國南海附近則存在異常的氣旋性中心。與之相對(duì)應(yīng)，我國東部沿海及以東洋面為異常偏南氣流所控制，而東北、華北、華中和華南則對(duì)應(yīng)不同強(qiáng)度的異常偏北氣流。上述風(fēng)場的異常分布特征表明，對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)的正值，我國東部沿海及以東洋面的夏季風(fēng)活動(dòng)偏強(qiáng);而在其以西地區(qū)的夏季風(fēng)活動(dòng)則總體偏弱，夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏東。反之，對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)的負(fù)值，我國東部沿海及以東洋面為異常偏北氣流所控制，而東北、華北、華中和華南則對(duì)應(yīng)不同強(qiáng)度的異常偏南氣流;我國東部沿海及以東洋面的夏季風(fēng)活動(dòng)偏弱，而在其以西地區(qū)，夏季風(fēng)活動(dòng)則總體偏強(qiáng)，夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏西。

圖3b和4b分別給出了夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第二模態(tài)時(shí)間系數(shù)與東亞地區(qū)同期850 hPa風(fēng)場的相關(guān)分布和風(fēng)場的合成分布。對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第二模態(tài)，其時(shí)間系數(shù)與東亞地區(qū)同期850 hPa風(fēng)場的顯著相關(guān)主要位于菲律賓附近洋面，自我國華南、經(jīng)長江中下游、山東半島、渤海灣至我國東北及朝鮮半島一帶，貝加爾湖及以南地區(qū)。當(dāng)?shù)诙B(tài)的時(shí)間系數(shù)為正值時(shí)，在我國東南沿海至臺(tái)灣以東洋面為一異常反氣旋所控制，而在貝加爾湖東南及我國東北地區(qū)則存在異常的氣旋性中心。與之相對(duì)應(yīng)，自我國華南，經(jīng)長江中下游、山東半島、渤海灣至我國東北及朝鮮半島一帶為異常偏南氣流所控制，而菲律賓附近洋面和貝加爾湖南側(cè)則受異常的偏北氣流影響。換而言之，對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)的正值，自我國華南、長江中下游、山東半島、渤海灣至我國東北及朝鮮半島為大范圍盛行的偏南風(fēng)異常加強(qiáng)，夏季風(fēng)活動(dòng)整體偏強(qiáng)。反之，對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第二模態(tài)時(shí)間系數(shù)的負(fù)值，自我國華南、長江中下游、山東半島、渤海灣至我國東北及朝鮮半島為大范圍盛行的偏南風(fēng)異常減弱，夏季風(fēng)活動(dòng)整體偏弱。

與前兩個(gè)模態(tài)不同，夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第三模態(tài)時(shí)間系數(shù)與同期東亞地區(qū)850 hPa風(fēng)場的顯著相關(guān)主要位于中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶，以及我國華南及貝加爾湖附近的小范圍區(qū)域(圖3c)。結(jié)合合成分布(圖4c)可以發(fā)現(xiàn):對(duì)應(yīng)該模態(tài)時(shí)間系數(shù)的正值，在中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶為異常偏南氣流所控制，而我國華南及貝加爾湖附近對(duì)應(yīng)異常的偏北氣流。此時(shí)，中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶的夏季風(fēng)活動(dòng)偏強(qiáng)，其以南地區(qū)的夏季風(fēng)活動(dòng)偏弱，夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏北。反之，對(duì)應(yīng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)的負(fù)值，中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶為異常偏北氣流所控制，而我國華南及貝加爾湖附近對(duì)應(yīng)異常的偏南氣流。此時(shí)，中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶的夏季風(fēng)活動(dòng)減弱，而其以南地區(qū)的夏季風(fēng)活動(dòng)加強(qiáng)，夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏南。

以上分析表明，與東亞經(jīng)向風(fēng)的EOF前3個(gè)模態(tài)相對(duì)應(yīng)，同期850 hPa風(fēng)場也表現(xiàn)出各自典型的空間分布特征，這進(jìn)一步說明東亞夏季風(fēng)的異?；顒?dòng)確實(shí)存在明顯的多空間模態(tài)特征，且不同模態(tài)對(duì)應(yīng)的環(huán)流形態(tài)也存在顯著的差異。

3 東亞夏季風(fēng)的多模態(tài)異常變化與大氣環(huán)流異常的聯(lián)系

為了分析東亞夏季風(fēng)活動(dòng)多空間模態(tài)異常變化與大氣環(huán)流的可能聯(lián)系，進(jìn)一步分析與之對(duì)應(yīng)的同期海平面氣壓和500 hPa位勢高度場的異常分布特征。分別計(jì)算并給出東亞地區(qū)夏季經(jīng)向風(fēng)不同EOF模態(tài)時(shí)間系數(shù)與海平面氣壓場(sea level pressure，SLP)及500 hPa位勢高度場的相關(guān)分布。

東亞夏季風(fēng)第一空間模態(tài)時(shí)間系數(shù)與SLP的相關(guān)分布特征主要表現(xiàn)為亞洲南部區(qū)域和鄂霍次克海上空的負(fù)相關(guān)，以及北極極區(qū)、貝加爾湖地區(qū)和日本以東洋面的正相關(guān)(圖5a);而與同期500 hPa高度場的相關(guān)分布主要表現(xiàn)為自極地經(jīng)鄂霍次克海至日本以東洋面的“+－+”的波列分布特征(圖6a)。上述結(jié)果表明，當(dāng)夏季經(jīng)向風(fēng)EOF第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)為正值時(shí)，通常對(duì)應(yīng)同期亞洲南部SLP降低和日本以東洋面SLP升高，500 hPa高度場表現(xiàn)為自極地經(jīng)鄂霍次克海至日本以東洋面的“+－+”的距平分布。上述環(huán)流形勢容易引起我國東部沿海及以東洋面的異常偏南風(fēng)分量，有利于該地區(qū)的夏季風(fēng)活動(dòng)偏強(qiáng)，而使得上述區(qū)域以西的夏季風(fēng)活動(dòng)減弱，引起夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏東。反之，我國東部沿海及以東洋面的夏季風(fēng)活動(dòng)偏弱，而在其以西地區(qū)的夏季風(fēng)活動(dòng)偏強(qiáng)，夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏西。

東亞夏季風(fēng)第二空間模態(tài)時(shí)間系數(shù)與SLP和500 hPa高度場的相關(guān)分布具有非常相似的空間分布形勢(圖5b、6b)，均表現(xiàn)為東北、朝鮮半島、日本海一帶與菲律賓洋面、鄂霍次克海地區(qū)的反位相分布，自低緯向高緯呈現(xiàn)“+－+”的波列分布特征。當(dāng)菲律賓洋面、鄂霍次克海地區(qū)(東北、朝鮮半島、日本海一帶)SLP、500 hPa高度異常偏高(偏低)時(shí)，我國華南、長江中下游、山東半島、渤海灣至我國東北及朝鮮半島為大范圍盛行的偏南風(fēng)異常加強(qiáng)，夏季風(fēng)活動(dòng)整體偏強(qiáng)。反之，夏季風(fēng)活動(dòng)整體偏弱。

東亞夏季風(fēng)第三空間模態(tài)時(shí)間系數(shù)與SLP和500 hPa高度場的相關(guān)分布(圖5c、6c)主要表現(xiàn)為菲律賓附近洋面、日本及以東洋面、貝加爾湖到亞洲北部的負(fù)正相間的分布形勢。當(dāng)菲律賓附近洋面、日本及以東洋面、貝加爾湖到亞洲北部的SLP和500 hPa高度場為“－+－+”距平分布時(shí)，中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶的夏季風(fēng)活動(dòng)偏強(qiáng)，其以南地區(qū)的夏季風(fēng)活動(dòng)偏弱，夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏北。反之，中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶的夏季風(fēng)活動(dòng)減弱，而其以南地區(qū)的夏季風(fēng)活動(dòng)加強(qiáng)，夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置偏南。

圖5 東亞地區(qū)夏季850 hPa經(jīng)向風(fēng)EOF第一(a)、二(b)、三(c)空間模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與同期海平面氣壓場的相關(guān)分布(陰影區(qū)表示通過0.05信度的顯著性檢驗(yàn))Fig.5 Correlation distributions between summer sea level pressure field and the time coefficients of(a)first，(b)second，and(c)third EOF modes of summer 850 hPa meridional wind over East Asia(Regions with correlation exceeding 0.05 significance level are shaded)

圖6 東亞地區(qū)夏季850 hPa經(jīng)向風(fēng)EOF第一(a)、二(b)、三(c)空間模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)與同期500 hPa高度場的相關(guān)分布(陰影區(qū)表示通過0.05信度的顯著性檢驗(yàn))Fig.6 Correlation distributions between summer 500 hPa geopotential height field and the time coefficients of(a)first，(b)second，and(c)third EOF modes of summer 850 hPa meridional wind over East Asia(Regions with correlation exceeding 0.05 significance level are shaded)

4 結(jié)論

利用ERA40再分析資料，采用相關(guān)、合成、自然正交函數(shù)展開(EOF分析)等方法，探討了東亞地區(qū)夏季風(fēng)活動(dòng)的多空間模態(tài)特征及其與大氣環(huán)流異常的可能聯(lián)系，主要結(jié)論如下:

1)東亞夏季風(fēng)活動(dòng)存在三種差異明顯的典型空間模態(tài)。第一模態(tài)反映了夏季風(fēng)活動(dòng)在我國東部沿海及以東洋面與其以西地區(qū)的反相變化特征，主要體現(xiàn)了夏季風(fēng)活動(dòng)主體位置的東西變動(dòng);第二模態(tài)反映了自我國華南，經(jīng)長江中下游、山東半島、渤海灣至我國東北及朝鮮半島一帶夏季風(fēng)活動(dòng)的一致性變化特征，體現(xiàn)了東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的整體強(qiáng)弱;而第三模態(tài)則主要反映了夏季風(fēng)活動(dòng)在中國以東洋面、朝鮮半島、東北亞一帶與我國華南地區(qū)的反相變化特征，主要體現(xiàn)了夏季風(fēng)活動(dòng)的主體位置的南北移動(dòng)。

2)東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的多空間模態(tài)對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流異常存在顯著差異。東亞夏季風(fēng)第一空間模態(tài)與亞洲南部區(qū)域以及鄂霍次克海上空的SLP呈負(fù)相關(guān)，而與北極極區(qū)、貝加爾湖地區(qū)及日本以東洋面的SLP呈正相關(guān);而與同期500 hPa高度場的相關(guān)分布主要表現(xiàn)為自極地經(jīng)鄂霍次克海至日本以東洋面的“+－+”的波列分布特征。第二模態(tài)與SLP和500 hPa高度場的相關(guān)分布具有非常相似的空間分布形勢，均表現(xiàn)為東北、朝鮮半島、日本海一帶與菲律賓洋面、鄂霍次克海地區(qū)的反位相分布，自低緯向高緯呈現(xiàn)“+－+”的波列分布特征。而第三模態(tài)與SLP和500 hPa高度場的相關(guān)分布，主要表現(xiàn)為菲律賓附近洋面、日本及以東洋面、貝加爾湖到亞洲北部的負(fù)正相間的分布形勢。

本文基于經(jīng)向風(fēng)的EOF分析，初步揭示了東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的多模態(tài)特征，為認(rèn)識(shí)夏季風(fēng)變異本身的空間差異提供了一定參考。但有關(guān)東亞夏季風(fēng)活動(dòng)的多模態(tài)特征的形成機(jī)理和可能影響，值得在今后的研究中加以深入探討。

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