收稿日期：2023-11-18

作者簡介：陳曉玲（1996—），女，云南廣南人，助理工程師，研究方向為大氣科學。

摘 要：近年來，我國西南地區(qū)低溫嚴寒、暴風雪、干旱等極端天氣時有發(fā)生，最為突出的是2008年我國西南地區(qū)遭受歷史罕見的持續(xù)大范圍低溫雨雪冰雹冰凍災害和2009—2012年的特大干旱災害。低溫雨雪災害造成了巨大的經濟損失，長時間的低溫雨雪霜凍造成農作物大量減收，甚至絕收、林木嚴重受損、交通主干線受阻等，嚴重影響了群眾的生產生活。然而，我國西南地區(qū)的氣候異常與大氣環(huán)流異常密不可分，且與其他區(qū)域的氣候和大氣環(huán)流異常相互聯(lián)系，這些聯(lián)系又被稱為遙相關，因此研究遙相關尤其是北半球的遙相關對我國農民生產生活具有十分重要的意義。

關鍵詞：秋季絲路型；中國西南；秋季降水；溫度

中圖分類號：P461 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

中國西南地區(qū)（21°～34°N，97°～111°E），包含四川省、貴州省、云南省、西藏自治區(qū)、重慶直轄市。西南地區(qū)地形結構復雜，主要以高原、山地為主，四川盆地、云南高原、貴州高原等地區(qū)氣候各具特色。四川盆地氣溫東高西低，南高北低，盆底高而邊緣低，等溫線分布呈現(xiàn)同心圓狀，霜雪少見，相當于中國南嶺以南的亞熱帶氣候，終年溫濕，多云霧，日照少，冬暖夏熱，多秋雨夜雨，降水十分充沛，但冬干、春旱、夏澇、秋綿雨，年內分配不均，具有由東南向西北的空間變化[1]。貴州高原為高原型亞熱帶氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候冬冷夏溫，多陰雨，少日照，年降水量多，由西北往東南遞增，高原上氣候要素一般有自南、東而向北、西的空間變化特點。氣候以干濕分明、四季如春以及垂直氣候帶同前兩者迥然分開，氣溫日較差大，氣候要素有由南到北和西到東的變化特點[2]。云南高原冬暖夏涼，全年降水量多，氣溫的垂直變化明顯，降水西南和東南較多，自此向東北遞減[3]。西南地區(qū)屬于高原山地氣候和亞熱帶季風性濕潤氣候。高原山地氣候特點為全年低溫，降水量少；亞熱帶季風性濕潤氣候特點為夏季高溫多雨，冬季溫和少雨。

1 西南氣候特征及遙相關研究的意義

中國西南地區(qū)包含四川省、貴州省、云南省、西藏自治區(qū)、重慶直轄市。西南地區(qū)地形結構復雜，主要以高原、山地為主。四川盆地氣溫東高西低，南高北低，盆底高而邊緣低，等溫線分布呈現(xiàn)同心圓狀，霜雪少見，相當于中國南嶺以南的亞熱帶氣候，終年溫濕，多云霧，日照少，冬暖夏熱，多秋雨夜雨，降水十分充沛。

2 北半球大氣遙相關

早在20世紀30年代，Walker和Bliss（1932年）就系

統(tǒng)地分析地面氣象要素，從海平面氣壓的變化發(fā)現(xiàn)了大西洋和歐洲之間的海平面氣壓、地表面附近的空氣溫度存在明顯的遙相關現(xiàn)象。20世紀80年代，Wallance和Gutzler（1981年）利用海平面氣壓與500 hPa

高度場資料，系統(tǒng)地計算點相關系數(shù)，發(fā)現(xiàn)大氣環(huán)流存在幾種遙相關型：太平洋/北美型（PNA）、西太平洋型（WA）、東大西洋（EA）、歐亞型（EU）和西太平洋型（WP）。

3 絲綢之路遙相關型

3.1 SRP特征

絲綢之路模式（SRP）是北半球夏季的一個緯向型遙相關型，由歐亞大陸上空對流層副熱帶急流形成的幾個地理上固定的中心所組成。其中一個階段的特點是在里海和朝鮮半島（東歐和蒙古）有異常的正壓反氣旋（氣旋）?！敖z綢之路”波列有3個典型的活動中心，分別位于西亞—中亞（30°～50°N，50°～85°E）、蒙古（30°～50°N，85°～110°E）和遠東（30°～50°N，110°～145°E），對應“正—負—正”的渦度異常場?！敖z綢之路”波列其垂直結構相當正壓，高度可達對流層頂部。

3.2 SRP研究進程

自SRP發(fā)現(xiàn)以來，其形成機制一直是研究中的主要問題，對“絲綢之路”波列形成機制目前存在2種觀點：一種是大氣內部動力過程是“絲綢之路”波列形成的重要因子，亞洲急流是“絲綢之路”波列的波導，換而言之，“絲綢之路”波列對東亞高空急流變異產生影響。因此，“絲綢之路”波列與亞洲急流密切聯(lián)系，存在能量的互相轉換，是一種共生關系。另一種外源強迫的觀點認為“絲綢之路”波列是大氣對地形和定常熱源的強迫響應，如地中海東部附近的對流，印度夏季風區(qū)的非絕熱加熱或印度洋的非絕熱加熱以及厄爾尼諾—南方濤動（ENSO），能激發(fā)SRP并調整其相位。

與大量研究SRP的年際變率相比，SRP對氣候的影響很小，但在最近的研究中已被忽略了。根據(jù)前人的研究結果，“絲綢之路”波列是亞洲夏季高空急流上穩(wěn)定遙相關型，通過歐亞大陸及西太平洋其他環(huán)流成員相互作用對夏季亞洲大陸中緯度天氣氣候產生重要影響。例如，20世紀90年代末，隨著歐洲、西亞和東北亞地區(qū)夏季變暖的放大，以及亞洲內陸高原地區(qū)和長江流域下游的夏季降水減弱，觀測到類似于SRP的對流層上層波圖。SRP是夏季亞洲急流上的低頻羅斯貝外波模態(tài)，其傳播被限制在亞洲急流上而呈現(xiàn)明顯的緯向特征。SRP存在季節(jié)內、次季節(jié)、年際以及年代際等時間尺度的變化?！敖z綢之路”波列是導致2010年的巴基斯坦特大洪水及東亞異常高溫事件的重要天氣系統(tǒng)。由于“絲綢之路”波列與ENSO信號的相關性比較弱，不能用ENSO相關。氣象工作者發(fā)現(xiàn)東亞梅雨帶降水偏少而我國華南和華北降水偏多時，“絲綢之路”波列的負相位顯著。相關研究結果表明：中國西北地區(qū)7月降水量與“絲綢之路”波列和“歐洲—中國（E—C）”波列有關。有研究者通過研究大尺度背景場，得出“絲綢之路”波列可以制約印度季風的暴發(fā)時間。此外，20世紀90年代末發(fā)生的中國東部夏季季風降水年代際突變與“絲綢之路”型波列的變化有關。

“絲綢之路”波列在7、8月最明顯，以8月最強，因此絲綢之路遙相關的影響在夏季最為明顯，分析效果最好，所以其在夏季的影響研究最多，但在其他季節(jié)的影響研究還不夠充分。研究表明，SRP能夠影響歐亞大陸夏季降水及地表溫度。這種影響是通過與SRP相聯(lián)系的環(huán)流場異常造成的。中國西南也受到SRP的影響，但秋季是否也受到影響，且影響程度都是未知的，所以就秋季絲綢之路遙相關進行分析與討論。

4 數(shù)據(jù)和方法

4.1 數(shù)據(jù)信息

采用1979—2011年高度場、氣溫、渦度月平均大氣再分析資料來自美國國家環(huán)境預測中心（NCEP）逐月再分析數(shù)據(jù)集，水平分辨率2.5°（緯度）×2.5°（經度），1979—2011年期間月度地表降水據(jù)集由英國東安格利亞大學氣候研究室（CRU），水平分辨率為0.5°

×0.5°。

4.2 方法介紹

4.2.1 SRP指數(shù)定義

秋季平均值均被定義為9、10、11月（SON）的平均值，并在整個研究中使用。絲綢之路模式（SRP）定義為秋季平均200 hPa徑向風場（20°～60°N，30°～130°E）的第一個經驗正交函數(shù)（EOF）模式，SRP指數(shù)被定義為歸一化的第一主成分。通過對秋季平均200 hPa經向風場EOF分析，再進行回歸，學生t檢驗，得到通過顯著性檢驗置信區(qū)為90%和95%的圖示。

4.2.2 學生t檢驗

在氣象統(tǒng)計預報中，相關系數(shù)是衡量2個變量之間關系密切程度的量，這個量的大小是否顯著也需要作統(tǒng)計檢驗，t檢驗是在樣本容量固定的情況下，事先計算統(tǒng)一的判別標準相關系數(shù)，若計算的相關系數(shù)，則通過顯著性的t檢驗，n為樣本容量，t為時間。

5 秋季絲綢之路遙相關型及其變化特征

5.1 秋季絲綢之路遙相關的空間分布

1979—2011年秋季200 hPa徑向風EOF第一模態(tài)

的空間分布圖1，此圖是秋季絲路型處于正位相時的空間分布，從圖1可以看出，在20°～60°N，30°～130°E區(qū)域從里海至亞洲東部空間上存在一個“+—+”的排列，具體表現(xiàn)為在歐亞大陸上空的緯向波列，在伊朗高原地區(qū)、黑海和東海上空200 hPa徑向風場呈現(xiàn)出一個正的分布，在蒙古地區(qū)出現(xiàn)一個負的分布。1979—2011年秋季200 hPa徑向風EOF第一模態(tài)的空間分布有一種規(guī)律分布中亞和東亞地區(qū)變化相反，中亞為正異常，東亞為負異常。

5.2 秋季絲綢之路遙相關的時間序列

1979—2011年SRP的秋季200 hPa徑向風EOF第一模態(tài)的時間序列圖2，第一模態(tài)中高層環(huán)流異常由絲綢之路遙相關導致，從圖2可以看出，時間序列呈現(xiàn)出一個年代際變化，其指數(shù)正負變化呈現(xiàn)出規(guī)律變化。

6 秋季絲路遙相關型與東亞大氣環(huán)流及與我國西南氣溫和降水的關系

6.1 秋季絲路型遙相關與東亞大氣環(huán)流

1979—2011年的秋季SRP對應的同期的200、500及850 hPa的位勢高度場回歸圖（圖略），可以看出各個高度上都有一個的自西向東緯向型波列的，呈現(xiàn)出“+ - + -”的分布?？梢钥闯觯?00 hPa位勢高度場上的負異常中心有里海和威海北部、東西伯利亞2個顯著的負異常中心，2個正異常中心位于歐洲東部和西西伯利亞、蒙古地區(qū)；200～850 hPa的位勢高度場相似，都有異常高壓中心和異常低壓中心。

6.2 秋季SRP對我國西南溫度的影響

1979—2011年通過90%和95%的置信度的溫度相關圖（圖略），從中可以看出存在2個比較大的顯著性負相關中心：一個位于地中海，另一個位于中國東北部，還存在一個顯著性負相關中心，在里海附近，其溫度相關的顯著性相關也呈一種“- + -”的分布。在中國西南部、四川、云南等地，其屬于負相關區(qū)。

6.3 秋季SRP對降水的影響

地中海有一個顯著性明顯正的降水相關中心，在巴爾克什湖和里海附近有一個顯著性明顯負的降水相關中心，在中西伯利亞地區(qū)有一個顯著的正相關中心，在中國中部、西南部都存在一個顯著性明顯負的降水相關中心，明顯呈正相關的是較平均年際降水增多，明顯呈負相關的是較平均年際降水減少，所以SRP對我國西南地區(qū)降水減少。

7 結論

（1）對1979—2011年200、500、850 hPa位勢高度場回歸圖進行分析，可以看出大氣中存在一個自西向東傳播的波導；對200 hPa徑向風場回歸圖和溫度相關圖結合分析，得出中國西南地區(qū)處于溫度負相關區(qū)域，風場處于負距平區(qū)，北風異常，風沿等壓線吹，所以SRP對西南氣溫的影響是溫度異常減溫趨勢。

（2）對1979—2011年500 hPa渦度回歸圖和降水相關圖結合分析，得出西南部都存在一個顯著性明顯負的降水相關中心，明顯呈正相關的是較平均年際降水增多，明顯呈負相關的是較平均年際降水減少，且渦度為正距平，水汽上升，所以秋季SRP型使我國西南地區(qū)降水減少。因此SRP對西南降水的影響是使西南降水減少。

（3）對1979—2011年秋季200 hPa徑向風EOF第一模態(tài)的時間序列分析，可以發(fā)現(xiàn)SRP存在年際變化特征；對1979—2011秋季200 hPa徑向風EOF第一模態(tài)的空間分布圖分析，可以發(fā)現(xiàn)秋季SRP型處于正位相時，在歐亞大陸上空呈現(xiàn)“+ - +”的分布排列。

參考文獻

[1] 郭漪然，田孟坤，陳艷，等.秋季歐亞波列對我國秋季降水和表面氣溫的影響[J].云南大學學報（自然科學版），2019， 41（4）：746-752.

[2] 王蘇瑤，李忠賢，王大鈞，等.秋季熱帶中太平洋SST異常型與冬季中國降水和氣溫的關系[J].氣象科學，2012，32（6）： 653-658.

[3] 劉揚，劉屹岷.斯堪的納維亞遙相關對我國西南西部深秋降水的影響[J].氣候與環(huán)境研究，2017，22（1）：80-88.