南亚高压的近期变化外文翻译资料

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南亚高压的近期变化

YANG Kai-Qing，JIANG Da-Bang

摘要：本文研究1979-2012年期间夏季南亚高压的变化。结果显示在年代际尺度上，夏季南亚高压强度和面积约在2002年减弱；南亚高压北部的东亚急流也呈减弱趋势，与南亚高压变化一致。中国东部降水雨型也在同一时期发生转变，黄淮流域和中国南部降水增多，扬子江地区降水减少。两者之间的联系是显著的水汽通量的转变。

关键词：南亚高压；年代际变化

引言

在北半球夏季，位于对流层上层的南亚高压是100hpa附近上最强大的、最稳定的大型反气旋环流系统。[1]南亚高压也是亚洲夏季风系统的主要成员之一并对亚洲气候有明显影响[2]。在60年代早期，Mason和Anderson（1963）首次发现南亚高压，之后研究南亚高压对亚洲天气和气候的影响的许多工作进行起来。Zhu（1980）等揭示了南亚高压东西振荡与中国夏季天气的关系。Zhang和Wu（2001）进一步指出南亚高压强度与扬子江降水距平呈正相关关系。

在70年代后期，东亚地区的气候发生了显著的年代际转变，(Wang,2001,2002;Jiang和 Wang, 2005; Han和Wang, 2007)这一转变伴随着南亚高压强度和面积的增强。(Zhang等, 2000)之后，中国东部降水分布也出现了明显变化。(Hu等,2003; Ding等2008)最近全球气候新的年代际转变也引起了关注。Tsonis等(2007)研究显示了气候系统内部机制引起的气候突变存在前期预兆。Swanson和Tsonis(2009)则对这项工作进了深入研究并发现突变时间在2002年。同时Zhu等(2011)指出中国东部夏季降水的年代际转变发生在1999年。对于这一转变，许多研究从低层大气环流角度上出发，几乎没有关注对流层上层的环流形势。因此，本文的目标是研究高层的年代际变化。

资料和方法

ECWMF的大气环流再分析资料，分析的变量包括位势高度、风速、水汽通量的垂直积分（从地表到0.1hpa）、水平分辨率为1.5°times;1.5°。海表温度由NOAA提供（特别是NOAA扩展重建海温V3b资料），分辨率为2°times;2°。降水分析则利用CN05.1逐日资料，分辨率为0.25°times;0.25°，由我国2416个观测站插值得到。

为去除全球长期变暖趋势，每个格点上的位势高度值减去纬向平均位势高度（Hrsquo;= H -H_{zonal mean}），得到新的位势高度场，在此基础上参考的定义方法，定义四个指数来表征15–45°N，45–105°E的南亚高压强度和面积：

（1）Hrsquo;大于1000gpm的总格点数，记为A

（2）Hrsquo;的最大值，记为I₁

（3）Hrsquo;大于1000gpm的格点值与1000gpm之差的总和，记为I₂

（4）I₂除以A，记为I₃

所用的分析资料均为1979-2012年，除降水和水汽通量只能得到2010的数据外。

已有的研究表明青藏高原上的南亚高压在5-9月表现最为强大，其年代际变化也在5-9月最明显(Zhu等1980；Zhang等,2000)。因此本文研究主要集中5-9月平均状况。

正文

用十年滑动检验，在每个格点计算突变，研究5-9月100hpa上平均Hrsquo;场的年代际转变发生的时间。在所有年份的主要变化区域的分布显示2002年是最明显的一年，因此，我们取2002年作为年代际转变点。

结果显示青藏高原和伊朗高原上的5-9月Hrsquo;在减弱，伴随着南亚高压面积和强度的减小。为定量表现南亚高压的减弱形势，我们对前面定义的四个指数进行标准化和低通滤波。图1b-e显示四个指数都呈减弱趋势，同时四个指数有明显的年代际变化。线性化趋势在统计意义上不能表现出年代际变化，对此我们对四个指数进行显著性检验。利用十年滑动t检验，在95%的置信度水平上，发现2002年四个指数都显著下降，尤其是I₁。因此可得到结论：2002年之后，南亚高压强度和面积呈减弱趋势。

除南亚高压外，对流层上层的东亚西风急流也有明显特征。与南亚高压类似，200hpa上的东亚西风急流也是由热力驱动形成的，对东亚季风气候也有明显影响(Lu,2004;Zhou和Wang,2006;Zhou,2011)。南亚高压与东亚西风急流通过两种不同的海洋表面温度模态有一定的联系。(Liao等,2004)在此基础上，我们会对东亚西风急流进行分析进一步确认南亚高压的年代际转变。

在200hpa上，5-9月东亚西风急流上游两个主要中心，分别位于40°N,100°E和40°N,150°E（图2a），南亚高压则位于急流西部中心的西南部。在1979-2001年和2002-2012年的纬向风速差值场中（图2b），存在两个低值中心，一个位于急流入口区北侧，另一个位于急流出口区南侧。入口区北部的低值中心也位于南亚高压北缘下方，说明纬向风速减弱，与南亚高压强度减弱一致，间接表明了南亚高压的变化。另外，出口区的低值中心位于东亚西风急流中心的南部，意味着东亚西风急流的北抬。将这些联系起来可看出，南亚高压和东亚西风急流高度相关，都明显证实了南亚高压在年代际尺度上的减弱。

图1.a中为100hpa上Hrsquo;为1000和1200gpm的等值线，黑线是1979-2001年的，蓝线是2002-2012年的，阴影区为置信度水平为95%的明显变化区域。b-e是南亚高压指数标准化的时间序列：b、面积指数A；c、强度指数I₁；d、强度指数I₂；e、强度指数I₃。

南亚高压和我国降水的联系

南亚高压与我国降水有显著联系，因此南亚高压的年代际变化有可能影响降水的年代际变化。为确认这种联系是否存在，我们对垂直水汽通量积分进行回归，进而研究降水变化。

从图3可看出，降水也发生了年代际变化，相比1979-2001年，2002-2012年，黄淮流域和中国南部降水增多，扬子江地区降水减少，并且在95%的置信度水平上，黄淮流域的降水变化是显著的。图4中，两个时段的水汽通量回归场显示1970-2001年南亚高压的面积与水汽通量的关系不显著，而2002-2012年，南亚高压的面积与黄淮流域和中国南部上水汽通量有密切联系。水汽通量从菲律宾向东输送到副热带西北太平洋，并在170°E附近转为向西输送，最后到达中国南部，在中国南部地区形成水汽辐合，剩下的北移并形成异常西风。在黄淮流域上空也出现了异常西风水汽辐合，因此造成了中国南部和黄淮流域降水增加。这种异常的水汽输送与指数A的呈正值相对应，意味着南亚高压和中国降水的联系在增强。

图3.2002-2012年与1979-2001的5-9月降水差值场，阴影区超过95%的置信度。

图4. a、b分别为1979-2001和2002-2012年回归的5-9月回归的水汽通量垂直积分场，阴影区置信度水平超过95%。c为这两个时段的差值场。

总结和讨论

5-9月南亚高压强度和面积在2002年出现了年代际减弱，位于南亚高压北缘的东亚西风急流的入口北部也出现了明显减弱，进一步证实了南亚高压的出现了年代际转变。期中国东部的降水分布有出现了年代际变化，通过水汽通量垂直积分的异常变化，两者之间的联系在2002年后加强。

值得注意的是不同时间序列的大气环流资料和降水资料造成的限制使本文得到的结果出现一定的不确定性，所以将来仍需进行深入的分析。此外，大量研究指出印度洋和赤道东太平洋海温异常与南亚高压高度相关(Zhang等,2000;Yang等,2007)。Ding和Wang(2005)揭示的全球大气环流要相关显示北大西洋造成的信号可能会传送到东亚地区。以这些研究作为基础，海温异常可能是影响南亚高压年代际变化的因子，将来还需进一步研究。

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