中国江淮地区夏季雨带位置的年代际变化与太阳变率的关系

摘要

太阳作为空间天气事件的源头和地球气候系统主要的能量源，其明显的周期性活动可能是影响全球重 要气候事件和全球变暖的一个重要因子。随着新太阳周的到来，其研究的迫切性日益明显，而且，鉴于其 巨大的潜在应用价值（包括气候预测和经济决策），其研究的重要性不言而喻。但目前这方面的研究的一个 重要问题是缺乏利用长时间跨度、较高精度资料得出的通过严格统计检验且具有明确物理意义的有力证据。 本研究利用近年来获取的长时间、大范围、较高精度数据，判别并筛选出我国夏季降水信号中与太阳活动 有确定性物理联系的分量和显著相关区域及其分布特征。其中，淮河与江南地区6月降水的长期分量（>8 年）与太阳相对黑子数（SSN）有>95%信度的显著相关，并且以长江为界，南北符号相反。利用这种关系， 本文定义了表征夏季雨带经向偏移程度的指数（RMSI），用以研究雨带的年代际变化。研究发现，在太阳 高和低年，6月雨带的位置差异是统计显著的，低通滤波后的RMSI与SSN的相关达0.57；如果只考虑9-13年 分量，降水量与SSN的相关系数最大（小）值可达0.76（-0.73），出现在淮河（江南）地区，应用Monte Carlo 检验发现，其超过99.9%的信度水平。进一步研究发现，在大部分高相关区，准11年的年代际变化分量是降 水低频信号（>8年）中最大的分量（方差贡献超过50%）。这些结果暗示，在淮河与江南地区，太阳黑子周 期可能控制或很可能调制着它们夏季降水的长期变化。另外，滤波后的降水量功率谱表现出显著的准11年 周期，并且降水量准11年尺度上的功率谱演变和交叉谱变换结果，都有力地支持了以上结果。因此，我国 夏季雨带位置的年代际变化很可能受太阳黑子周期影响，其原因可能是东亚地区的季风或其他气候系统放 大了太阳活动在年代际尺度上的周期变化，从而影响了季风降水的变化。