多种东亚冬季风指数及其与中国东部气候关系的比较

摘要

东亚冬季风(EAWM)是北半球冬季最活跃和影响我国冬季气候的最主要环流系统，其年际–年代际变率对我国冬季气候有着重要意义。本文利用NECP/NCAR 再分析资料对比分析了12 种不同定义的东亚冬季风指数及其与中国东部冬季温度和降水的对应关系，并进一步考察了赤道中东太平洋海温在偏暖(El Ni(n)o 状态)、偏冷(La Ni(n)a 状态)时东亚冬季风指数与东部温度和降水对应关系的异同性。结果表明, 尽管各种不同定义的指数之间存在一些差异，但整体上其变率具有较好的一致性。所分析的12 个指数中有10 个都反映出过去60 年东亚冬季风的明显减弱趋势，尤其是最近30 年，平均减弱速率为-0.25σ/10a，但同时也有部分指数显示出了近10 年东亚冬季风有明显增强趋势。不同定义的东亚冬季风指数都具有强烈的年际变率和年代际波动，其中较突出的年际变率周期主要集中在～2 –～4a、～5 –～8a，而～13.3a、～20a 为较突出的年代际周期。 12 个东亚冬季风指数中，有10 个(8 个)指数与我国东部冬季温度(降水)第1 模态时间系数年际变率呈显著负相关, 达0.1%显著性水平。其中，西伯利亚高压指数和对流层中高层东亚经向风指数分别与中国东部冬季温度、降水的关系最为密切，单个西伯利亚高压指数能解释东部冬季温度年际变率方差的53.3%，而对流层中高层东亚经向风指数能解释冬季降水年际变率方差的50.4%。不同定义的东亚冬季风指数与中国东部冬季温度和降水的对应关系在El Ni(n)o 状态、La Ni(n)a 状态有所差异，所以在利用东亚冬季风指数监测冬季气候时，要考虑到各个指数在El Ni(n)o 状态、La Ni(n)a 状态具有的不同指示意义。本文分析的多数东亚冬季风指数都表现出近60 年来的整体减弱趋势，同时又有部分指数显示了近10 年来有明显增强趋势，但未能就这种变化趋势的成因做深入分析。过去60 年东亚冬季风整体的减弱趋势是对全球增暖现象的响应呢，还是其自身的长期演化规律？部分指数所反映的近10 年来东亚冬季风增强趋势，是其自身强烈年际-年代际变率的反映，还是全球增暖背景下东亚季风系统中部分要素发生变化的体现呢？对这些问题，还需要广大学术同行们做更多的研究。