南亚高压异常对云南汛期降水的影响

戴卫帮

(香格里拉机场，云南 迪庆 674400)

南亚高压异常对云南汛期降水的影响

戴卫帮

(香格里拉机场，云南 迪庆 674400)

为了研究南亚高压异常对云南汛期降水的影响，利用经验正交函数分解(EOF)和奇异值分解(SVD)两种方法对夏季南亚高压范围位势高度场资料和云南历年降水资料进行分析，发现南亚高压偏弱偏南都会使云南地区降水偏少。南亚高压的强度偏弱和位置偏南会改变云南的环流形势，不利于降水发生，同时减弱云南上空的水汽输送，从而使云南地区雨季降水偏少。

南亚高压；云南；雨季降水

1 引言

1.1 研究背景

南亚高压是夏半年(5—9月)位于南亚对流层上部的反气旋环流系统，又称青藏高压或亚非季风高压，是夏季对流层上部全球最强大、最稳定、范围最大的高压系统，在100 hPa高度附近最明显，强度和位置有明显季节变化。南亚高压是影响中国夏季天气和大范围旱涝分布的重要环流系统，特别是高压南部与热带东风急流联系密切，对南亚、中南半岛和中国低纬一带的降水有很大影响，对云南雨季降水也有较大的影响。

1.2 研究现状

李永华[2]等指出当青藏高原大气热源偏强时西南地区东部夏季降水偏多的可能性大；宋洁[3]等指出北大西洋涛动(NAO)和云南冬季降水之间存在一定的联系；黄慧君[4]等研究指出云南出现严重干旱与西太平洋副高、西风带环流等大气环流系统出现异常有直接关系。还有一些研究与南亚高压有关：张玲[5]等讨论了南亚高压和西太副高位置异常与中国盛夏降水的关系；张琼[6]等研究发现可将南亚高压看作气候系统中大气子系统异常的强信号；陈永仁[7]等指出南亚高压的年代际变化与100 hPa高度场的长期线性趋势变化有关。然而现阶段大部分研究云南地区降水的文献(杨素雨[8]等，张万诚[9]等)，对南亚高压与云南降水之间的联系鲜有关注。

1.3 研究目的

南亚高压作为夏季青藏高原地区附近100 hPa高空最强大的高压系统，可以作为夏季青藏高原地区各种天气现象的环流背景，它对夏半年青藏高原附近地区的天气存在影响。本文主要分析研究南亚高压异常对云南汛期降水的影响。

2 资料和方法

2.1 资料选取

所使用资料为欧洲中心(ECMWF)逐日和逐月的再分析资料，资料的水平分辨率为1.5°×1.5°；垂直方向从1 000～1 hPa分为37层；时间跨度为1979年1月—2011年12月；还使用了1961—2011年云南122个站的站点月降水资料。

2.2 分析方法

采用40～100°E，15～50°N范围的高度场区域平均的变化来作为南亚高压强度的变化指数，使用5—9月的站点降水量的变化代表云南雨季的降水变化。其中，对云南51 a降水资料进行了经验正交函数分解(EOF)，由此分析云南降水情况；对南亚高压强度场和云南降水两个场进行了奇异值分解(SVD)，以便揭示二者之间的相关关系。

3 云南地区降水和南亚高压的关系

3.1 云南地区1961—2011年降水距平的EOF分析

表1为基于云南地区122站1961—2011年降水距平数据使用经验正交函数分解(EOF)得到的前5个模态对应的方差贡献度(%)。根据表1，第一模态方差贡献占34.088%，比例要远远大于其后的各个模态，而且前4个模态方差贡献占到总的一半以上，可以反映降水的基本情况。下文仅根据第1模态对云南地区近年的降水情况进行分析。

表1 EOF分解前5个模态的方差贡献 (%)

图1为对云南地区1961—2011年51 a降水距平数据进行EOF分析得到的第1模态的时间序列图，图2为云南地区1961—2011年降水场的EOF空间分布图。全场均为正值，高值区在昆明、曲靖和红河附近，大部分值在0.12以上，低值区位于云南省西北部的丽江和迪庆附近以及东北部的昭通地区，大部分值在0.04以下。与图1对应看，云南地区降水明显偏少的年份有20个年份，其中1975年，1989年，1992年，2003年，2006年，2009年，2011年这7个年份降水偏少最为突出。其中雨季降水偏少最为严重的地区是昆明到曲靖红河交界地区，而云南北部迪庆，昭通等地雨季降水偏少则不是太明显。

图1 EOF分解第1主成分时间系数

图2 EOF分解第1主成分空间系数分布图

3.2 云南历年雨季降水与南亚高压的对应情况

图3为云南地区122个站点近33 a 5—9月平均降水距平数据，以此表示云南地区基本的降水情况。图4为40～100°E，15～50°N范围的高度场区域平均的年际变化，以此为指数来表示南亚高压强度的变化。对比此二图分析可见，近33 a中雨季降水明显低于历史平均水平的年份有：1982年、1989年、1992年、2003年、2006年、2009年、2010年、2011年，其中除了2010 年外其他年份均对应出现南亚高压强度偏弱。由此得出，南亚高压的强度和云南地区降水之间存在相关关系。

图3 云南地区1979—2011年5—9月平均降水距平

图4 1979—2011年南亚高压区域位势场平均变化

4 南亚高压异常对云南降水影响的SVD分析

为了更进一步分析南亚高压强度和云南降水之间的关系，我们选取1979—2011年，40～100°E，15～50°N范围100 hPa的位势高度场区域平均的5—9月平均数据，与云南122个站点1979—2011年的5—9月降水资料进行奇异值分解(SVD)。其中，位势高度场为左场，降水场为右场。

表2为对两个场进行SVD分析所得到的各个模态的方差贡献和时间系数的相关系数，其中第1模态的方差贡献与相关系数贡献达到了70.38%，第2模态为9.294%，第3模态为6.350%，之后各个模态所占的方差贡献都在5%以下，前3个模态对应的时间系数的相关系数都在-0.38以上，可见两场之间存在着一定的关系。由于第1模态方差贡献率达到70%，可以认为第1模态能够反映左、右场相互变化关系的主要信息。下面的分析只选取第1模态的数据作图，通过第1模态来分析两个场的基本的关系。

表2 SVD分解前5个模态的方差贡献与相关系数

图5 100 hPa南亚高压位势高度场(40～100°E，15～50°N)异性相关系数分布

图6 云南降水场异性相关系数分布

图7 两个场的时间序列，线为位势高度场，线为降水场

5 南亚高压异常对云南降水影响的一个实例

5.1 云南2009年降水情况

图8为云南2009年6—9月份平均降水距平，图中低值中心出现在红河曲靖之间，高值中心有两个，分别位于云南省西北部的大理丽江等地和中南部的普洱和西双版纳之间，从中可以看出2009年6—9月份云南省大部分地区降水量要少于正常年份，尤其是云南东南部地区红河州和曲靖市部分地区更是远远低于历年平均水平，只有云南西北部和中南部的小部分地区降水与往年平均持平或者稍微高出。统计2009年6—9月份122个站降水距平，有107个站也就是近90%的站点降水要低于历年平均，其中降水距平在-100以下的站点更是达到71个，占到全部站点的一半以上，可见2009年云南地区降水严重偏少。

图8 云南2009年122站6—9月平均降水距平

5.2 2009年南亚高压异常下传分析

图9(a、b、c、d)分别为南亚高压区域平均场(40～100°E，15～50°N)2006—2009年每年6—9月的位势高度区域平均的时间距平，其中，2006—2008年3 a中南亚高压在100 hPa层次高空出现的正异常都在1 000 gpm左右，而2009年南亚高压100 hPa层次高空出现的正异常最大区域为2 000～2 500 gpm，可以发现2009年6—9月份南亚高压的正异常要远大于2006—2008年的同期正异常，而且从图4可以看出2009年的南亚高压在2006—2010年期间表现为阶段低值，同时图9可以看出当年6—9月份南亚高压的正异常由高层下传十分明显，甚至可以下传到对流层中低层，而该异常环流特征也必然会对云南地区降水产生影响。从中可以得出南亚高压异常影响云南地区降水的情况有两种：①南亚高压强度相对偏弱，导致云南地区降水偏少；②南亚高压6—9月正异常下传相对往年较强，导致云南地区降水偏少。

5.3 从环流形势看南亚高压对云南降水的影响

2008年6—8月100 hPa位势高度场中南亚高压脊线位置位于35°N左右，云南地区(97～107°E，21～30°N)位于南亚高压东南侧外围(图略)。2008年6—8月500 hPa位势高度场中云南地区处于高压外围(图略)，对流活动较旺盛，同时盛行西南气流，水汽从孟加拉湾一带沿西南气流进入，水汽运输条件良好，云南地区降水充沛。图10和图11分别为2009年6—8月100 hPa和500 hPa的位势高度场，此时100 hPa图上南亚高压相对2008年偏南，脊线位置大约在30°N，云南地区处在了南亚高压接近中心的位置，而500 hPa图上也可发现云南地区受高压控制，对流活动不强，不利于强降水过程发生发展， 同时由孟加拉湾过来的西南气流偏南偏弱，输送到云南地区上空的水汽不足，不利于云南地区降水。通过以上分析可以发现南亚高压位置偏南不利于云南降水，导致云南地区雨季降水严重减少。

图9 (a-d)分别为2006—2009年南亚高压位势高度区域平均场的时间高度剖面图

图10 2009年6—8月100 hPa位势高度场

图11 2009年6—8月500 hPa位势高度场

表3 2005—2009年6—8月份南亚高压的脊线位置 (°N)

表3为2005—2009年6—8月份南亚高压的脊线位置变化，可以发现2009年云南地区雨季降水偏少对应南亚高压脊线位置偏南，可以验证南亚高压偏南不利于云南地区雨季降水。

6 结论

①云南地区1961—2011年的51 a中雨季降水明显偏少年份有20个年份，其中1975年，1989年，1992年，2003年，2006年，2009年，2011年7个年份降水偏少最为突出，这多与南亚高压影响有关。

②南亚高压强度偏弱，位置偏南，可导致云南地区降水偏少。南亚高压强度偏弱时，西太平洋副高对云南影响大，从而造成云南降水偏少。

③2009年雨季云南地区降水偏少的一个重要原因，是南亚高压异常偏南。云南地区因受高压影响，大气对流活动不强且水汽输送偏弱，降水较往年严重偏少。

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2014-09-28

戴卫帮(1982—)，男，助工，主要从事航空气象服务工作。

1003-6598(2015)04-0027-05

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