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厄尔尼诺事件对中国东部气温和降水的影响

2020-08-20林锦秀

中阿科技论坛(中英阿文) 2020年7期

林锦秀

摘要:利用中国东部南部和北部各5个站点近60年以来的气象观测资料,分析了厄尔尼诺事件对我国东部气温和降水的影响,结论如下:(1)在厄尔尼诺事件的影响下,中国东部大部分地区温度相对常年偏高;(2)厄尔尼诺事件夏秋季对我国东部南方气温的影响大于对北方的影响,春季对北方影响较大,对南方影响较小,冬季厄尔尼诺事件对我国东部气温影响相对较小;(3)在厄尔尼诺事件影响下,春季降水受影响较少,北方地区夏、秋和冬季降水及年降水都偏少,南方地区秋季降水显著增多,东南地区冬季降水也显著增加。

关键词:厄尔尼诺事件;气温距平概率;降水距平概率;中国东部气候

1引言

ENSO是大尺度的海—气相互作用现象,常发生于太平洋地区,其发生伴随着全球范围的天气、气候异常[1-2]。相关研究显示,由于西北太平洋冬季异常反气旋明显增强,厄尔尼诺事件在东亚地区冬季的发生显著偏多 [3-5]。早期的统计分析发现,受到太平洋-东亚型遥相关的维持,厄尔尼诺事件发生时冬季中国东部地区易偏暖,拉尼娜事件发生时则易偏冷[6-7]。但中国东部地区的变化相应比较稳定,而东北和西南地区很难观测到稳定的气温异常信号。在中高纬地区,大气环流的相应较为复杂,常表現出非线性特征。总而言之,ENSO发生时产生的气候变化存在着明显的地区差异[8-9]。

许多学者在ENSO对区域气候差异的影响研究方面也取得了大量的研究成果。Reys等人(1991)研究结果表明,El Nino发生时,冬季热带辐合带北移,赤道太平洋地区向北输送的水汽增加,导致 “北干南湿”的降水形势在美国西部呈现[10]。马继华(2012)研究发现,当冬季发生El Nino事件时,我国极端降水事件较大概率在次年夏半年华北地区和长江流域发生[11]。董婕等人(2000)认为ENSO事件与中国温度降水有一定关系,其中与冬季温度的关系较好,与秋季降水关系较好[12]。

本文利用中国东部10个站点的气温降水资料,分析近60年来El Nino影响下中国东部气温和降水的时空变化特征。

2 资料和方法

不同的研究者对ENSO事件的界定有一定的差异,本文参考韩文韬等人(2014)[8]和许武成等人(2005) [13]的研究结果,1951年-2010年中对应的El Nino年为:1951年、1953年、1957年-1958年、1963年-1964年、1965年-1966年、1968年-1970年、1972年-1973年、1976年-1977年、1982年-1983年、1986年-1988年、1990年-1992年、1993年、1994年-1995年、1997年-1998年、2003年、2005年、2007年和2010年。

本文从中国东部不同地理位置中选取10个气象站点作为代表站点:以秦岭-淮河线为界将中国东部分为南部和北部,从南至北,南部选择5个站点依次为广东广州、福建东山、福建厦门、福建平潭、安徽寿县;北部选择5个站点依次为河南郑州、河北石家庄、天津。根据气象季节划分方法把全年分为3月-5月、6月-8月、9月-11月、12月-2月,分别代表春季、夏季、秋季和冬季4个时段。

利用10个气象站近60年来的气温、降水观测数据,统计分析了厄尔尼诺事件出现当年中不同时段气温的高低和降水的多少,与多年平均值相比,气温偏高和降水偏多以及气温偏低和降水偏少分别用正、负距平表示,并以正、负距平出现的概率来分析厄尔尼诺事件对福建气候中气温和降水高低或多少的可能性[14]。

3 数据分析

3.1厄尔尼诺事件当年中国东部各地的气温数据分析

厄尔尼诺事件当年中国东部各地各时段平均气温正、负距平概率统计结果显示(表1),3月-5月,所有代表站点的正距平概率皆大于负距平概率,北部气温正距平概率大于南部气温正距平概率,其中,所选站点中最北的站点河北张家口正距平概率最大,为72.3%;6月-8月,代表站点的正距平概率均大于负距平概率,且相较于3月-5月,南方正距平的概率值略有增大,而北部的河南郑州、山东青岛、河北石家庄的值相较于3月-5月有所减小;9月-11月,除河南郑州外,其余站点正距平概率均大于负距平概率,北方的正、负距平概率差缩小;12月-2月,除了福建东山和河南郑州外,其余站点的正、负距平概率差均小于5%。

3.2 厄尔尼诺事件当年中国东部各地的降水数据分析

    厄尔尼诺事件当年中国东部各地各时段平均气温正、负距平概率统计结果表明(表2),3月-5月,所有站点的负距平概率均大于正距平概率,但除福建东山和福建厦门两个站点外,其余站点正距平、负距平概率的差值不大;6月-8月,天津的正、负距平概率相等和张家口的正负距平近乎相等,山东青岛的正距平概率大于负距平概率,其余站点的负距平概率均大于正距平概率;9月-11月,除安徽寿县和东山岛外,南部站点的正距平概率均大于负距平概率,北部的负距平概率均大于正距平概率;12月-2月,除广东广州站点外,其余站点的负距平概率都比较大,除福建东山站点正、负差值较大,其余站点,正、负差值均较小。

4 讨论及结论

根据上述对中国东部各地气温数据分析结果,总体上看,在厄尔尼诺事件影响下,中国东部大部分地区温度相对常年偏高。厄尔尼诺事件夏秋季对我国东部南方气温的影响大于对北方的影响,春季对北方影响较大,对南方影响较小,冬季厄尔尼诺事件对我国东部气温影响相对较小;在厄尔尼诺事件的影响下,我国东部气温有所降低,在所有选取站点中,广东广州的气温受厄尔尼诺事件的影响最小,福建东山和福建平潭的气温受影响较大。

由降水数据的分析结果可以看出,在厄尔尼诺事件影响下,我国东部春季降水变化不大,秋季降水变化较为明显,中国东部北方地区夏、秋和冬季降水及年降水都偏少,南方地区秋季降水显著增多,东南地区冬季降水也显著增加;在数据中福建东山的数据不符合上述规律,降水负距平概率异常大,可能说明本文的数据分析方法不适用于该岛。

参考文献:

[1]Bjerknes J. Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific[J].Monthly Weather Review,1969(03):163-172.

[2]Van Loon H ,Madden R A . The Southern Oscillation. Part I: Global Associations with Pressure and Temperature in Northern Winter[J].Monthly Weather Review,1981(06):1150-1162.

[3]Zhang W , Li H , Stuecker M F , et al. A new understanding of El Ni?o's impact over East Asia: dominance of the ENSO combination mode[J]. Journal of Climate, 2016(12):4347-4359.

[4]Yang J,Liu Q, Xie S, et al.Impact of Indian Ocean SST basin mode on the Asian summer monsoon[J]. Geophysical Research Letters,2007(02).

[5]Xie S P, Hu K M, Hafner J,et al.2009. Indian Ocean capacitor effect on Indo-Western Pacific climate during the summer following EI Nino[J].J.Climate,2008(3):730-747.

[6]赵振国.厄尔尼诺现象与我国温度[J].气象,1989(07):26-30.

[7]李崇银.El Nino事件与中国东部气温异常[J].热带气象学报,1989(03):210-219.

[8]韩文韬,卫捷,沈新勇.近50年中国冬季气温对ENSO响应的时空稳定性分析研究[J].气候与环境研究,2014(01):97-106.

[9]何溪澄,丁一汇,何金海.东亚冬季风对ENSO事件的响应特征[J].大气科学,2008(02):335-344.

[10]Reyes S , Adan Mejía-Trejo. Tropical perturbations in the Eastern Pacific and the Precipitation field over North-Western Mexico in relation to the ENSO phenomenon[J]. International Journal of Climatology, 1991(05):515-528.

[11]马继华.ENSO对中国夏半年极端降水的影响[C].中国气象学会.S1 災害天气研究与预报.中国气象学会:中国气象学会,2012:571-583.

[12]董婕,刘丽敏.赤道东太平洋海温与中国温度、降水的关系[J].气象,2000(02):25-28.

[13]许武成,马劲松,王文.关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述[J].气象科学,2005(02):212-220.

[14]陈志彪.ENSO事件对福建气温和降水的影响[J].福建地理,2000(03):44-47.