徐士琦 4, 刘刚 2, 杨雪艳 廉毅 刘柏鑫 房一禾 胥珈珈

1 吉林省气候中心, 长春 130062

2 吉林省突发事件预警信息发布中心, 长春 130062

3 沈阳区域气候中心, 沈阳 110016

4 东北冷涡研究重点开放实验室, 沈阳 110016

5 中高纬度环流系统与东亚季风研究开放实验室, 长春 130062

6 吉林省白山市气象局, 白山 134300

1 引言

中国东北地区是全国最大的商品粮食和农业生产基地，粮食产量直接影响到国民经济的发展。过去几十年，气象学者对于东北地区的天气和气候开展了大量研究，但这些研究多数是针对东北地区冬季、夏季的气温和降水（武炳义等, 2008; 沈柏竹等, 2011; 王会军和贺圣平, 2013; 李尚锋等, 2018），而对东北春季降水的研究较少。春季4～5月正值东北地区作物播种和出苗的关键期，自然降水是土壤水分的重要来源，也是作物增产的必要条件，这期间降水的强度及出现时间的早晚决定了土壤墒情（张脉惠等, 2012; 韦晋等, 2013;吴香华等, 2014）。春季透雨开始的早晚是决定春季旱涝的关键，它直接影响着春耕生产是否顺利、苗情长势以及全年农业生产的年景。因此，研究春季透雨早晚对农业生产具有十分重要的意义和价值。

“透雨”主要指在天气比较干旱的条件下，可以使当地主要农作物在一个较长的时期内，得到维持正常生长所需水分的一次降水过程（陶祖文和裴步祥, 1983）。中国北方旱作地区通常以浸透地表干土层并与底部湿土层相接的降水过程为“透雨”；而南方水作地区通常以基本能满足作物正常生长发育需要时的降水过程为“透雨”。透雨的降水量界限因不同地区、不同干旱程度而异，尚无统一标准。陶祖文和裴步祥（1983）从作物对土壤水分要求、土壤水分运动、作物对土壤水分吸收、土壤深层的“接墒”和蒸发（散）的水分消耗等因素，认为华北地区春季10 mm 的降水量仅湿润10～20 cm 的耕作层，10～15 mm 的降水量能满足春播出苗的需要，在土壤湿度很低时，则需要25 mm 以上的大雨降水过程。张强等（2003）综合考虑了降水、底墒和蒸发的作用，在春旱指数的基础上定义了中国三北地区春季第一场透雨的标准。西北地区将3～5月首次日降水量超过10 mm 的日期定义为首场透雨日期（林纾等, 2005; 纳丽等, 2007）。东北地区黑龙江省和吉林省将第一场透雨日期定义为从4月1日起，第一场日降水量超过10 mm 的日期（程红军和蒲晓明, 2007），而辽宁省则定义首场透雨日期为4月1日起，第一场连续3 d 过程雨量之和≥10 mm 的最后一日（李辑等, 2008; 沈玉敏等, 2012）。

目前，已有很多气象工作者对我国不同地区春季首场透雨进行了研究。纳丽等（2007）选用1961～2005年宁夏20 个站降水量，分析春季首场透雨出现日期的气候特征及早晚年的环流背景发现：透雨偏早年前期赤道太平洋海温以暖水位相为主，且3～4月宁夏处在500 hPa 高度场正负距平交汇处，冷空气可以源源不断地进入，孟加拉湾洋面上水汽向北输送；透雨偏晚年前期海温维持以冷水位相，受脊前西北气流控制，不利于冷空气出现，从贝加尔湖伴随冷空气带来的向南输送的水汽影响宁夏，不利于明显降水。林纾等（2005）将甘肃省河东地区分成中部和陇东南两个区域，分别讨论了春季首场区域性透雨日期的年际和年代际变化特征。李辑等（2008）利用1961～2007年中国辽宁14 个站点4～5月的逐日降水资料进行研究，指出春播期透雨出现时间偏晚（早）年，透雨量偏大（小），春播期总降水量偏少（多）。沈玉敏等（2012）进一步指出辽宁省透雨偏早年，500 hPa 高度场上亚欧呈现“两脊一槽”型，其中两脊分别为“乌拉尔山高压”和“鄂霍次克海高压”，乌拉尔山高压推动极地和贝加尔湖冷空气南下，而鄂霍次克海高压阻挡冷空气侵入，辽宁大范围被槽区所覆盖；偏晚年，500 hPa 高度场上亚欧呈“两槽一脊”型，辽宁处于高压脊控制区。徐士琦和李栋梁（2016）曾研究分析了东北地区春季首场透雨出现日期的时空变化特征及其与透雨量和播种期降水量间的关系，以及对青藏高原地面加热场强度异常的响应和可能机制。

此前的许多研究工作大多通过计算皮尔逊相关系数或者时间滞后相关分析的方法寻找透雨日期的影响因子。然而，皮尔逊相关系数只反映了两变量间的相关性，无法判断两者间的因果联系，而且由于相关分析不区分方向性，在应用上无法处理许多问题，例如重复性出现的过程。近年来Liang-Kleeman 的 信 息 流 方 法（Liang, 2014, 2016），利用给定时间序列间单位时间内传递的信息来表征两者间的因果关系。这一方法将为本文研究影响透雨早晚的因子提供新思路。本文在前期已有工作的基础上，进一步收集整理了东北地区1961～2019年的逐日降水资料，从年际时间尺度上分析了该地区透雨早晚与环流系统和前期海温的联系，以期对东北地区春季透雨的预测提供某些前期信号。

2 资料与方法

2.1 资料

选用中国气象局提供的东北地区（39°～55°N，118°～135°E）109 个站点逐日降水数据，研究范围包括黑龙江、吉林、辽宁及内蒙古东部、河北东部的部分地区（图1）。环流资料选用美国国家环境预报中心和国家大气研究中心（NCEP/NCAR）发布的逐月位势高度、风、垂直速度、比湿等再分析 资 料（Kalnay et al., 1996），水 平 分 辨 率 为2.5°×2.5°。海温资料取美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的全球月平均海表温度重建资料（Smith et al., 2008），水平分辨率为2°×2°。上述资料的研究时段均为1961～2019年。向外长波辐 射（OLR）资 料 来 自NOAA（Liebmann and Smith, 1996），水平分辨率为2.5°×2.5°，时段为1975～2019年。

图1 中国东北地区109 个站点地理分布示意图Fig. 1 Spatial distribution of 109 meteorological stations in Northeast China (NEC)

2.2 方法

本文将单站自4月1日起，日降水量首次超过10 mm（≥10 mm）的日期记为该站当年春季透雨开始日期，并记录下透雨开始日期与4月1日之间的日数差，如4月15日记为15，5月21日记为51。若透雨晚于6月1日出现，该年春季无透雨。从统计结果（图2a）看，1961～2019年东北春季透雨平均开始时间为5月7日，最早开始时间为4月16日（2002年），最晚开始时间为5月26日（1965年）。由于透雨日期具有显著的年代际趋势，为方便分析透雨开始日期的年际变率，下文所有数据均去除线性趋势。

图2 （a）东北春季透雨开始日期的时间序列；（b）东北春季透雨开始日期与4月、5月及春播期降水量的标准化时间序列（去除线性趋势）Fig. 2 (a) Time series of the onset date of spring soaking rain (SSR) in NEC; (b) standardized time series (with linear trend removed) of the onset date of SSR as well as precipitation during April, May, and April–May in NEC

由于东北春季透雨开始日期有很强的年际变化，年与年之间的差异很大，给环流分析带来诸多不便。为此，我们首先检验了东北春季透雨开始日期与东北春季降水量的关系。从图2b 可以看出，1961～2019年东北春季首场透雨日期与4月降水量的相关系数为−0.71，与5月降水量的相关系数为−0.13，与春播期（4～5月）降水量的相关系数为−0.59。上述结果表明，春季透雨开始日期与4月降水量的变化具有显著的一致性，二者的相关系数超过了99%的信度水平检验；同时，1961～2019年春季首场透雨日期与4月降水量的距平反号率达到85%，即东北春季透雨开始时间越早，4月降水量越大。东北春季透雨开始日期与4月降水量较好的一致性为后面做诊断分析和机理解释提供了方便。

文中涉及两类海温指数。Niño4 区海表温度距平指数（Niño4 SSTA Index，简称“NINO4-I”）定义为赤道太平洋区（5°S～5°N，160°E～150°W）海温距平的区域平均；热带印度洋全区一致海温模态 指 数（Indian Ocean Basin-Wide Index，简 称“IOBW-I”)定 义为印度洋区域（20°S～20°N，40～110°E）海温距平的区域平均。

使用基于Liang（2014, 2016）信息流理论的因果分析法验证前期关键区海温与东北春季透雨开始日期之间的因果关系。具体框架如下，用两个事件信息的传递来度量两个事件的因果关系。设有两个时间序列X1和X2，则信息从X2流向X1的速率表示为

其中，Cij为Xi和Xj的样本协方差，Ci,dj为Xi和的样本协方差。T2→1的单位为nats y−1，nats 为信息单位。实际计算中，使用欧拉前差近似给出

其中，k通常取1 即可，Δt为时间步长。根据以上公式计算出T2→1，若结果为0，则表示X2与X1没有因果关系；若结果不为0，则表示二者有因果关系，此时，若T2→1>0 则表示X2作用于X1并使X1更加不稳定；若T2→1<0 则表示X2作用于X1并使X1更加稳定。

本文涉及的统计方法还包括线性相关和回归分析。此外，我们对关键区海温指数和东北透雨日期建立回归方程，计算回归结果与实际透雨日期间的方差比，作为前期海温影响透雨早晚的贡献率（施能, 2002）。全文采用student-t检验对统计结果进行显著性检验。

3 中国东北春季透雨早晚年的环流特征

基于东北春季透雨开始日期的标准化时间序列（图2b），选取小于−0.5 的年份作为异常偏早年，大于0.5 的年份作为异常偏晚年，得到透雨偏早（开始时间集中在4月中下旬）的年份有1964、1968、1969、1979、1983、1988、1990、1991、1999、2002、2005、2010、2013、2015、2016，透雨偏晚（开始时间集中在5月中下旬）的年份有1965、1970、1971、1972、1985、1986、1989、1993、1994、1997、2001、2003、2006、2014、2017、2019。透雨偏早年和偏晚年对应的4月总降水量合成差值（图3）显示降水量显著偏多，再次证明了东北春季透雨开始时间越早，4月降水量越大。下面以对流层上层200 hPa 纬向风场、中层500 hPa 位势高度场和低层850 hPa 环流场为代表，进行透雨偏早年和偏晚年4月环流场的合成分析。

图3 中国东北春季透雨偏早年和偏晚年对应的4月总降水量（单位：mm）合成差值场。红点表示通过90%信度检验的站点Fig. 3 Composite difference field of the total precipitation (units: mm)during April in early and late SSR years. Red dots denote statistical significance at the 90% confidence level

图4 为透雨偏早年和偏晚年对应的4月环流合成差值场。较透雨偏晚年而言，透雨偏早年200 hPa高层大气（图4a）中，东亚地区40°～60°N 范围内西风气流增强，而20°～40°N 范围内东风气流增强，这会在急流垂直方向上激发相应的次级环流，使得急流出口区右侧上升运动增强（丁一汇,2005），为东北降水提供了有利的动力抬升条件。500 hPa 位势高度场（图4b）上，中高纬欧亚大陆的乌拉尔山地区、巴尔喀什湖到贝加尔湖区域、渤海到日本列岛区域，自西向东呈“+ − +”的波列结构，卫捷等（2003）和Wang and He（2015）将这种波列称为EU 遥相关型。东北亚自西向东呈“− +”的异常环流分布，东亚大槽位置偏西，我国东北和华北地区为负距平高度场控制，极地高纬地区为显著的正距平，乌拉尔山高压脊有利于推动极地和贝加尔湖冷空气南移，而日本海附近高压的存在又阻挡了冷空气东移，使得冷空气在我国北方地区堆积。850 hPa 环流场（图4c）与中高层环流场对应较好，蒙古和西北太平洋上空分别出现异常气旋和反气旋环流，东北地区为显著的偏南风控制，有利于来自北印度洋、途径孟加拉湾的暖湿气流和来自西北太平洋的暖湿气流向我国东北地区输送。此外，降水产生的必要条件之一就是水汽条件，东北透雨的产生必然受到水汽影响。图4d 可以清楚地看出，东北地区为显著的水汽辐合区，水汽条件良好，有利于明显降水产生。

图4 中国东北春季透雨偏早年和偏晚年对应的4月（a）200 hPa 纬向风（单位：m s−1）、（b）500 hPa 位势高度（单位：gpm）、（c）850 hPa 流场（单位：m s−1，填色区域代表经向风）、（d）整层水汽通量散度（单位：10−5 kg m−2 s−1）合成差值场。黑点表示通过90%的信度检验Fig. 4 Composite difference field of zonal wind at (a) 200 hPa (units: m s−1), (b) geopotential height at 500h Pa (units: gpm), (c) flow field at 850 hPa(units: m s−1, color-filled indicates meridional wind) and (d) whole layer moisture flux dispersion (units: 10−5kg m−2 s−1）during April in the early and late SSR years. Dark dots denote statistical significance at the 90% confidence level

4 中国东北春季透雨早晚与海温的关系

4.1 海温对东北透雨早晚的影响

为寻找东北春季透雨早晚与海温之间可能存在的联系，图5 给出了1961～2019年东北春季透雨开始日期与前秋、前冬、春季海温之间的相关系数。在前秋（9～11月）海温场中，热带印度洋和赤道太平洋存在显著的负相关区，而西太平洋暖池有显著正相关区（图5a）。春季透雨开始日期与前冬（12～2月）海温之间也有同样的相关特征，但也存在一些不同。与前秋海温相关分布相比，赤道太平洋的显著负相关空间范围缩小，而热带印度洋的显著负相关区域增大，西太平洋暖池显著正相关区减弱，亲潮附近出现显著负相关区（图5b）。春季（3～5月）赤道太平洋的显著负相关空间范围继续缩小，热带印度洋的显著负相关区继续增大且相关性更加显著，亲潮区的显著负相关范围明显增大（图5c）。不难发现，从前期秋季到同期春季，热带印度洋和赤道太平洋出现了明显且持续的海温异常信号。因此，我们着重讨论热带印度洋和赤道太平洋海温对东北透雨早晚的影响。

图6 为1961～2019年东北春季透雨开始日期与前期9月至当年5月NINO4-I 和IOBW-I 的反相关系数（相关系数原始值的相反数）。可见，透雨日期与NINO4-I 间的反相关系数在前期9月至当年1月持续增大，而后减小；但与IOBW-I 间的反相关系数在前期9～12月持续增大，而后呈较为稳定的波动变化。整体而言，IOBW 对东北透雨早晚的影响较NINO4 更加明显且持久。已有研究表明，El Niño（La Niña）事件通常在夏季或秋季发展，在冬季达到最强，次年春季或夏季减弱（Yuan and Yang, 2012）。在El Niño（La Niña）事件发展的秋冬季，东亚副热带上空的罗斯贝波通过遥相关作用激发菲律宾附近的异常反气旋（气旋），进而影响东亚气候（Wang and Wu, 2012; Li et al., 2017）。IOBW 是热带印度洋变化的主要模态，IOBW 通常在冬季开始发展，在次年春季达到最强。根据“大气桥”（Klein et al., 1999）或印度洋尼西亚贯穿流（Meyers, 1996）等机制， 当赤道中东太平洋有El Niño（La Niña）事件发展时，热带印度洋海温在冬季至次年春季往往表现为全区一致增暖（偏冷）。以往研究认为，IOBW 是对El Niño 事件的延迟响应（Xie et al., 2009; 黄刚等, 2016）。因此，IOBW对东北春季降水的影响持续时间要长于El Niño 事件（图5、6）。IOBW-I 与透雨日期的反相关系数最大出现在前期12月（0.37）、2月（0.34）和3月（0.41），通过了99%的信度检验。从海温持续性角度，下文主要分析2～3月IOBW-I 对东北春季透雨早晚的影响。

图5 东北春季透雨开始日期与（a）前秋、（b）前冬、（c）春季海温场的相关分布。黑点表示通过90%的信度检验Fig. 5 Correlation distributions of the onset date of SSR in NEC with SST field during (a) autumn, (b) winter, (c) spring. Dark dots denote statistical significance at the 90% confidence level

图6 中国东北春季透雨开始日期与月际NINO4-I 和IOBW-I 间的反相关系数。虚线表示通过90%、95%、99%的信度检验Fig. 6 Anticorrelation coefficients between the onset date of SSR in NEC and monthly NINO4-I (Niño4 SSTA Index) and IOBW-I (Indian Ocean Basin-Wide Index). Dashed lines denote statistical significance at the 90%, 95%, and 99% confidence level

图7a 显示了1961～2019年2～3月IOBW-I与东北春季透雨开始日期的标准化时间序列。59年来，二者之间的反号比为66%，相关系数达−0.39（通过了99%的信度检验），IOBW-I 对透雨日期的贡献率为15%。同时计算了二者间11年的滑动反相关（图7b），相关系数在在研究时段内始终同号且在20 世纪80～90年代通过了90%的信度检验，这意味着1961～2019年2～3月IOBW-I 对东北春季透雨日期的关系较为稳定，且在20 世纪80～90年代间的相关最好。

为验证透雨早晚与海温之间的相关性，对透雨异常偏早年和偏晚年的海温场进行合成（图8）。可以看到，透雨偏早年，热带印度洋、西太平洋副热带地区和中太平洋海温表现为显著的正异常（图8a）；透雨偏晚的年份对应的海温场空间分布几乎相反，热带印度洋海温表现为负异常（图8b），这一结论与之前的分析相一致（图5 至图7）。同时注意到，相较透雨偏晚年对热带印度洋冷海温的响应而言，透雨偏早年对热带印度洋暖海温的响应更为明显。

图7 1961～2019年（a）2～3月IOBW-I 和东北春季透雨开始日期的标准化时间序列；（b）2～3月IOBW-I 与东北透雨日期的11年滑动反相关系数。虚线：相关系数的90%信度检验Fig. 7 (a) Standardized time series of February–March IOBW-I and the onset date of SSR in NEC; (b) 11-year slipping anticorrelation coefficients between February–March IOBW-I and the onset date of SSR (dashed line denote statistical significance at the 90% confidence level) during 1961–2019

图8 1961～2019年2～3月海表温度异常（单位：°C）的合成：（a）透雨偏早年；（b）透雨偏晚年。打点区表示通过90%的信度检验Fig. 8 Composite maps of February–March SSTAs (units: °C) for the (a) early and (b) late years of SSR in NEC during 1961–2019. Dark dots denote statistical significance at the 90% confidence level

进一步采用空间相关分析和因果关系理论验证2～3月IOBW-I 对东北春季透雨早晚的影响。从图9a 可见，2～3月IOBW-I 与东北地区众多站点的春季透雨开始日期呈显著负相关，即2～3月IOBW-I 正（负）位相，有利于透雨开始偏早（晚）。图9b 显示，2～3月IOBW-I 与东北地区大部春季透雨开始日期的信息流结果小于0，按照信息流的定义及其解释（Liang, 2014, 2016），表明IOBW-I 对东北春季透雨早晚的影响稳定，即2～3月IOBW 变化是东北春季透雨早晚的重要影响源之一。?

图9 1961～2019年2～3月IOBW-I 和东北春季透雨开始日期的（a）相关关系和（b）因果关系（从IOBW-I 到透雨日期的信息流结果）。红点表示通过90%信度检验的站点Fig. 9 (a) Correlations and (b) causalities (information flowing from IOBW-I to SSR) between February and March IOBW-I and the onset date of SSR in NEC during 1961–2019. Red dots denote statistical significance at the 90% confidence level

4.2 2～3月IOBW 影响东北透雨早晚的可能机制

由于海洋的“记忆”作用，海温的变化往往表现出季节持续性，对气候的影响也具有滞后性（陈丽娟等, 2013），也就是说，大气对海温的响应具有延迟性（赵振国, 1999）。热带海洋中海温显著的年际变化可以通过改变海洋和大陆间的热力对比，通过热带地区强烈的海气作用影响低纬乃至中高纬地 区 的 大 气 环 流（Han et al., 2018; Zhao et al.,2019）。因而，2～3月IOBW 异常可能通过影响4月大气环流进而影响东北地区降水。

为进一步说明2～3月IOBW 影响东北春季首场透雨早晚的可能机制，我们分析了与2～3月IOBW-I 相关的4月大气环流异常。图10 显示了1961～2019年2～3月IOBW-I 与4月200 hPa 纬向风、500 hPa 位势高度场、850 hPa 环流场和整层水汽通量散度的回归系数分布。可以清楚地看到，当IOBW-I 正位相时，200 hPa 纬向风场（图10a）东亚地区40°～60°N 范围内西风气流增强，而20°～30°N 范围内东风气流增强，我国东北地区位于西风急流出口区左侧，为降水提供了有利的动力抬升条件。500 hPa 中高纬巴尔喀什湖到贝加尔湖区域和鄂霍次克海地区为显著的负位势高度异常，而显著的正高度异常出现在渤海到日本列岛区域，有利于东北亚地区自西向东呈“− +”的环流形势（图10b）。因此，在与2～3月IOBW-I 有关的850 hPa 环流场（图10c）上，蒙古和西北太平洋上空分别出现一个气旋和反气旋，异常西南气流向东亚延伸，在东北地区上空盛行，有利于热带海洋上的水汽输送到东北地区，该地区水汽通量辐合（图10d），偏强的水汽条件有利于明显降水产生。对比上文图3 的分析不难发现，与2～3月IOBWI 有关的环流异常和与东北春季首场透雨日期有关的环流异常基本相同。

图10 1961～2019年2～3月IOBW-I 与4月（a）200 hPa 纬向风（单位：m s−1）、（b）500 hPa 位势高度（单位：gpm）、（c）850 hPa 流场（单位：m s−1，填色区域代表经向风）、（d）整层水汽通量散度（单位：10−5 kg m−2 s−1）的回归分析。黑点表示通过90%的信度检验Fig. 10 Linear regression of April (a) 200 hPa latitudinal wind (units: m s−1), (b) 500 hPa potential height (units: gpm), (c) 850 hPa flow field (units:m s−1, color-filled indicates meridional wind), and (d) whole layer moisture flux dispersion (units: 10−5 kg m−2 s−1) against the February–March IOBWI during 1961–2019. Dark dots denote statistical significance at the 90% confidence level

图11 显示了与2～3月IOBW-I 有关的4月向外长波辐射（OLR）和500 hPa 垂直速度（ω）的回归分析结果。2～3月IOBW-I 偏强，4月OLR显著负异常位于热带印度洋（20°～5°S），而OLR 显著正异常位于热带西太平洋（5°～25°N）地区（图11a）。这表明，2～3月热带印度洋海温偏暖可能增强了热带印度洋同时削弱了热带西太平洋上的对流运动，从而导致热带印度洋的上升运动和热带西太平洋上的下沉运动增强。同样，2～3月IOBW 对对流层中层（图11b）的影响也很显著。4月热带西太平洋（5°～20°N）上空有异常的下沉运动，显著上升区位于热带印度洋和东亚副热带（20°～50°N）地区。因此，2～3月IOBW 异常对4月热带和副热带地区的大气垂直运动有着至关重要的影响。

图11 1961～2019年2—3月IOBW-I 与（a）4月向外长波辐射（OLR，单位：W m−2）和（b）500 hPa 垂直速度（ω，单位：10−2 Pa s−1）的回归分析。黑点表示通过90%的信度检验Fig. 11 Linear regression of (a) the outgoing longwave radiation (OLR, units: W m−2) in April and (b) the vertical velocity at 500 hPa (ω, units: 10−2 Pa s−1) against the February–March IOBW-I during 1961–2019. Dark dots denote statistical significance at the 90% confidence level

进一步计算了与2～3月IOBW-I 有关的从低层到高层的4月垂直环流场。可见，沿47.5°N 剖面场上120°～135°E 垂直速度呈显著负异常（图12a）；沿127.5°E 剖面场上40°～50°N 垂直速度呈显著负异常（图12b）。也就是说，2～3月IOBW-I 异常偏强，4月东北地区有强烈的上升运动，对流活动明显增强，有利于降水产生。

图12 1961～2019年2～3月IOBW-I 与4月（a）沿47.5°N 剖面和（b）沿127.5°E 剖面垂直速度（单位：10−2 Pa s−1）的回归分析。白点表示通过90%的信度检验Fig. 12 Linear regression of the vertical velocity（10−2 Pa s−1）in April along (a) the 47.5°N profile and (b) the 127.5°E profile against the February–March IOBW-I during 1961–2019. (White dots denote statistical significance at the 90% confidence level

5 结论与讨论

本文主要从年际时间尺度上分析了1961～2019年东北地区春季透雨早晚年的环流特征和前期海温，尤其是热带印度洋海温异常的联系。研究揭示了2～3月IOBW 暖位相有利于春季透雨开始偏早，IOBW年际变化是东北透雨开始时间发生年际变化的主要外强迫因子之一。

典型透雨偏早年的开始时间集中在4月中下旬，偏晚年的开始时间集中在5月中下旬。东北地区春季透雨异常偏早、偏晚年环流场合成分析表明，若4月东北亚上空500 hPa 位势高度场呈自西向东的“− +”异常环流分布，东北地区以偏南风和气旋性环流为主，有利于水汽输送，春季透雨开始偏早，反之，春季透雨开始偏晚。

海温是东北春季透雨早晚的重要影响源之一，较赤道太平洋海温而言，热带印度洋海温对东北春季透雨的影响更为明显和持久。2～3月IOBW-I呈正位相，4月东北地区位于西风急流出口区右侧，西北太平洋地区为异常反气旋，东北地区上空出现明显的偏南风，有利于来自北印度洋、途径孟加拉湾的暖湿气流和来自西北太平洋的暖湿气流向我国东北地区输送，为该地区带来更多的水汽。同时，2～3月IOBW-I 异常对4月热带和副热带地区的大气垂直运动（如OLR 和垂直速度）有着至关重要的影响，IOBW-I 偏强使得热带印度洋和中国东北地区的上升运动增强，导致4月强降水产生，春季透雨偏早。我们尝试给出2～3月IOBW 暖异常影响东北透雨偏早的可能机制示意图（图13）。

图13 年际时间尺度上1961～2019年2～3月热带印度洋一致增暖（IOBW）影响东北春季透雨早晚的示意图Fig. 13 Schematic diagram showing the relationship between February–March IOBW (Indian Ocean Basin warming) and the onset date of SSR in NEC during 1961–2019 on an interannual timescale

值得注意的是，IOBW 除具有一定的年际变化外，还具有明显的年代际变化。从原始IOBW-I 序列（http://cmdp.ncc-cma.net/download/precipitation/diagnosis/IOBW/IOBW-yr.Gif [2021-06-26]）上 看，20 世纪80年代前以负位相为主，20 世纪80～90年代呈位相波动变化，21 世纪后转为正位相。图7b的结果显示IOBW-I 对东北地区春季透雨开始日期在20 世纪80～90年代的影响最为显著，这进一步证明了年际变化也要受到年代际尺度的影响。因此，在考虑IOBW-I年际分量对透雨早晚的影响时，仍不可忽略年代际背景的作用。

本文揭示了2～3月IOBW-I 对中国东北地区春季透雨日期影响的贡献率虽为15%，但仍不失为其重要且稳定的影响源之一，并尝试分析了影响的可能机制，今后还需要通过数值试验进行模拟验证。此外，东北地区受到热带、副热带及中高纬多个系统的综合作用，影响东北春季透雨早晚的因素较为复杂，将继续开展东北春季透雨的影响系统的研究，进一步提供东北透雨早晚的预测依据。