胡越 黄晓英 杨小兵 杨伟 林永

1引言：

陶诗言、陈隆勋等通过提出东亚季风环流的理论，指出东亚季风是亚洲季风系统的主要组成部分。东亚季风地区涵盖了低纬度和中纬度地区，包括热带和副热带，地形复杂多变，热力性质显著，以上特征构造了东亚季风系统的特殊性。中国处于东亚季风区域，东亚夏季风年代际变化给中国的天气和气候变化造成了重大的影响。比如20世纪90年代，东亚夏季风年代际变化异常引起了我国长江中下游地区的多次洪涝灾害，如1998年长江流域暴雨事件给我国造成了2600亿元的经济损失，2000年受到东亚夏季风的影响，我国夏季华北地区持续干旱，粮食大幅度的减产由上可知东亚夏季风年代际变化可以影响我国长江中下游地区的旱涝，粮食安全、经济发展以及国民生产和生活，东亚夏季风年代际气候变化己成为当前气象界的重大科学问题。

近年来很多气象学者都研究得出东亚夏季风在20世纪70年代末期经历了显著的年代际转折，在降水分布上呈现“南涝北旱”的分布，我国长江流域降水增多，反之华北地区干旱的状态。周连童和黄荣辉指出20世纪70年代以后热带中东太平洋海表面温度在年代际尺度上呈现增暖的状态，使得向东亚地区输送的水汽减弱，水汽在长江流域辐合，而华北地区的水汽减少。wu et al还发现东亚夏季风在20世纪90年代同样出现了显著的年代际转折，我国华南地区降水增多，大量水汽在南海上空辐合，东亚地区大气环流也发生了相应的改变，西北太平洋副热带高压向西伸展，东亚上空的急流向南移动，海洋和陆地之间的热力性质差异增大综上东亚夏季风导致的降水分布的向南移动的趋势开始于1970s末，在20世纪70-90年代经历了显著的年代际转折，最后在90年代完成了最终的降水转型。

安徽省宣城市位于安徽省东南地区，地处皖南山区与沿江平原结合地带，经纬度范围为29°57-31°19N，117°58-119°40E。宣城地区夏季降水充沛，降水变化深受东亚夏季风的影响。胡安霞等通过对宣城市所辖县区近50年的降水观测数据统计分析发现宣城市夏季降水在年代际尺度上存在多次突变，相比于其他季节，夏季降水在近50年呈增加的趋势，但是在20世纪90年代后期夏季降水显著下降，此变化趋势与长江中下游其他地区变化较一致。孙忠保等通过对1960到2014年皖江宣城地区的极端降水事件分析发现极端降水在20世纪70年代存在突变，并指出此年代际变化与ENSO指数关系显著。由此发现宣城地区夏季降水的年代际转折与东亚夏季风的年代际转折，可能存在着某种联系。东亚夏季风作为宣城地区夏季降水的重要因子之一，研究东亚夏季风的年代际转折对宣城地区夏季降水的影响是非常重要的。本文旨在研究东亚夏季风年代际变化对宣城夏季降水的影响作用，对促进宣城地区的经济发展，防灾减灾具有重要的意义，符合当今建设美丽中国的迫切需求。

2.1资料

（1）逐月（日）环流场资料由美国大气环境中心提供，水平网格分辨率为2.5°X2.5°，基本要素包括不同层次的比湿、水平风速、高度场；采用NOAA提供的20世纪再分析资料（20CRv2）验证NCEP/NCAR再分析资料得出结果的准确性，水平网格分辨率2°X2°

（2）所有资料起止时间为1948年1月-2015年12月，共68年；东亚夏季在本文中特指6-8月。

（3）中国地面气象观测台站降水资料

2.2东亚夏季风指数选取

Wang et al通过选取东亚夏季降水以及风场，采用经验正交分析方法EOF评估多个东亚夏季环流指数，第一模态空间型能够很好反映东亚夏季风系统里长江中下游降水增多，增强的西北太平洋副热带高压等特征；第一模态的时间序列也可以表征东亚夏季降水和环流系统的年际变化。第二模态的空间型表现出和第一模态空间型相反的分布。其中涡度切变指数（I-WF、I-ZTC）以及西南季风指数（I-LZ）和第一模态时间序列的相关系数均在0.9以上，三类指数均能表征长江中下游梅雨、东亚副热带锋面等东亚副热带夏季风系统的重要特征，因此本研究选择这三类东亚环流指数衡量东亚副热带夏季风的强度。三类指数I-WF、I-ZTC和I-LZ指数计算公式如下：

3东亚夏季风年代际变化

三类东亚夏季风指数I-WF，I-LZ和I-ZTC的指数序列（图3.1）。I-WF的季风指数序列在20世纪70年代末经历了偏弱位相向偏强位相的年代际转折，并且在90年代末强度急剧下降。I-LZ和I-ZTC的季风指数序列也经历了和I-WF类似的显著年代际变化。表3.1为三类东亚夏季风指数序列相关系数均通过了95%置信度水平，结果表明东亚夏季风指数序列不受指数选取的影响，确实在近60年出现了显著的年代际转折。东亚夏季风指数在20世纪80年代之前指数较低，在80-90年代强度偏高，在21世纪以后东亚夏季风指数强度较弱。

为了进一步研究在东亚夏季风年代际变化处于不同的位相时，东亚夏季风影响我国长江中下游流域降水、风场和水汽通量的空间分布。我们20世纪80年代之前，20世纪80-90年代，以及21世纪以来的东亚地区春季到夏季的水汽通量散度异常分别东亚夏季风指数做空间相关。三时段相关场的空间演变见图3.2，可知三个时段的空间场呈现显著的差异。

水汽作为降水比不可少的条件，其变化特征也可以反映降水特征。在20世纪80年代之前春季长江中下游地区包括宣城地区（29°57-31°19N，117°58-119°40E）水汽通量存在显著的负异常，即水汽通量辐合，相反南海和西太平洋地区水汽通量散度不显著（图3.2a），水汽通量负异常从春夏季开始减弱，夏季JlIA时期负异常消失，这一时期南海和西太平洋地区水汽通量散度仍不显著（图3.2c-e）；在20世纪80-90年代春季长江中下游包括宣城地区水汽通量散度负异常显著，即水汽通量辐合，南海和西太平洋地区水汽通量散度正异常很明显，即水汽通量辐散，水汽通量散度在我国东部地区呈现南北偶极子分布型（图3.2f），南北显著偶极分布从春季一致持续到夏季时期（图3.2g-j）；21世纪以来长江中下游地区包括宣城地区水汽通量輻合在春季以后开始减弱，夏季时期水汽通量辐合完全消失（图3.2l-o）。

4全文总结

本文利用再分析资料和我国地面气象观测站点的降水资料，采用11年滑动窗口统计方法研究了东亚夏季风强度的年代际变化特征，分析了东亚夏季风年代际变化对宣城地区降水的影响，结果表明：

东亚夏季风强度在20世纪50年代以来出现了明显的年代际转折，在20世纪70年代末由东亚夏季风强度由偏弱转为偏强，90年代末以来强度又显著下降。

通过东亚夏季风指数与长江中下游地区（包括宣城）的降水场、风场、水汽通量散度的从春季到夏季的空间相关演变分析发现，宣城地区的降水明显受到东亚夏季风年代际变化的影响，东亚夏季风强度偏强的时段，相应的宣城地区的降水是增多的，究其原因是当东亚夏季风强度偏强时，输送到宣城地区的水汽偏多，进而降水增多。