邢子毅

摘要 本文利用1963—2013年我国592个站点降水、气温、地温、相对湿度、气压及蒸发逐月的资料，采用多变量经验正交函数（MV-EOF）分析夏季降水同前期冬春季气温、地温、相对湿度、气压及蒸发等物理量之间的关系。得出结论：黄河以北地区夏季降水与前期冬季气温、地温反向变化，与气压同向变化，与相对湿度和蒸发有弱的同向变化;长江中下游地区夏季降水与前期冬季气温、地温同向变化，与气压和蒸发反向变化，与相对湿度不明显;华北地区夏季降水与前期春季气温、地温反向变化，与相对湿度、气压及蒸发同向变化;华南地区夏季降水与前期春季气温、地温同向变化，与相对湿度、气压及蒸发反向变化。

关键词 MV-EOF分析;降水;气温;低温

中图分类号：P426.6 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）08–0081–03

The Linear Relationship Between Summer Precipitation and Multiple Meteorological Elements in Early Winter and Spring is Analyzed Based on Mv-eof Method

XING Zi-yi （Huangnan Meteorological Observatory， Tongren， Qinghai 811300）

Abstract Based on the monthly data of precipitation， air temperature， ground temperature， relative humidity， air pressure and evaporation at 592 stations in China from 1963 to 2013， the relationship between summer precipitation and physical quantities such as air temperature， ground temperature， relative humidity， air pressure and evaporation in previous winter and spring is analyzed by multivariable empirical orthogonal function （mv-eof） The ground temperature changes in the opposite direction， in the same direction as the air pressure， and weakly in the same direction as the relative humidity and evaporation; The summer precipitation in the middle and lower reaches of the Yangtze River changes in the same direction as the winter temperature and ground temperature in the early stage， changes in the opposite direction with air pressure and evaporation， and has no obvious relationship with relative humidity. The summer precipitation in North China changes inversely with the temperature and ground temperature in early spring， and changes in the same direction with relative humidity， air pressure and evaporation; The summer precipitation in South China changes in the same direction as the temperature and ground temperature in early spring， and in the opposite direction with relative humidity， air pressure and evaporation.

Key words Mv-eof analysis; Precipita-tion; Temperature; Low temperature

夏季降水預测一直都是气候研究的重点，汶林科等[1]应用EOF及相关统计方法研究了青藏高原中部地温与气温差对降水的影响，结果表明：青藏高原中部春末夏初地温与夏季降水有较好的关系。戴长勇等[2]分析了我国东部地区前期冬季、春季土壤湿度异常与夏季降水的关系。研究结果表明，黄淮、江淮等地的前期冬季土壤湿度与夏季降水存在正相关，华北和内蒙古地区前期冬季土壤湿度与夏季降水存在负相关。此外，降水与地温的关系随纬度变化有明显差异。韩慎友等[3]利用SVD研究了海平面气压场与我国夏季降水的关系，结果表明：长江中下游地区夏季降水与前期春季海平面气压有密切关系，当前期春季气压较强时，长江中下游地区夏季降水偏多，华南地区夏季降水与前期春季气压具有显著负相关。

1 资料和方法

选取1964—2013年全国592个地面气象站降水、气温、地温、相对湿度、气压、蒸发的逐月资料，采用多变量经验正交函数（MV-EOF）方法，将资料进行标准化处理后进行MV-EOF分解，分析夏季降水空间模态与前期冬季和春季气温、地温、相对湿度、气压以及蒸发的空间模态之间的关系。

2 夏季降水与前期冬季各物理量的MV-EOF分析

采用MV-EOF方法分析夏季降水和前期冬季气温、地温、相对湿度、气压及蒸发等多个变量之间的线性关系，使各个因子在同一时间系数序列情况下，即各物理量时间变化一致，分析各个物理量空间变化存在的联系。分析方差贡献最大特征值对应的空间模态和时间系数，结果表明，1996年前时间系数呈下降趋势，1996年后呈上升趋势。

MV-EOF分解得到的第一空间模态方差贡献为23.24%。从夏季降水空间模态来看（图1a），我国夏季降水空间变化表现为东西反向、南北反向变化，其中空间模态正值区主要集中在黄河以北，负值区集中在南江地区和新疆中部，说明以上地区夏季降水空间变化相对敏感;从气温空间模态来看（图1b），除青藏高原东部和西南等地外，华北、黄淮、江淮、长江中下游地区，南江、华南等大部分地区空间变化相对敏感且为负值;地温空间模态（图1c），地温空间变化和气温空间变化极其相似，变化敏感区主要集中在东部大部分地区;从相对湿度空间模态来看（图1d），前期冬季相对湿度呈东西反向变化，正值区主要集中在东北大部分地区、内蒙古中东部、河套地区、青藏高原中部、东部西南地区及华南部分地区，负值区主要集中在华北东部、江淮及长江中游地区，说明以上地区前期冬季相对湿度变化敏感;从气压空间模态来看（图1e），东西反向变化十分明显，正值区主要集中在我国东部大部分地区，负值区主要集中在青藏高原中部和西南部分地区;从蒸发空间模态来看（图1f），南北反向变化较明显，正值区主要集中在长江流域和青藏高原南部及西南等地，负值区主要集中在黄河以北。

夏季降水主要集中在黄河以北地区和长江中下游地区，配合前期冬季气温、地温、相对湿度、气压及蒸发的空间模态，黄河以北地区夏季降水与前期冬季气温、地温反向变化，前期冬季气压与夏季降水同向变化，相对湿度和蒸发有弱的同向变化。

通过比较各前期物理量可知，对黄河以北地区夏季降水而言，前期气温、地温及气压影响较强，相对湿度与蒸发的影响较弱。而长江中下游地区夏季降水与前期冬季气温、地温同向变化，相对湿度变化不明显，夏季降水与前期冬季气压和蒸发反向变化。同时，前期冬季气温、地温、气压、蒸发对长江中下游地区夏季降水的影响较大，而对相对湿度的影响较弱。

3 夏季降水与前期春季物理量的MV-EOF分析

综合夏季降水和前期春季气温、地温、相对湿度、气压及蒸发等6个物理量，运用MV-EOF分析相同时间系数下的空间模态，得出时间系数变化整体呈上升趋势，1995年前以负值为主，1995年后以正值为主。

MV-EOF分解得到的第一空间方差贡献为26.23%。我国夏季降水空间分布主要表现为南北反向变化，正值区主要分布在华南大部分地区、黄淮部分地区、青藏高原的北部、东部以及新疆西部地区，负值区主要分布在华北、东北北部及河套地区。前期春季气温的空间模态整体呈东西反向变化，东部大部分地区、黄河以南、长江以北等地为正值，负值区主要集中在青藏高原东部、南部及西南地区，说明以上地区前期春季气温变化敏感。

从前期春季地温的空间模态来看，新疆、内蒙古、华南、河套、长江流域等大部分空间分布为正值，负值区主要分布在西南地區;从前期春季相对湿度的空间模态来看，我国东部大部分地区空间分布为负值，其中长江中下游地区、江南及华北西部地区相对显著，正值区主要集中在高原南部地区;从前期春季气压空间模态来看，整体呈东西反向变化，负值区主要分布在东北南部、华北东部、江淮及长江中下游地区，正值区主要集中在青藏高原东部和南部地区;前期春季蒸发的空间模态，负值区主要集中在青藏高原大部分地区及东北东部地区和华南等地，正值区主要集中在河套地区。

夏季降水主要集中在华南地区和华北地区，配合前期春季气温、地温、相对湿度、气压及蒸发的空间模态，华南地区夏季降水与前期春季气温、地温同向变化，与前期春季相对湿度、气压及蒸发反向变化;华北地区夏季降水与前期春季气温、地温反向变化，与前期春季相对湿度、气压及蒸发同向变化。通过比较可知，无论是前期冬季还是春季，气温、地温与夏季降水相关性较相对气压、相对湿度及蒸发更加明显。

4 结论

（1）黄河以北地区夏季降水与前期冬季气温、地温反向变化，与气压同向变化，与相对湿度和蒸发有弱的同向变化;长江中下游地区夏季降水与前期冬季气温、地温同向变化，与气压和蒸发反向变化，与相对湿度的联系不明显。

（2）华北地区夏季降水与前期春季气温、地温反向变化，与相对湿度、气压及蒸发同向变化;华南地区夏季降水与前期春季气温、地温同向变化，与相对湿度、气压及蒸发反向变化。

（3）通过MV-EOF分析表明，夏季降水与前期冬春季气温和地温的相关性较相对湿度、气压、蒸发明显。

参考文献

[1] 汶林科，崔鹏，向灵芝，等.西藏东部6—9月降水与中部地—气温差的关系[J].冰川冻土，2011，33（2）：300-308.

[2] 戴长勇，左志燕.中国东部前冬、春土壤湿度与夏季气候的关系[J].气象科技， 2010，38（3）：300-305.

[3] 韩慎友，何敏，周兵.春季海平面气压指数与我国夏季降水的关系[J].南京气象学院学报，2001（4）：491-497.

责任编辑：黄艳飞