中南半島夏季風降水異常與ENSO的相關性

楊敏睿

摘要：利用1978-2012年期間的CRU（Climatic Research Unit）的降水格點資料和1950-2012年海表面溫度距平的格點資料，統計分析了中南半島降水與赤道東太平洋海溫異常（即ENSO）的聯系，得到以下的主要結論：中南半島1978-2012年間有12個降水異常年，分別為6個降水強年和6個降水弱年，6個降水強年分別為1994，1996，1999，2002，2006和2011年;6個降水弱年分別為1979， 1987，1989，1991，1992和1993年。中南半島的年平均降水與Ni?o3.4指數相關性較為顯著，為較好的負相關性，其特點為年均降水與前期冬季春季和年均海溫相關性較好，與同期的相關性弱。

關鍵詞：中南半島;降水;海溫;相關性

1 引言

1.1研究背景

亞洲是全球最顯著的季風區，尤其是亞洲南部[1]，而中南半島位于中國和南亞次大陸之間，主要國家有泰國，緬甸，柬埔寨，越南。中南半島夏季風帶來的降水影響了中南半島大部分人口的生活，尤其是中南半島的國家都為以農業為主的發展中國家，降水對其造成的影響更是不言而喻。在拉尼娜期間，東南太平洋氣壓明顯升高，印度尼西亞和澳大利亞的氣壓減弱。厄爾尼諾期間的情況正好相反。鑒于厄爾尼諾與南方濤動之間的密切關系，氣象上把兩者合稱為ENSO。近些年來，極端天氣頻繁發生，厄爾尼諾和拉尼娜事件的發生愈發頻繁，ENSO事件世界各地的天氣和氣候的影響更加頻繁更加劇烈，ENSO事件與中南半島的夏季風降水的聯系也迫切需要被探討清楚。

1.2國內外研究現狀

中南半島地處亞洲南部季風區，位于印度次大陸和北太平洋西部，中國和南亞次大陸之間，西臨孟加拉灣、安達曼海和馬六甲海峽，東臨太平洋的南中國海，受南亞季風，東亞季風和澳大利亞季風影響。中南半島是亞洲南部三大半島之一，為東亞大陸與群島之間的橋梁。中南半島是連接南海季風 、印度季風和 孟加拉灣季風的關鍵區， 對于亞洲季風的形成和變化 過程中作用十分重要[2]。

1983年開始就有人開展了對于南亞季風與 ENSO 關系的研究 。Shukla 等[3] 分析近百年中南亞季風降水與ENSO循環的關系， 發現在厄爾尼諾年份季風降水趨向于減弱 ，而在拉尼娜年份季風降水則趨向于增強 ，二者具有較好的相關性。AK Sahai等人[4]通過更進一步的研究，選取14個格點海溫與印度夏季風進行分析，得出隨后的印度夏季風的行為可以使用SST提前9個月確定，相關模式顯示出緩慢而一致的時間演變，表明印度夏季風降水年際和年代際尺度上與ENSO循環的存在產生顯著的相關性，當 ENSO 處于暖位相 ，赤道印度洋區域沃克環流發生變異并引起南亞區域 Hadley 環流異常 ， 最終導致該區域季風降水減少。

2 資料與研究方法

2.1資料概況

降水資料選取1978-2012年的CRU（Climatic Research Unit）的降水格點資料，海表面溫度資料選取1950-2012年逐月平均的海表面溫度距平的格點資料（SSTAREA），1981-2012年Ni?o1+2區，Ni?o3區，Ni?o4區和Ni?o3.4區的逐月的海表面溫度距平資料（ERSST4.Ni?o.MTH.81-10），Ni?o3.4指數（Ni?o3.4 index）為Ni?o3.4區域（120°-170°W，5°S-5°N）的海表面溫度距平的區域平均（Trenberth [5]），Ni?o3.4指數用來表示ENSO事件的強弱。

2.2研究方法

為了研究中南半島夏季風降水對ENSO的響應，根據CRU的降水格點資料與ERSST4的海表面溫度資料，分析了1978-2012年35年的中南半島降水與海表面溫，采用合成分析、相關分析等方法研究了中南半島夏季風降水與海表面溫度的相關性。

選取CRU格點降水資料中南半島地區（97.5°-107.5°E，12.5°-20°N）1978-2012年間的逐年降水距平，通過標準化處理后得到標準化的降水時間序列，選取大于1的為降水強年，小于-1的為降水弱年。結果

2.3中南半島降水異常年

通過標準化處理后，統計得到中南半島1978-2012年間有12個降水異常年，分別為6個降水強年（1994，1996，1999，2002，2006和2011年）和6個降水弱年（1979， 1987，1989，1991，1992和1993年）。分別對降雨強年和弱年合成分析，得到中南半島降水強年和弱年的平均降水空間分布分別如圖1、圖2所示;中南半島降水強年和弱年的赤道太平洋平均SST空間分布如圖3、圖4所示。中南半島為降水強年時，赤道太平洋西部和西北部海溫異常高，赤道太平洋的中部和東部海溫異常低;中南半島為降水弱年時，赤道太平洋西部和西北部海溫異常低，赤道太平洋的中部和東部海溫異常高。赤道太平洋的海溫異常與厄爾尼諾和拉尼娜的關系密切，這說明ENSO與中南半島夏季風降水異常有關。

2.4ENSO與中南半島年際降水量的關系

中南半島年均降水距平與年均Ni?o3.4指數的趨勢如圖5所示。統計表明，當Ni?o3.4指數小于0時，年降水量較大，年降水正距平的幾率為64.7%;當Ni?o3.4指數大于0時，年降水量較少，年降水負距平幾率為66.7%。

2.5不同季節的ENSO指數與中南半島年降水量的關系

為了研究中南半島夏季風降水異常對ENSO的響應，我們統計了中南半島年均降水與年均Ni?o3.4指數及四季的平均Ni?o3.4指數的關系。結果如表6所示?？梢钥闯?，中南半島的年降水量對于年際、不同季節的ENSO的都有一定反映，尤其對于前期冬季和春季，達到了95%的置信程度。中南半島年降水量與年平均的ENSO為負相關，即當Ni?o3.4地區海表面溫度異常冷時（La Ni?a年），中南半島地區年平均降水量較大，反之亦然。中南半島年降水量和冬季的ENSO為負相關，前期冬季的Ni?o3.4地區的海表面溫度異常也可以一定程度上反映出本年度中南半島年降水量的變化，當冬季Ni?o3.4地區的海表面溫度異常冷時（La Ni?a年），中南半島地區年平均降水量較大，反之亦然。同樣的結論可以用在中南半島年降水量和春季ENSO上。而中南半島的年降水量與夏季和秋季的海溫相關性并不明顯。

3 結論

中南半島年平均降水與冬季和春季的Ni?o3.4地區的海表面溫度為較好的負相關，且通過了0.05的顯著性檢驗;中南半島年平均降水與夏季和秋季的Ni?o3.4地區的海表面溫度沒有明顯的相關性;中南半島年平均降水與年平均的Ni?o3.4地區的海表面溫度為較好的負相關，且通過了0.05的顯著性檢驗。因此我們認為中南半島年平均降水與ENSO為較好的負相關，其中年平均降水對冬季和春季的ENSO響應相對明顯。

參考文獻：

[1] 王黎娟， 何金海， 徐海明，等. 1998年南海夏季風建立前后的突變特征及爆發過程[J]. 大氣科學學報， 1999， 22（2）：135-140.

[2] 王黎娟， 何金海， 管兆勇. 蘇門答臘地區對流活動及其與南海夏季風建立的關系[J]. 大氣科學學報， 2004， 27（4）：451-460.

[3] Shukla J， Paolino D A. The Southern Oscillation and Long-Range Forecasting of the Summer Monsoon Rainfall over India[J]. Monthly Weather Review， 1998， 111（9）：1830.

[4] Pillai P A， Sahai A K. Moisture dynamics of the northward and eastward propagating boreal summer intraseasonal oscillations： possible role of tropical Indo-west Pacific SST and circulation[J]. Climate Dynamics， 2015， 47（3-4）：1-16.

[5] Trenberth K E， Fasullo J T， Kiehl J. Earths global energy budget.[J]. Bulletin of the American Meteorological Society， 2009， 90（3）.