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两广地区夏季降水异常与澳大利亚东侧海温异常的联系及可能机制

更新时间:2016-07-05

中国夏季降水空间分布很不均匀,夏季降水及其年际变率的极大值均位于广东省和广西壮族自治区(简称两广地区)(Jin et al.,2015)。两广地区位于中国的南部,是我国经济最为发达的地区之一,也是大城市集中区,人口密集,该地区的旱涝异常事件可对当地人民的生活、经济的发展造成重大的影响。找寻两广夏季降水异常的影响因子及途径,可为更好地理解中国南方夏季降水异常的成因提供科学线索。

两广地区夏季降水异常和热带印度洋—太平洋海温异常存在密切联系。印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD;Saji et al.,1999)是热带印度洋重要的海气耦合模态。IOD和中国南方夏季降水异常呈很好的正相关关系(钱玮和管兆勇,2007):正IOD异常年份有利于维持中国南方上空的上升运动,同时中国南方地区为水汽的异常辐合区域,这使得中国南方夏季降水正异常,反之亦然。IOD还可以通过影响东亚—太平洋型(East Asian-Pacific,EAP;Huang and Li,1987)/太平洋—日本型(Pacific-Japan,PJ;Nitta,1987)遥相关影响中国南方降水异常(肖子牛等,2002;Guan and Yamagata,2003)。Huo and Jin(2016)发现,热带东南印度洋(即IOD东极子区域)和中国南方夏季降水存在很好的负相关关系,热带东南印度洋海温正异常时,可通过Matsuno-Gill响应(Matsuno,1966;Gill,1980)引起中国南方地区负涡度异常,并且有利于水汽向中国南方地区辐合,还可通过调节东亚地区局地Hadley环流使得中国南方地区受异常下沉气流控制,引起中国南方地区降水异常偏少,反之亦然。Qiu et al.(2014)认为中国南方降水异常和正IOD事件的联系较为密切,和负IOD事件并无显著关系。

热带太平洋海温异常和两广地区的气候异常亦存在着密切的联系(冯娟等,2011;Duan et al.,2013;Gu et al.,2015;陈蔚和管兆勇,2016;Wu and Mao,2016;王旭栋等,2017)。Gu et al.(2015)研究指出华南秋季降水与热带太平洋东—西向海温热力差异有密切关系。当热带东太平洋海温正异常时,西太平洋为海温负异常时,从中南半岛到中国东部为显著南风异常,使得两广地区上空产生异常的水汽辐合及垂直上升运动,两广秋季降水增多。太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO;Mantua et al.,1997)和ENSO对两广地区的春季降水有着协同影响(Wu and Mao,2016),当PDO与ENSO同位相时,ENSO与两广春季降水的正相关关系显著增强。相反,当PDO与ENSO同位相时,ENSO与两广地区春季降水的关系变得不明显。PDO通过影响西北太平洋地区的低层副热带反气旋和东亚及中纬度北太平洋地区的高层西风急流来影响ENSO和两广春季降水之间的关系。亦有研究表明,PDO负位相时,中国南方初夏降水与前期西北太平洋副热带地区与东南太平洋地区海温呈负相关关系,与热带中太平洋海温呈正相关关系。PDO正位相时,显著正相关在热带东太平洋(Duan et al.,2013)。

近年来,南半球的海温及大气环流异常对中国东部气候异常的影响受到了越来越多的重视(刘舸等,2008;周波涛,2011;Huo and Jin,2016;Jin et al.,2017)。Jin et al.(2017)研究指出,春季南半球中纬度印度洋偶极子和两广地区夏季降水异常存在密切的联系,春季南印度洋偶极子异常可以通过风—蒸发—海温(wind-evaporation-SST,Xie and Philander,1994)机制持续至夏季,并通过影响105°E附近的越赤道气流影响两广地区夏季降水异常。澳大利亚东侧500 hPa位势高度异常可以通过影响南北半球间的遥相关而影响长江流域夏季降水异常(刘舸等,2008)。澳大利亚东侧海温异常可影响海洋性大陆区域海温异常,并影响海洋性大陆区域的对流活动异常,进而影响东亚气候异常。而澳大利亚东侧的海温异常和两广地区夏季降水异常的关系如何?如果存在联系,二者又是怎么样联系起来的?上述问题尚不清楚,本文将围绕上述问题展开,弄清澳大利亚东侧海温异常和两广夏季降水异常的关系及联系机制。

于是,我爬了墙,这一招我练习了很久,终于等到这一天,刘佳没有锁窗户,真是太好了。他睡得正香,嘴边流了一丝口水,我把窗帘拉开,朦胧的月光让躺着的刘佳看起来像一个睡王子,我傻乎乎地看着睡着了。

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1 资料和方法

1.3.2 排除标准 (1)霍乱、痢疾,或其他侵袭性细菌所致的肠炎(脓血便);(2)其他非感染性腹泻如食饵性腹泻、症状性腹泻、糖源性腹泻、过敏性腹泻、非特异性溃疡性结肠炎;(3)重型腹泻、营养不良和免疫缺陷患儿;(4)合并严重心、肝、肾、消化及造血系统等严重原发病的患儿;(5)对试验用药过敏或过敏体质者;(6)1个月内参加过其他临床试验者;(7)研究者认为存在任何不适合入选或者影响参与或完成研究因素的患儿。

推动主体责任找抓手,做好协助协调。一是通过责任书和责任清单明确了主责部门的责任,每个季度召开党风廉政建设联席会,不断推动主体责任落实。二是推动主责部门将党风廉政建设工作具体化,建立抓手。在作风建设、专项治理、白酒整治、巡察等工作中,与主责部门分工协作、互动互促。三是通过巡视回头看、巡察“点面根”整改、专项监督,督促主责部门持续履责。

因为两广地区的夏季降水不但存在显著的年代际变化(图1b;Wu et al.,2012;Duan et al.,2013),还存在长期的变化趋势(Hsu and Lin,2007),同时两广地区的夏季降水亦存在显著的年际变化(Huo and Jin,2016;Jin et al.,2017)。由于本文的研究主要围绕年际时间尺度,因此除了图1所用资料为原始资料,其余分析所用资料均事先滤除了线性趋势及9 a以上的年代际变化。如无特殊说明,下文所用的两广夏季降水、海温场、环流场及OLR场均为其年际变化分量。文中所指夏季为北半球夏季(6—8月,JJA)。

2 两广地区夏季降水年际异常的时空变化规律

两广大部分地区气候平均态的夏季降水量均超过了600 mm,极大值位于广西壮族自治区的南部超过了1 000 mm(图1a),两广地区夏季降水亦是中国夏季降水的极大值区域(Jin et al.,2015)。中国夏季降水年际变率和气候态的夏季降水具有相似的空间分布型,即大值区位于两广地区,极大值超过400 mm位于广西壮族自治区的南部(图1a)。还注意到,无论是两广夏季降水还是其年际变率,大值区域均位于两广地区南部,两广北部夏季降水和年际变率相对较小。

图1 1979—2016年气候平均的中国南方夏季降水(阴影;单位:mm)及其标准差(等值线;单位:mm)(a;红点表示两广地区36站),以及1979—2016年两广地区区域平均夏季降水异常的时间序列(b;单位:mm) Fig.1 (a)Climatological mean summer(JJA) precipitation(shaded areas;units:mm) and its standard deviation(contours;units:mm) in southern China during 1979—2016(Red dots show 36 meteorological stations in Guangdong-Guangxi(GG) region),and (b)time series of summer anomalous precipitation in GG region during 1979—2016(units:mm)

两广夏季降水不仅空间分布很不均匀(图1a),时间分布也很不均匀(图1b)。近40 a来,两广夏季降水正异常的极大值年份为1994年,降水距平为521 mm;负异常的极值年为1989年,降水距平为-353 mm。两广夏季降水不仅具有显著的长期上升趋势,还存在显著的年代际变化规律。本文主要研究年际时间尺度上两广地区夏季降水异常的变化规律及成因,因此下文分析中将两广夏季降水原始序列滤除线性趋势后减去其9 a滑动平均值,得到其年际变化分量。为了更好的找寻两广夏季降水年际异常的因子,大气及海温再分析资料亦使用其年际分量。

3 两广夏季降水异常和澳大利亚东侧海温异常的联系

根据Jin et al.(2015)的研究结果,求取两广地区区域平均的夏季降水,记为PGGPGG和中国南方夏季降水的相关显示,PGG仅和两广夏季降水存在较为显著的正相关关系,和其他区域并无显著相关(图2a),这说明根据Jin et al.(2015)所选取的两广地区站点是合理的(Huo and Jin,2016;Jin et al.,2017)。

Guan Z,Yamagata T,2003.The unusual summer of 1994 in East Asia:IOD teleconnections[J].Geophys Res Lett,30:1544.doi:10.1029/2002GL016831.

4 可能机制

4.1 水汽输送

IeAus指数回归的水汽输送场(图3)显示,和澳大利亚东侧海温异常相联系的水汽由热带中太平洋向西输送至热带西太平洋后分为两支,一支向东南输送至澳大利亚东侧海区,水汽在该区域辐合;另一支水汽继续向西输送,部分水汽在海洋性大陆区域辐合、部分水汽向中国东部地区输送,两广地区为水汽的辐散区域、长江流域为水汽的辐合区域,而水汽在两广地区的辐散,不利于该地区降水的产生。

图2 两广地区区域平均的夏季降水(PGG)与中国南方夏季降水(a)、西南太平洋海温异常(b)的相关,IeAus与中国南方夏季降水的相关(c),以及标准化的PGG和IeAus时间序列(d;为了便于比较,IeAus乘以-1)(图a—c中洋红色、红色和蓝色线分别为零值、正值和负值;图a和c的深(浅)阴影表示通过95%(90%)置信度检验;图b中点阴影表示通过95%置信度检验) Fig.2 Simultaneous correlations of mean precipitation(PGG) over GG region with (a)precipitation in southern China and (b)sea surface temperature(SST) anomaly in southwestern Pacific in JJA,(c)correlations of SST anomaly index(IeAus) east of Australia with precipitation in southern China in JJA,and (d)time series of standardized PGG and IeAus(IeAus is multiplied by -1)(In (a)—(c),the magenta,red and blue lines are for zero,positive and negative values,respectively.In (a) and (c),deep(shallow) shadings indicate areas where correlation coefficients are statistically significant above 95%(90%) confidence level.In (b),stippled shadings indicate areas where correlation coefficients are statistically significant above 95% confidence level)

图3 IeAus回归的1 000~300 hPa整层积分的水汽通量(箭矢;单位:kg·m-1·s-1)及其散度场(阴影;单位:10-6 kg·s-2;点阴影表示通过95%置信度检验) Fig.3 Regression of water vapor fluxes(arrows;units:kg·m-1·s-1) integrated from 1 000 hPa to 300 hPa and their divergences(shaded areas;units:10-6 kg·s-2) onto IeAus(Stippled shadings show areas where the values are statistically significant above 95% confidence level)

4.2 对流活动

与澳大利亚东侧海温异常相联系的OLR场(图4a)显示,澳大利亚东侧海温正异常时,该地区对流活动增强,受异常上升气流的控制(图4b)。澳大利亚东侧海区上升运动的异常增强减弱了局地Hadley环流,使得热带西太平洋地区的异常下沉运动增强(图4b)。而热带西太平洋地区的异常下沉运动又抑制了该地区的对流活动(图4a),对流活动的减弱进一步增强了该地区的异常下沉运动,同时海洋性大陆区域存在异常上升运动(图4b)。该异常上升运动有利于该地区的对流活动正异常(图4a),海洋性大陆区域的对流活动正异常又增强了异常上升运动,有利于东亚地区的局地Hadley环流增强。东亚地区的局地Hadley环流增强,增强了两广地区上空的下沉运动,抑制了两广地区的对流活动(图4a),使得两广地区夏季降水负异常(图2c)。综上,澳大利亚东侧海温异常可通过“大气桥”遥相关(Alexander et al.,2002)影响两广地区夏季降水异常。

4.3 大气环流异常

进一步分析与澳大利亚东侧海温异常相联系的环流场(图5),可以发现,澳大利亚东侧海温正异常时,对流层低层南半球中纬度太平洋存在一纬向拉长的反气旋环流异常(图5a)。同时,热带西太平洋对流层低层东风异常,增强了西北太平洋地区的反气旋环流异常,该反气旋环流异常西部的南风异常增强了东亚夏季风(图5a)。东亚夏季风增强,雨带向北推进,两广夏季降水偏少(图2c)。

澳大利亚东侧海温正异常时,澳大利亚东侧海区、澳大利亚及海洋性大陆区域对流层低层异常辐合(图5b)、高层异常辐散(图5c),辐合、辐散风场这样的高低层配置有利于维持上述区域的异常上升运动(图4b)。而两广地区和热带中东太平洋地区对流层低层异常辐散(图5b)、高层异常辐合(图5c),这样的配置有利于维持这两个区域的异常下沉运动(图4b)。东亚地区纬向平均的经向垂直环流显示,海洋性大陆区域受异常上升运动控制、两广地区受异常下沉气流控制,这进一步表明东亚地区局地Hadley环流增强(图5d)。而两广地区上空的异常下沉运动,使得两广地区夏季降水负异常(图2c)。

图4 夏季IeAus指数与OLR场(a)和垂直速度场(b)的同期相关(交叉阴影表示通过95%置信度检验;洋红色、红色和蓝色线分别为零值、正值和负值) Fig.4 Simultaneous correlations of summer IeAus with (a)OLR and (b)vertical velocity fields(Cross shadings indicate areas where correlation coefficients are statistically significant above 95% confidence level.The magenta,red and blue lines are for zero,positive and negative values,respectively)

图5 IeAus指数回归的850 hPa流函数(阴影;单位:106 m2·s-1)和旋转风场(箭矢;单位:m·s-1)(a)、IeAus指数回归的850 hPa速度势(阴影;单位:106 m2·s-1)和辐散风场(箭矢;单位:m·s-1)(b),IeAus指数回归的200 hPa速度势(阴影;单位:106 m2·s-1)和辐散风场(箭矢;单位:m·s-1)(c),以及IeAus指数回归的105~117.5°E平均的经向垂直环流(d;水平分量为辐散风的经向分量)(点阴影表示通过95%置信度检验) Fig.5 (a)Regression of 850 hPa stream function(shaded areas;units:106 m2·s-1) and rotary wind(arrows;units:m·s-1) onto IeAus,(b)regression of 850 hPa velocity potential(shaded areas;units:106 m2·s-1) and divergent wind(arrows;units:m·s-1) onto IeAus,(c)regression of 200 hPa velocity potential(shaded areas;units:106 m2·s-1) and divergent wind(arrows;units:m·s-1) onto IeAus,and (d)regression of meridional vertical circulation averaged over 105—117.5°E onto IeAus(The horizontal component is the meridional component of the divergent wind)(Stippled shadings show areas where the values are statistically significant above 95% confidence level)

5 结论

Alexander M A,Bladé I,Newman M,et al.,2002.The atmospheric bridge:The influence of ENSO teleconnections on air-sea interaction over the global oceans[J].J Climate,15(16):2205-2231.

最后,我想说孩子的教育不只是学校的事情,其实最最重要的教育不是学校教育,而是家庭教育。只有我们家校合育才能培养出越来越棒的孩子们。

2)澳大利亚东侧海温正(负)异常时,该地区对流活动增强(减弱),对流层低层辐合、高层辐散,上空为异常上升运动,并通过“大气桥”遥相关使得两广地区上空下沉(上升)运动异常,引起两广地区夏季降水负(正)异常。

3)澳大利亚东侧海温异常偏高时,水汽由热带中太平洋向西输送,一支输送至澳大利亚东侧海区,另一支沿着西北太平洋副热带高压边缘输送至中国东部地区。两广地区是水汽的辐散区域,使得该地区降水负异常,反之亦然。

两广地区夏季降水不仅具有显著的年际变化,还存在显著的年代际变化(Wu et al.,2012;Chen et al.,2017),本文仅分析了澳大利亚东侧海温异常对两广夏季降水异常在年际时间尺度上的联系及影响途径。澳大利亚东侧海温异常对两广夏季降水异常是否在年代际时间尺度上存在影响。注意到两广夏季降水异常还和热带印度洋—太平洋海温异常模态存在联系,而澳大利亚东侧海温异常是否和热带印度洋—太平洋海温异常模态对两广夏季降水异常存在协同调节作用尚不清楚。上述问题有待未来进一步研究。

参考文献(References)

1)两广地区夏季降水年际异常与澳大利亚东侧的海温异常存在显著的负相关关系,即澳大利亚东侧海温正(负)异常时,两广夏季降水偏少(多)。

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在佛教中,“坐化”是指坐姿逝去。这种背景信息对英语读者来说很陌生,所以译者最好加上解释。这里译者用普通英语单词来表达文化负载词“坐化”,使读者对中国佛教文化有一个简单的了解。

基层培育体系建设是新型职业农民培育工作的根本保证,因此针对培育体系中的一些问题要采取针对性的措施,进一步完善基层体系建设。

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那时的我们没有光鲜亮丽的外表,隐匿在人群中偷偷臭美,青春乏善可陈,却梦想着在未来把超市开遍全城,少年意气直冲云天。

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两广夏季降水异常和西南太平洋海温异常的相关(图2b)显示,两广夏季降水异常和澳大利亚东侧的海温异常存在负相关关系,相关系数极值超过-0.5。根据相关系数空间分布的显著相关区域,将[160°E~175°W,30~15°S]区域平均的海温异常定义为与两广地区夏季降水异常相联系的澳大利亚东侧海温异常指数(index of east of Australia sea surface temperature,IeAus)。IeAus与中国南方夏季降水的相关(图2c)显示,澳大利亚东侧海温异常和两广地区夏季降水存在显著的负相关关系,相关系数的显著区域与图2a较为一致。PGG标准化的时间序列和IeAus具有较好的负相关关系(图2b、2c),二者的相关系数为-0.46(图2d)。这些结论都表明,两广夏季降水异常和澳大利亚东侧海温异常确实存在某种联系。

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1)中国气象局1979—2016年中国753站中两广地区36个站点(图1a)的逐日降水资料,及同期的NCEP/NCAR再分析资料(Kalnay et al.,1996)资料(水平分辨率为2.5°×2.5°)。2)1979—2016年逐月Met Office Hadley Center的海温资料(Rayner et al.,2003)(水平分辨率为1°×1°)。3)1979—2013年的逐月插值过的向外长波辐射(Outgoing Longwave Radiation,OLR;Liebmann,1996)以及未插值的2014—2016年逐日OLR资料。

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对此,教师在平时的教学中可以让学生在阅读时养成积累写作素材的好习惯,调动学生写作的积极性,让学生能够在写作的过程中大胆进行创新,展示自我,另外,教师也要对学生的写作进行适当的鼓励,让学生逐渐喜欢上写作,培养其写作的积极性,增加写作和阅读的热情。

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四是得益于统一技术要求。在总结试点经验基础上,国家防办统一制定了山洪灾害防治县级非工程措施建设的相关技术要求和标准,通过组织召开技术交流培训会,派出专家开展现场技术帮扶,培训项目管理和技术人员超过1 000多人次,保障了项目建设水平。

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气压治疗结合神经肌肉电刺激的综合使用将外用加压装置的挤压与电刺激产生的内在肌肉泵效应结合[15],相比于传统单纯的气压和神经肌肉电刺激治疗,可明显加快脑卒中后患手肿胀的消退,改善关节活动度,并能对手肿胀进行早期干预,预防并发症,改善其预后。在实际实施过程中,也具有操作简单易行、适合床边治疗、医疗资源可持续利用等优势,值得在临床推广使用。

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The summer precipitation in Guangdong Province and Guangxi Zhuang Autonomous Region(hereafter GG region) with uneven temporal-spatial distribution has significant interannual variability.Using the observational station precipitation data,the marine and atmospheric reanalysis data,connections between precipitation(PGG) anomaly in GG region and sea surface temperature(SST) anomaly east of Australia during boreal summer in recent 40 years are investigated.Results show that PGG has a significant negative correlation with SST anomaly east of Australia on the interannual time scale.On the one hand,during the period of positive SST anomaly east of Australia,part of water vapor from the tropical central Pacific converges east of Australia,and another part of water vapor transfers to East Asia along the edge of western Pacific subtropical high.The anomalous moisture divergence is found over GG region.On the other hand,accompanied by the enhancement of convection east of Australia,the anomalous ascending is strengthened.Through the “Atmospheric Bridge” teleconnection,anomalous ascending is enhanced in the Maritime Continent,which strengthens the local Hadley circulation in East Asia and the anomalous descending in GG region.The water vapor transport and atmospheric circulation anomalies during the period of positive SST anomaly east of Australia are unfavorable to PGG,and vice versa.

Guangdong and Guangxi provinces;summer precipitation;east of Australia;sea surface temperature anomaly;interannual variability

2001-2012年海南省入境旅游者人均天消费总体呈波动上升趋势,增长了30.03美元,排名从第二十五名上升至第二十名。人均天消费与全国平均值差距越来越小,缩小了9.3美元。其中外国游客人均天消费增长了20.9美元,港澳台游客人均天消费增长了146.6美元。同时,港澳台游客人均天消费的增长量大于外国游客,约是外国游客的5倍。其12年间增长的速度也比外国游客增长的速度快,增长了8.65%。海南省入境旅游者人均天消费构成中,长途交通所长比重较大。2012年海南省入境旅游者人均天消费主要在提高层次方面的消费,在购物和娱乐方面消费较多,说明海南省旅游业发展越来越健康。

中国农资》记者:当前,行业发展还存在哪些问题,面临哪些挑战?伴随着环保督查的常态化,行业绿色转型势在必行,您认为应该如何实现农药绿色化?

霍利微,张福颖,王易
《大气科学学报》 2018年第02期
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