春季华南土壤湿度异常与中国夏季降水的可能联系

梁乐宁,陈海山

(南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京 210044)

春季华南土壤湿度异常与中国夏季降水的可能联系

梁乐宁,陈海山

(南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京 210044)

基于ERA40(ECMWF)1958—2001年土壤湿度再分析资料和中国541站降水资料,通过观测分析揭示了华南春季土壤湿度异常与中国夏季降水的联系及其可能的物理过程。结果表明,春季华南土壤湿度与夏季华南(长江流域及其以北地区)降水呈正(负)相关;春季华南土壤湿度负(正)异常,夏季华南降水异常偏少(多),而长江以北地区降水则偏多(少)。通过对春季华南土壤湿度异常年份对应的环流异常特征的诊断分析发现:土壤湿度负异常年,西太平洋副高位置明显偏西,华南地区对应异常的下沉运动和水汽辐散,导致该地区降水偏少;而长江中下游地区对应异常的上升运动和水汽通量的辐合,降水偏多;土壤湿度正异常年的情况大致相反。进一步的分析表明,春季华南土壤湿度与同期长江中下游及以北地区土壤湿度存在明显的负相关关系。春季华南土壤湿度负(正)异常年的同期华北到长江中下游区域土壤湿度为正(负)异常,将导致南部区域的地表温度异常升高(降低),北部地表温度异常偏低(偏高),并通过改变地表对大气的加热,引起夏季大气环流的异常,最终造成夏季降水异常。

土壤湿度;夏季降水;陆面过程;陆气相互作用

0 引言

陆地约占地球表面的1/3,作为气候系统的一部分,陆面状况和天气、气候系统的变化有着直接的关系。近些年来,陆面过程在气候系统中的作用已经引起了广泛的重视,陆面过程的变化对气候变化也有着十分重要的作用。土壤湿度是气候变化的重要影响因子,土壤湿度异常通过影响地表蒸发、改变地表对大气的加热等过程对大气环流和气候产生显著影响。早在20世纪50年代,Namias[1-2]的研究就发现,土壤湿度的季节性异常对大气的季节变化有重要影响。据统计,就全球陆地而言,65%的降水来自于陆地表面的蒸发,而仅有35%来自于海洋的水平输送[3]。Walker和Rowntree[4]的敏感性试验指出:干土壤可使未来气温升高,湿土壤可使后期降水持续。Shukla和Mintz[5]利用数值模式对干、湿土壤的影响作了对比试验,结果表明干、湿土壤对后期降水和气温的影响有较大差异,他们的研究认为土壤湿度—大气之间的反馈过程在副热带地区的作用甚至与热带地区SST的作用相当。Rowntree和Bolton[6]、Yeh等[7]先后通过数值试验证实了土壤湿度异常能产生重要的气候效应。Yeh等[7]的研究认为,土壤湿度对气候有记忆功能,当中纬度(30～60°N)的土壤达到饱和后,可以影响大尺度的降水,不同纬度带的土壤湿度对后期降水和气温影响的时间尺度不同,它们不仅对相应地区的大气状态有极大的影响,而且影响到了全球范围的大气环流和气候。此外,最近的研究表明,土壤湿度还是影响气候可预报性和短期气候预测的关键因素[8-10]。Smith等[11]、Douville[12]和Koster等[13]的研究结果均表明,模式对土壤湿度的初始场非常敏感,土壤湿度是影响全球和区域季节气候预测的关键因子。土壤湿度在短期气候预测,尤其是季节气候预测中具有重要的作用[14-15]。

土壤湿度的异常变化及其影响,历来就受到了我国科学家的关注[16-17]。一系列的工作通过数值模拟深入研究了土壤湿度对我国短期气候的影响[18-23]。而土壤湿度在我国短期气候预测中的作用也逐步引起了重视[24-27]。最近,一些研究通过资料对比和诊断分析,揭示了中国区域的土壤湿度异常变化的一些重要特征,为深入研究土壤湿度对我国气候的影响提供了大量的线索[28-33]。孙丞虎等[34]基于中国土壤湿度站点资料,通过观测分析探讨了淮河流域土壤湿度异常与气候异常的关系,他们的研究指出各层土壤湿度与前期和同期降水(气温)呈显著正(负)相关关系,与约半年后的降水(气温)呈负(正)相关关系。最近,左志燕和张人禾[35-36]的研究也揭示了中国东部夏季降水与春季土壤湿度之间的密切联系。这些研究在极大程度上加深人们关于土壤湿度异常影响我国气候及其物理机制的认识。

东亚是世界著名的季风区,其气候一方面受到海洋异常状况的影响,而另一方面则与东亚区域的陆面过程具有非常密切的联系[37];东亚地区的土壤湿度异常是影响东亚气候和东亚气候预测的不可忽视的因素[38]。Webster[39]曾指出陆地表面的热状况对季风的调节很重要,陆表热状况能通过影响季风来改变东亚季风区夏季降水的分布。Meehl[40]提出土壤湿度对降水的两种反馈机制,增加的土壤湿度使得地表蒸散增加,一方面使得水汽增加,导致降水增多;另一方面增加的土壤湿度使得地表温度降低,对于季风区降水,地表温度降低使得海陆温差减小,从而使得季风减弱,降水减少。Yang和Lau[41]利用数值模式也指出,亚洲前冬春土壤湿度正异常通过影响季风的前期过程从而减弱了东亚季风的强度。

众所周知,我国处于季风区,夏季东亚气候主要受到东亚夏季风系统的控制,土壤湿度作为陆面过程研究中的重要参量,土壤湿度的异常会引起地表的热力异常,进而引起海陆热力差的变化,以此来影响东亚夏季风的强弱从而改变东亚季风区夏季降水的分布与强度。东亚夏季风由南向北推进并且雨带的移动与之相伴随,华南地区位于季风爆发的敏感区,前期华南土壤湿度异常会引起该地区地表热力异常从而影响季风的推进,因此选定华南地区土壤湿度进行研究。本文试图通过研究春季华南土壤湿度异常与陆表面热状况之间的关系,分析与春季华南土壤湿度异常相关的环流异常特征及地表温度、气温等热力状况的异常特征,探讨春季华南土壤湿度异常对中国夏季降水的可能影响。

考虑到土壤湿度具有很大的时空变率,大范围长时间的连续观测资料匮乏,中国土壤湿度的观测站点集中在有限的区域,利用观测资料的研究多为土壤湿度与局地温度和降水之间的关系。张文君等[29]指出ERA40土壤湿度资料能够较好地揭示土壤湿度的空间分布。我们经过对几套再分析资料的对比,发现ERA40资料无论是在土壤湿度的年际变化还是异常的空间分布上都与观测资料较为一致,因此本文使用ERA40土壤湿度资料进行研究。

1 资料

采用1958—2001年欧洲中心(ECMWF)ERA40土壤湿度再分析月平均资料[42],该再分析资料包括7 cm、21 cm、72 cm和189 cm等4层土壤湿度的信息,资料的水平分辨率为2.5°×2.5°。降水资料为中国国家气候中心提供的1951—2004年全国541站的逐日降水资料;此外,研究中还用到了1958—2001年ECMWF 2.5°×2.5°的位势高度场、风场、水汽场等月平均再分析资料[42]。

2 春季华南土壤湿度异常及其与中国夏季降水的关系

2.1 春季华南土壤湿度的年际异常

为了反映华南土壤湿度的异常变化特征,本文选取110～117°E、22.5～25°N区域作为研究的重点,计算了春季(3—5月)该区域平均的土壤湿度并作标准化处理,将其定义为春季华南土壤湿度异常指数(记为Ism),用来反映华南春季土壤湿度的异常变化特征。图1给出了1958—2001年Ism的年际变化曲线,不难发现春季华南地区的土壤湿度具有明显的年际变化。为了后文分析的需要,将Ism≤-1.0的年份定义为土壤湿度的负异常年份(1963、1969、1970、1971、1977、1991年),对应春季华南土壤湿度偏小,土壤异常偏干;而Ism≥1.0的年份则定义为土壤湿度的正异常年份(1961、1962、1965、1966、1973、1983、1997年),对应春季华南土壤湿度偏大,土壤异常偏湿。

图1 春季华南土壤湿度异常指数的年际变化曲线Fig.1 Interannual variation of spring soil moisture anomalies in South China(Ism)

2.2 春季华南土壤湿度异常与中国降水的关系

图2给出了Ism与中国春季、夏季降水的相关分布。由图2a可以看出,春季华南土壤湿度与同期华南(长江及以北地区)降水呈正(负)相关,表明春季华南地区降水偏多,同期土壤湿度偏湿,这在一定程度上也说明了再分析土壤湿度可以比较真实地反映春季华南地区土壤的干湿状态,具有一定的可信度。这里重点分析春季土壤湿度与后期降水之间的可能联系。图2b表明,Ism与中国,尤其是中国东部的夏季降水存在明显的相关关系,正相关区主要出现在华南地区、河套及其西南附近区域,而负相关区主要位于长江中下游及其以北地区。这种相关关系表明,春季华南土壤异常偏干(湿),华南地区降水偏少(多),而长江中下游及其以北地区降水往往偏多(少)。春季华南土壤异常偏干,对应降水从华南到华北的“少多少”的异常空间分布特征。

为了进一步考察土壤湿度异常与夏季降水的关系,计算了华南地区(110～115°E,22.5～25°N)和长江中下游地区(105～120°E,30～32.5°N)夏季平均降水的标准化系列,分别表示为Rhn和Rcj。为方便对比,图3给出了1958—2001年Ism、Rhn和Rcj的年际变化曲线。计算结果表明,春季华南土壤湿度与夏季华南降水异常之间呈正相关关系,相关系数为0.49,而与夏季长江中下游地区的降水呈负相关关系,相关系数为-0.39,二者均通过了99%的显著性检验。上述分析表明,春季华南土壤湿度与夏季华南降水和夏季长江中下游降水存在密切的联系。

为了考察土壤湿度异常典型年份夏季降水的异常情况,根据前面定义的土壤湿度负、正异常年份,通过合成分析来比较土壤湿度异常年份夏季降水的分布。图4给出了春季华南土壤湿度负、正异常年的夏季(6—8月)降水距平合成的空间分布。不难发现,对应春季华南土壤湿度异常偏干的年份,华南地区夏季降水对应负距平,降水较正常年份明显偏少,而长江中下游地区则为降水的正距平(图4a);而正异常年(图4b)长江中下游地区对应降水负距平,华南地区对应降水正距平。综上所述,华南土壤湿度负异常年华南旱、长江中下游涝;正异常年长江中下游旱、华南涝。

图2 Ism与中国春季(a)和夏季(b)降水的相关分布(其中圆圈表示正相关,三角代表负相关,实心符号表示t检验通过95%置信水平的站点)Fig.2 Distributions of correlation coefficients of Ismwith(a)spring and(b)summer rainfall in China(The circle and triangle represent positive and negative value,respectively.The solid circle and triangle represent stations with values higher than the significance level of0.05)

3 春季华南土壤湿度异常年份的环流异常特征

图3 Ism(带圆圈实线)、夏季华南(虚线)和长江中下游(带加号实线)区域平均降水的标准化时间序列Fig.3 Time series ofIsm(solid line with circle),the standardized summer precipitation in South China(dashed line)and in the middle-lower reaches of the Yangtze River(solid line with plus sign)

图4 春季华南土壤湿度负异常年(a)和正异常年(b)夏季(6—8月)降水距平的合成场(单位:mm)Fig.4 Composite differences of summer(JJA)precipitation between(a)negative and(b)positiveIsmyears and the climatology of JJA precipitation(units:mm)

以上分析结果表明,春季华南土壤湿度的异常变化与中国东部夏季降水之间存在较为密切的联系,为了进一步分析前期土壤湿度异常与夏季降水异常之间存在的可能联系,以下重点从500 hPa高度场、高低层风场、散度场及水汽输送等方面来分析与土壤湿度异常相关的环流异常特征,以便更好地理解二者之间存在的可能联系。

3.1 500 hPa位势高度场

图5为春季华南土壤湿度负、正异常年夏季500 hPa高度的合成场,为了更好识别异常年份的差异,图中给出了气候平均的588 dagpm等值线。从图5可以看出,500 hPa高度场最显著的差异主要表现在西太平洋副热带高压的异常变化。春季华南土壤湿度负异常年,西太平洋副高的面积较正常年份偏大,维持在25°N附近,副高位置偏西且西伸至130°E(图5a);而对应土壤湿度正异常年,副高面积有一定程度的减小,且位置较正常年份略偏东(图5b)。春季华南土壤湿度的异常,对东亚地区的大气环流可能产生重要的影响,尤其是对东亚气候具有重要影响的西太平洋副高的形态也发生了显著变化,这可能是造成土壤湿度负、正异常年降水异常分布的一个可能原因。

图5 土壤湿度负异常年(a)和正异常年(b)夏季500hPa位势高度合成场(虚线表示1958—2001年平均588 dagpm等值线的位置;单位:dagpm)Fig.5 Composites of summer500hPa geopotential height for(a)negative and(b)positive Ismyears(The dashed line shows the climatology of588 dagpm contour;units:dagpm)

3.2 风场和散度场

降水的形成需要有上升运动和良好的水汽条件相配合,以下通过分析风场和散度场及水汽场在Ism异常年的形势来考察在土壤湿度异常年影响华南地区和长江中下游地区夏季降水的高低空配置情况及其对应的水汽条件。

春季华南土壤湿度负异常年(图6a),华南地区处于低层(850hPa)中心位于130°E、25°N附近的反气旋环流的西北侧,对应高层(150hPa)散度场小于零即辐合,低层辐散高层辐合对应下沉运动,异常的下沉运动使得华南降水异常偏少;同时,低层(850hPa)中心位于120°E、40°N附近的气旋式环流西侧的偏北气流与华南地区的西南气流在长江中下游辐合,对应高层(150hPa)散度大于零即辐散,低层辐合高层辐散的异常上升运动有利于长江中下游降水异常偏多,并且华南地区低层的西南气流也为其北侧地区降水天气的发生提供了有利的水汽条件。正异常年(图6b),低层(850hPa)华南地区偏东气流与其南侧的偏南气流在此地区辐合,而对应高层(150hPa)散度大于零即辐散,低层辐合高层辐散对应上升运动,异常的上升运动有利于降水天气的发生;长江中下游地区低层(850hPa)处于中心位于130°E、35°N附近反气旋环流的西南侧,而对应高层(150hPa)散度小于零即辐合,低层辐散高层辐合的下沉运动不利于降水天气的发生。这种环流形势在一定程度上解释了华南土壤湿度负异常年华南旱、长江中下游涝;正异常年华南涝、长江中下游旱的这种特点。

图6 土壤湿度负异常年(a)和正异常年(b)夏季(6—8月)850hPa风场和150hPa散度距平合成场(矢量表示850 hPa风场,单位:m/s;阴影区表示150hPa散度场,单位:10-6s-1),以及土壤湿度负异常年(c)和正异常年(d)夏季(6—8月)1 000～300hPa水汽通量整层积分和水汽通量散度距平合成场(矢量表示水汽通量整层积分,单位:kg·m-1·s-1;阴影区表示水汽通量散度,单位:10-6kg·m-2·s-1)Fig.6 Composite fields of summer(JJA)wind departures at850hPa and the divergence departures at 150 hPa for(a)negative and(b)positive Ismyears(Vectors represent the wind in unit of m/s,and shaded areas show the divergence field in unit of10-6s-1).Composites fields of the total water vapor flux over1 000—300hPa and the divergence departures of water vapor flux in summer during(c)negative and(d)positive Ismyears(Vectors represent the water vapor flux in kg·m-1·s-1,and shaded areas show the divergence departures of water vapor flux in10-6kg·m-2·s-1)

3.3 水汽场

春季华南土壤湿度负异常年(图6c),华南地区的水汽通量是向北输送的,并且其水汽通量散度大于零,即该区域的水汽通量是辐散的;长江中下游地区水汽通量向偏东北方向输送,但其水汽通量散度小于零,该区域水汽通量是辐合的。在正异常年(图6d),水汽通量在华南地区由西向东输送,其散度小于零即该区域水汽通量是辐合的;而在长江中下游地区水汽通量向西北输送,其散度大于零该区域水汽通量是辐合的。由水汽的输送情况和水汽通量散度来看,同样是在春季华南土壤湿度负异常年不利于华南地区的降水;而有利于长江中下游地区的降水;正异常年则相反。

经过以上对环流形势及水汽输送的分析发现,春季华南土壤湿度负异常年西太平洋副高发展西伸,长江中下游地区对应异常的上升运动、水汽通量辐合,使得该地区降水增多,而华南地区则受副高的控制,多为持续性的晴热天气,该地区降水偏少;正异常年则相反。

4 春季华南土壤湿度异常影响夏季降水的可能过程

由以上分析可知,春季华南土壤湿度异常年确实对应异常的环流特征,东亚地区大气环流的异常可能源于地表热力状况的改变。土壤湿度的异常能引起土壤表面的反照率、土壤热容量以及地表植被生长状况等的变化,改变了地表的能量收支使得陆地表面热状况发生变化,地表热力异常会影响陆气间的能量交换。因此,以下重点分析土壤湿度异常年地表温度场和气温场的异常分布特征。

4.1 地表温度的异常分布特征

春季华南土壤湿度负异常年(图7a),华南地区有小范围的高温中心,而长江中下游以北为大范围的地表温度偏低区。而正异常年(图7b),华南地区为大范围的地表温度偏低区,长江流域以北为大范围地表温度偏高区。由地表温度的异常分布情况可分析,土壤湿度的增加使得地表温度降低,从物理上来看,土壤湿度的增加使得地表蒸发加大,进一步导致地表温度降低。土壤湿度通过影响陆表面热力状况从而影响到地气间的能量交换。地表温度低会减少地表向大气输送的热量,反之地表温度高则会增加向大气输送的热量。

4.2 气温场的异常分布特征

图7 土壤湿度负异常年(a)和正异常年(b)春季(3—5月)地表温度的距平合成场(粗实线表示0线;阴影区为温度距平绝对值的大值区;单位:K)Fig.7 Composite fields of spring(MAM)surface temperature departures for(a)negative and(b)positive Ismyears(The darksolid lines show the contours of zero,and shaded areas represent big absolute values;units:K)

图8 土壤湿度负异常年(a、c)和正异常年(b、d)春季(3—5月)925hPa(a、b)和850hPa(c、d)气温距平合成场(粗实线为0线;阴影区为温度距平绝对值的大值区;单位:K)Fig.8 Composite fields of spring(MAM)925hPa temperature departures for(a)negative and(b)positive Ism years,and composite fields of spring(MAM)850hPa temperature departures for(c)negative and(d)positive Ismyears(The dark solid lines show the contours of zero,and shaded areas represent big absolute values;units:K)

春季华南土壤湿度负异常年(图8a、8c),925和850hPa华南地区的气温距平均为正值,长江中下游以北地区的气温距平为负值,这与地表温度的分布是一致的,只是对应高低值中心随高度向东北方向偏移,并且范围变小。而正异常年(图8b、8d),925和850hPa华南地区的气温偏低,长江中下游以北地区的气温偏高,这也与地表温度的分布是一致的,并且高低值中心随高度向东北方向偏移。这也验证了土壤湿度异常年,地表温度与低层大气气温分布一致的现象。

通过以上分析,不难发现春季华南土壤湿度负、正异常年份,地表、低层大气的热力状态均发生了显著的变化。已有的研究表明[34-36,43-44],土壤湿度异常主要通过改变地表的热力状况,并引起地表对大气加热的改变,从而能够对大气环流产生重要的影响。因此,上述与土壤湿度异常有关的地表热力状态的变化及其产生的加热异常,可能正是导致环流异常的一个可能原因。由以上分析可知,春季华南土壤湿度负异常年,中国东部整体低层大气获得的热量减少;正异常年则相反。

4.3 春季华南土壤湿度异常与中国东部土壤湿度异常的关系

由以上分析可以看到,地表热力异常的变化在东亚附近区域存在南北反相的分布特征,而华南土壤湿度异常的影响,在很大程度上可以解释华南地区地表热力异常的原因,而长江中下游以北地区的地表热力异常则需要考察其他地区土壤湿度的异常状况。因此,本文进一步分析了其他区域土壤湿度的贡献。

图9为春季华南土壤湿度异常指数与春季中国土壤湿度和夏季中国土壤湿度的相关分布。Ism与春季华南土壤湿度呈正相关,与长江中下游地区和华北地区春季土壤湿度呈负相关(图9a);Ism与夏季华南土壤湿度呈正相关,与夏季长江中下游地区和华北东部地区的土壤湿度呈负相关(图9b),可见春季华南土壤湿度与春季和夏季华北到长江中下游地区土壤湿度之间有着反位相的变化关系。

图10给出春季华南区域(110～117°E,22.5～25°N)平均土壤湿度与春季华北到长江中下游地区(110～120°E,30～40°N)区域平均土壤湿度标准化的时间序列。春季华南土壤湿度与春季华北到长江中下游土壤湿度呈负相关,两者的相关系数为-0.38,通过了98%的显著性检验。为了进一步考察春季华南土壤湿度与春季华北到长江中下游土壤湿度是否有着反相位的变化关系,统计了1958—2001年共44a的春季华南、华北到长江中下游区域土壤湿度的对应关系,两者呈反相位的年数为29a,呈正相位的年数为15a,可见两者南北反相位的关系是可信的。由此可知,春季华南土壤湿度与春季华北到长江中下游地区土壤湿度有负相关的关系,两者异常的共同作用导致南北热力差异的异常,改变了地表热状况,从而改变了陆气间能量交换。

图9 春季华南土壤湿度与春季(a)和夏季(b)中国土壤湿度相关的空间分布(阴影区为通过95%信度检验的区域)Fig.9 Correlations of Ismwith(a)spring and(b)summer soil moisture over China(Shaded areas show correlation coefficients at the0.05significance level)

图10 春季华南土壤湿度(虚线)与春季华北到长江中下游区域土壤湿度(实线)的标准化时间序列Fig.10 The t im e series of the standardized spring soil moisture in South China(dashed line with circle sign)and in North China to the middle-lower reaches of Yangtze River(solid line)

4.4 讨论

春季华南土壤偏干年份,长江及以北区域的土壤湿度通常偏湿,在中国东部形成了“南干北湿”的异常分布,这种异常会导致南部区域的地表增温迅速,而北部地表温度异常偏低,形成地表温度“南高北低”的异常分布,并通过地表对大气加热的变化,引起大气的异常,最终引起夏季降水的异常;以下给出春季华南土壤湿度异常影响中国夏季降水可能机制的示意图(图11)。

图11 春季华南土壤湿度异常影响中国夏季降水的可能机制Fig.11 Possible linkage between spring soil moisture anomaly over South China and summer rainfall in China

5 结论

(1)春季华南土壤湿度与夏季华南降水呈正相关,与夏季长江中下游降水呈负相关。春季华南土壤湿度负异常年华南旱、长江中下游涝;正异常年长江中下游旱、华南涝。

(2)春季华南土壤湿度负异常年西太平洋副高发展西伸,华南地区对应异常的下沉运动、水汽通量辐散,使得该地区降水偏少,而长江中下游地区对应异常的上升运动、水汽通量辐合,降水偏多;正异常年相反。

(3)春季华南土壤湿度负异常年,地表温度偏低会减少地表向大气输送的热量,中国东部整体低层大气与正异常年相比其获得的热量偏少;正异常年则相反。

(4)春季华南土壤湿度与春季华北到长江中下游区域土壤湿度呈负相关,华南土壤湿度负(正)异常年,两者的异常会导致南部区域的地表增温迅速(缓慢),而北部地表温度异常偏低(偏高),并通过地表对大气加热的变化,引起大气的异常,最终引起夏季降水的异常。

本文的研究仍存在一些不足,分析资料采用的是土壤湿度代用资料,即ERA40土壤湿度再分析资料,该资料与观测资料相比仍存在一定的偏差,还需进一步证实此套资料的代表性;本文的结果是通过对资料的诊断分析得到的,仍需用数值试验来加以验证。

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Possible Linkage between Spring Soil Moisture Anomalies over South Ch ina and Summer Rainfall in China

LIANG Le-ning,CHEN Hai-shan

(Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education,NUIST,Nanjing 210044,China)

Based on the 1958—2001 ERA40 reanalysis soil moisture data and precipitation data of 541 stations in China,the possible linkage be tween the spring soil moisture anomaly in South China(Ism)and summer precipitation in China as well as its possible physical processes are investigated.Results show that the spring soil moisture anomaly bears a positive(negative)correlation with summer precipitation in South China,and more(less)precipitation does in the Yangtze River basin and regions to its north).Less(more)precipitation happens in South China(the Yangtze River Basin and regions to its north when spring soil moisture in South China is less(more).By diagnosis on the basic features of the atmospheric general circulation related to spring soil moisture anomalies,it is found that the West Pacific subtropic high(WPSH) moves westward in negativeIsmyears,and the abnormal descending and the water vapor flux divergence are found in South China,which result in less summer rainfall in this region.However,the abnormal ascending and the water vapor flux convergence are found in the Yangtze River basin,which lead to more summer rainfall in this region.Contrary is the case in positiveIsmyears.Further investigation sug-gests that the soil moisture anomaly in South China is negatively correlated with that in the middle and lower reaches of the Yangtze River and regions north to it.The negative(positive)anomalies of soil moisture in South China and the positive(negative)anomalies of soil moisture in the middle and lower reaches of the Yangtze River and regions north to it can result in the abnormal increase(decrease)of surface temperature in southern region,but the abnormal decrease(increase)in northern region,which will cause the anomalies of summer atmospheric general circulation and precipitation by changing the surface heating to the atmosphere.

soil moisture;summer precipitation;land surface process;land-air interaction

P461.4

A

1674-7097(2010)05-0536-11

2010-04-09;改回日期:2010-06-24

国家自然科学基金资助项目(41075082;40905045);江苏省“333高层次人才培养工程”资助项目

梁乐宁(1984—),男,内蒙古包头人,硕士,研究方向为陆气相互作用,lianglening1984@hotmail.com;陈海山(通信作者),博士,教授,博士生导师,haishan@nuist.edu.cn.

梁乐宁,陈海山.春季华南土壤湿度异常与中国夏季降水的可能联系[J].大气科学学报,2010,33(5):536-546.LiangLe-ning,Chen Hai-shan.Possible linkage between spring soil moisture anomalies over South China and summer rainfall in China[J].Trans Atmos Sci,2010,33(5):536-546.

(责任编辑:倪东鸿)