高原季风异常与中国降水的相关性分析

普布扎西 边玛罗布 丹增伦珠 旦增冉珍

（西藏自治区气象台，西藏 拉萨 850000）

人们称青藏高原为“第三极”或“世界屋脊”，其平均海拔4000m 之上，有独特的气候特征。早在20 世纪50 年代中期，叶笃正等[3]按冬夏盛行风之间交角≥120o的这个定义，统计我们国家各区域的季风时，发现了青藏高原地区（西藏北部、青海南部区域）也存在有一处“季风区”。这个“季风区”用亚洲其他季风系统的形成原因解释不了，即这块季风区用海陆热力差异形成来解释不通，所以去寻求了另外的形成机制。

青藏高原季风指数的定义主要有以下两种：一种是汤愗苍等[4]从 600hPa 高度场出发选取五个点计算高原季风指数；另一种是齐冬梅等[5]从风场出发计算的高原季风指数。这两种方法计算的高原季风指数的相关系数为 0.71，通过了 0.01 信度水平。本文采用汤愗苍等[4]的方法来计算高原季风指数。

一、资料与分析方法

（一）资料

1.1979年到2014 年NECP/NCAR 月平均高度场再分析资料，资料的水平分辨率为2.5o*2.5o。2.1979 年至2014 年我国160 个台站月平均降水资料。本文把6 月至8 月平均取为夏季平均；把12 月及次年2 月平均取为冬季平均。

（二）分析方法

本文中主要应用了相关分析、t 检验等方法。1.相关分析：相关分析是可以用来揭示两个时间序列的相互联系紧密程度的方法，一般情况下相关系数用r 来表示，当绝对值r 越接近1 时，表示两者的关系越紧密。2.t 检验：根据自己的信度查t 分布表。本文中高原季风与中国降水的信度取了0.1，是 n=36 年的相关，所以自由度是（n-2）=34，通过查表与计算得出临界值rc=0.1839。在相关系数图中，把相关系数大于rc 和小于－rc 的标出来，就是通过信度检验的区域。

二、高原夏季风异常

根据标准化后的SPMI 指数变化情况，取SPMI>1.0 为高原夏季风偏强年，挑选的偏强年有8 年，分别为：1979 年、1982 年、1983 年、1991 年、1994 年、1997 年、2013 年、2014 年；取SPMI<-1.0 为高原夏季风指数偏弱年，偏弱年有6 年，分别为：1986 年、1999 年、2001 年、2002 年、2006 年、2012 年。

当高原夏季风强（弱）时，正相关区域的降水偏多（少），负相关区域的降水偏少（多）。由图1 看出，显著正相关区主要分布在新疆东部、内蒙古、东北北部、长江中上游，以及青藏高原东部；显著负相关区相对较少，只有吉林南部、福建南部等零星地区。说明在高原夏季风偏强时，新疆东部、内蒙古、东北北部、长江中上游，以及青藏高原东部的降水将会偏多，而吉林南部、福建南部等地区降水偏少。

在高原夏季风强年中国新疆大部分地区、青海一部分、云贵高原、长江中下游、黄河中下游、内蒙古东部、东北的东南部是正距平，说明高原夏季风偏强年在这些地区的降水偏多，其中新疆中东部有一个大的正距平中心值。此外新疆西部、高原南部、黄河中上游、长江中上游、东北的北部小块区是负距平，说明当高原夏季风偏强年在这些地区的降水偏少。将图2 与图1 进行对比可见，正、负相关区与正、负距平区并不是一一对应，存在不一致的区域，例如长江中上游地区，在相关图中是显著正相关区，但在合成图中强高原季风年对应这块区域为弱地负降水距平。这种结果可能是因为高原季风系统并不是这块区域降水的主力系统。

中国西部地区的西部，青海地区是比较明显的正距平，内蒙古的小块区域、华南南部、东北南部与北部、云南是小的正距平，说明高原季风偏弱年在这些地区的降水偏多。新疆中东北部、高原东南部、河套地区、内蒙古东部、东北东部为负距平，所以高原季风偏弱年在这些地区的降水偏少。将图2 与图1 进行对比可见，正、负相关区域合成图中的正、负距平区并不是一一对应，也存在不一致的区域，例如在内蒙东部，在相关图中是显著正相关区，但在合成图中弱高原季风年对应这块区域为强的正降水距平。这可能也是由于高原季风系统并不是这块区域降水的主力系统。而对新疆中东部、高原东部小块区域而言，高原夏季风强（弱）时，新疆中东部、高原东部小块区域的降水偏多（少），通过0.1 信度水平。

三、高原冬季风异常

图1 是1979 年到2014 年的高原冬季风指数（WPMI）与同期中国冬季降水的相关。当高原冬季风强（弱）时，正相关区域的降水偏多（少），负相关区域的降水偏少（多）。由图可以看出，新疆的西北部、华南地区西部、内蒙古中部、内蒙古东部小块区域、吉林南部、西南地区西部是负的相关，通过0.1 信度水平，所以当高原冬季风偏强年这些地区的冬季降水偏多，高原季风冬季风偏弱时，这些地区降水偏少；西北地区中部、西北地区东南部、华南地区西部等是正地相关，所以，当高原冬季风偏弱时这些地区的降水偏多，反之，高原冬季风偏强，则这些地方降水偏少，通过0.1 信度检验。与中国夏季降水与160 站相关分析结果比较，指数偏强都会对西北地区中部和东南部都是正的相关，西南地区南部是负相关，两个图上比较一致的，说明高原季风偏强（偏弱）年，西北地区中东部的降水偏多（偏少）；高原季风偏强（偏弱）年，西南地区西南部偏少（偏多）。

图1 1979 年－2014 年的高原冬季风指数（WPMI）与同期中国冬季降水的相关（图中阴影区为相关系数通过0.1 信度检验区）

图2是1979 年到2014 年高原冬季风指数强年中国冬季降水场的合成距平图。由图可以看出在冬季指数强年时新疆北部、西北地区中东部、西藏中东部和、两江源头即青海至华南有一个斜向下的负距平区域，说明冬季风指数偏强这些区域冬季降水偏少。而中国其他地区（中国西部的西部、华北地区、西南南部、蒙古地区、大部分东北地区）是正距平，说明高原冬季风偏强年这些区域冬季降水偏多。与图1比较，比较一致的区域有华南西南部、西藏东部、新疆北部。

图2 1979 年－2014 年高原冬季风指数强年中国冬季降水场的合成距平图（单位：mm）

负距平主要分布在新疆、江淮地区、黄淮地区、东北大部分和华南地区一部分；其他都是正的距平。说明高原冬季风偏弱年新疆、江淮地区、黄淮地区、东北大部分和华南地区的冬季降水偏少，其他地区冬季降水偏多。与冬季风偏强年合成图比较高原冬季风偏强偏弱对东北大部分地区、高原地区、青海到四川东部、西北地区中北部的冬季降水的影响比较一致即高原季风偏强年这几个地区降水偏多，高原冬季风偏弱年这几个地区降水同时减少。比较一致地对降水起正作用区域是西北地区中部、西北地区东南部、华南地区西部，一致的副作用区域有新疆北部、内蒙古西北部、吉林南部。

四、结论

经分析高原季风的异常与中国降水有较良好的相关：1.在高原夏季风偏强年，新疆中东部、高原东部和长江中下游降水偏多，黄河中上游、新疆西部、华南地区降水偏少。在高原夏季风弱年，中国西部地区的西部、青海地区、江南、内蒙古的小块区域、华南南部、东北南部与北部、云南的降水偏多，新疆中东北部、高原东南部、河套地区、内蒙古东部、东北东部的降水偏少。2.高原冬季风偏强会使华南地区西部冬季降水偏少；西藏东部、新疆北部的冬季降水偏多。高原冬季风偏弱对西北地区中部、西北地区东南部、华南地区西部的冬季降水偏多；新疆北部、内蒙古西北部、吉林南部的冬季降水偏少。