东亚季风年际变化的主要模态与主要影响因子

东亚季风年际变化的主要模态与主要影响因子

东亚季风年际变化的主要模态

亚洲或东亚季风的年际变化定义为每年季节过渡和季节平均状况对平均年循环的偏差。除了这种每年在时间上的差异外，还应考虑相应的空间分布的变化，因而季风年际变化是由季节和空间变化的特征来共同表征的。季风的年际变化对中国的农业、水资源以及其他相关经济部门有重要的影响，尤其是每年季节（如夏季）降水变化与农业产量和耕作面积有密切的联系。

根据风或环流、降水、温度、OLR和季风指数及其他变量，很多研究者用不同的方法对亚洲和东亚季风的年际变化进行了广泛的研究，概括起来，揭示了三个主要的模态：对流层准两年振荡，4〜7年振荡和印度洋偶极子（IODM)。其中TBO信号是季风振荡的一个基本特征，即一年夏季的降水偏多或增加，下一年则偏少或减少。这种振荡不限于季风本身，它也在季风与其他现象的关系中明显存在。印度洋偶极子或讳向模态也能引起季风年循环的年际变化，它对季风的准两年振荡也有相当的作用，但对亚洲或东亚季风的直接作用目前尚不很清楚，表1是中国夏季降水年际变化主要模态一览表$，可以看到，年际变化的主要模态是2〜3年和4〜7年。2〜3年的振荡即TBO振荡，这是用近55年资料得到的。如果用更长的降水资料，也可以得到类似的结果，2〜3年和4〜7年的年际变化在各地区都是很清楚的，并且从统计上大多数超过95%的信度水平。

表1中国夏季降水年际变化的主要模态

影响季风年际变化的主要因子

影响季风年际变化的主要因子有三个：SST、陆面过程和大尺度气候现象。前两个因子反映了下垫面缓慢演变的边界强迫，对于季风而言是一种外强迫，而第三个因子，其本身是大气内部动力学的结果，主要包括季风区以外全球或区域性低频变化，其中最有影响的是北大西洋涛动（NAO)，北极涛动（A0),南极涛动(AAO)，太平洋年代振荡（PDO)等。应该指出，在季风年际变化的外强迫原因中，SST因子一般被认为是最重要的。SST对季风的作用可分为“远距离作用”和“局地作用”两种，前者是指热带中东太平洋SST的影响，后者是指临近亚洲或东亚季风区热带一温带海洋区域性SST的作用。热带中、东太平洋SST与季风的关系通常被看做是ENSO季风关系问题。在过去几十年中，对这种关系及其物理机制从不同方面进行了大量研究。最重要的结果是得到了印度夏季风和ENSO的关系，即在冬季厄尔尼诺盛期之前（后），印度夏季风比常年弱（强），而拉尼娜年，相关关系正好相反。但ENSO对东亚季风的影响要更复杂，很大程度上依赖于ENSO循环发展阶段的不同和被影响地区的不同。为了更好地了解ENSO季风关系，需要考虑季风-海洋的相互作用问题，这包括ENSO和季风的年循环。

局地的海气相互作用不仅是准两年和4〜7年季风变率的一种基本驱动机制，而且通过海面热量与水汽通量的变化，直接的水汽供应，海陆热力差异以及大气热源产生的波列等影响季风的不同方面和地区。对于东亚季风，最明显的例子是由南海和西北太平洋暖池区引起的大气-海洋相互作用机制。如果在菲律宾海有异常反气旋环流建立，则以后在其西侧海洋会变暖，东侧会变冷，在这种情况下，根据Rossby波与SST的反馈机制，两者间的正反馈维持了冬春季的菲律宾海区反气旋异常和SST分布，这对东亚夏季风有明显的后延影响，其西侧的异常西南气流可引起到达东亚的夏季风的增强。由上所述，东亚季风的年际变化不仅受热带中东太平洋SST的远距离影响，而且局地的季风-暖池海气相互作用也起着十分重要的作用。

在影响季风年际变化的陆面过程中，最重要的作用产生于土壤湿度（或水分）和雪盖。雪盖所以会有重要的影响是由于它具有改变地表反照率和调节土壤水分的能力，而土壤湿度又进而作为一种持续性信号，能影响季风。关于雪盖-季风关系的研究有长期的历史，主要结果是发现两者存在着负相关关系，即欧亚前冬和春季积雪范围大（小），则印度夏季风一般比常年偏弱（偏强）。但是这个长期被承认的雪-季风负相关关系近年来有人提出了不同看法。根据欧亚中部雪厚的分析，冬春积雪信号传送到夏季季风环流的过程并不能直接通过陆面-大气相互作用产生，而中欧春季土壤湿度和积雪异常可能是直接影响印度季风的大尺度环流变化的反映。反之，青藏高原前冬和春季的雪盖或雪日/雪厚与亚洲夏季风一般有正相关关系。一些大气环流的数值试验也表明，青藏高原地区可能对亚洲与东亚季风环流有最大的传送或记忆能力。应该指出，季风关系是最早被用于季节和年际气候预测的一个信号。