Page 32 - 《高原气象》2022年第5期
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5 期               李双双等：中亚地区冬季极端降雪增加与北大西洋两类海温模态增强的联系                                        1125
               式提供下游地区主要的淡水资源，以维持中亚地区                            沿着西风急流的波列异常，从而对欧亚大气环流产
               的生态环境和人类活动（Pohl et al，2015）；另外，                   生影响，并导致极端降水事件频次增多（Tian and
               冬季降雪也为冰川形成与维持提供水分，而冰川是                            Fan，2013；Zhang et al，2020）。李多等（2012）进一
               影响晚夏时节中亚地区河流流量的重要因素（Sorg                          步指出北大西洋海温增暖与 20 世纪 80 年代以后中
               et al，2012；Lutz et al，2014）。极端降雪事件也会              国东北地区降雪增多有着十分密切的联系。热带
               造成路面结冰、草原覆盖、白灾以及持续的极端低                            大西洋海温增暖也会造成北美降水减少，而巴西等
               温等负面问题，从而造成严重的经济损失（Kunkel                         地 降 水 增 多（Kushnir et al，2010；Amorim et al，
               et al，2016）。                                      2014）。另外，北大西洋三极子海温异常通过激发
                   西风带和水汽输送异常是影响中亚降水发生                           一个从北大西洋出发的静止 Rossby 波列（Wu et al，
               的重要因素之一。由于中亚地区深居内陆，远离海                            2012；Han et al，2017），并向下游传播，进而对不
               洋，因此到达该地区水汽较少（Chen et al，2016）。                   同地区的冬季降水产生影响（Han et al，2017）。
               中亚地区的水汽主要由西风环流输送（Bothe et al，                         由于缺乏长期可靠的观测数据，中亚地区极端
               2012；张俊兰等，2013），该地区也被称为“西风模                       降雪的时空特征仍未被揭示，是否存在多尺度特征
               态”核心区（黄伟等，2015），因此西风环流的强度                         有待进一步探讨。目前对于极端降雪的研究大多
               及运动轨迹会直接影响该地区的降水。由于该地                             集中于个例研究，以天气分析和诊断分析为主，然
               区地形复杂，西风环流遇到高大地形产生的天气尺                            而从气候角度了解极端降雪的多尺度变化规律是
               度西风扰动会导致山地冬季暴风雪的发生（Cannon                         进行预测的基础（Sun et al，2010）。因此首先探究
               et al，2016）。厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是气候                    中亚地区极端降雪的时空变化规律，在规律的基础
               变化的最重要的年际信号之一，研究表明，ENSO                           上分析造成极端降雪多尺度变化的大气环流特征
               与中亚地区的冷季降水有着密切的联系（Hu et al，                       及其与北大西洋海温的关系。为进一步理解评估
               2017；Chen et al，2018），厄尔尼诺年来自印度洋和                 未来极端降雪演变，还利用模式试验验证不同海温
               北大西洋的西风水汽输送增强，导致中亚地区降水                            模态下的异常环流分布、波活动作用通量的传播特
               偏多（Chen et al，2018）。水汽输送异常与环流配置                   征及水汽输送和降水率等。本研究对于中亚地区
               密切联系，北大西洋涛动（NAO）是北大西洋上空最                          防灾减灾和“一带一路”战略的可持续发展具有十
               重要的低频振荡之一，研究表明 NAO 正位相期间                          分重要的现实意义和科学价值。
               西伯利亚高压的位置偏东，西风带波动增强（Du et                         2   资料来源与方法介绍
               al，2020），增加了来自地中海的水汽输送，导致亚
               洲中纬度地区降水增多（Aizen et al，2001）；NAO                  2. 1  使用资料
               还可以影响中纬度西风南北两支急流的相对槽脊                                 采用气候预报中心提供的全球逐日降水数据
               位相，进而影响波动能量频散和水汽输送，导致中                            集（Climate Prediction Center Unified Rain gauge，
               亚地区冬季南北降水反位相变化（Liu et al，2017）。                   CPC-uni，Liu et al，2017），（https：//climatedatagu‐
               近些年来研究发现北半球越来越多的极端气候事                             ide. ucar. edu/climate-data/cpc-unified-gauge-based-
               件与频发的欧亚遥相关（EU）和丝绸之路遥相关                            analysis-global-daily-precipitation）。该数据基于全
              （SRP）有 关（Schubert et al，2014）。 Zhang et al         球大约 16000 个气象站的陆地雨量计数据，并采用
              （2019）指出在全球变暖的影响下，欧亚非均匀增温                          Gandin（1965）最 优 插 值（OI）得 到（Chen et al，
               显著，致使南欧等部分地区对流层低层大气斜压性                            2008），其水平分辨率为 0. 5°×0. 5°，时段为 1979-
               增强，EU 和 SRP 波列加强，中亚气旋性环流和东                        2018年。Rana et al（2016）通过比较 CPC-uni与其他
               亚反气旋性环流发展，从而导致亚洲极端事件的发                            九种降水产品在中亚地区的适用性，表明该数据可
               生频次增多。                                            以较为合理的表现出中亚地区降水的时空特征。
                   极端事件关联的中纬度大气环流异常是外强                           环流资料采用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提
               迫和大气内部动力强迫共同作用的平衡态（任雪娟                            供的 ERA-interim 全球逐月和逐日再分析数据（Dee
               和张耀存，2007），其中海温异常是最为重要的外                          et al，2011），其水平分辨率分别为 0. 75°×0. 75°和
               强迫因子（杨修群和黄士松，1993）。大西洋位于欧                         0. 5°×0. 5°，时段均为1979-2018年，物理量包括高
               亚地区的上游，其异常变化势必会对下游地区的气                            度场，温度场，风场等，湿球温度数据是利用露点
               候产生影响。研究表明大西洋海温异常可以激发                             温度、气温和气压等变量通过公式计算得到。海温
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