Page 38 - 《高原气象》2022年第6期
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6 期              杜梦莹等：亚洲季风区内北半球秋季哈德莱环流特征及其与热带海温之间关系                                        1401
               表面温度数据，覆盖时段为 1979-2020 年，研究区                              Y' = Y - Niño 3 × cor(Y，Niño 3)   （5）
               域为亚洲季风区（40°S-40°N，30°E-160°E），分辨                  式中： Y 为原始场； cor(Y，Niño 3) 为原始场与 Niño
               率为1°×1°。（2）NCEP/NCAR月平均风场资料υ，ν，ω                  3 指数的线性回归系数； Y'为去除 Niño 3 指数信号
              （覆盖时段与研究区域同 1），分辨率为 2. 5°×2. 5°，                   后的新变量场。
               垂直方向 1000~10 hPa 共 17 层。（3）Niño 3 指数定义
               为（150°W-90°W，5°S-5°N）区域平均海温距平，                    3   亚洲季风区内HC特征
               来源于 https：//www. esrl. noaa. gov/psd/gcos_wgsp/
                                                                 3. 1  不同季节HC的气候特征
               Timeseries /Data/nino3. long. anom. data.
                                                                     首先对亚洲季风区内 HC 季节气候特征进行分
                   文中涉及的地图是基于中华人民共和国自然
                                                                 析（图 1）可以看出，区域 HC 存在着两个明显的环
               资源部地图技术审查中心标准地图服务系统下载                             流圈，图中等值线为区域质量流函数，它的正负分
               的审图号为 GS（2016）2950 的标准地图制作，底图                     别对应着 HC 的北支与南支环流圈。春季两个环流
               无修改。
                                                                 圈表现为赤道对称，上升支位于赤道附近，南北两
               2. 2  方法介绍
                                                                 个环流圈的范围与强度大致一致，南支环流圈略大
                   HC 区 域 质 量 流 函 数（Regional mass stream
                                                                 于北支。夏季的南支 HC 环流极强且环流中心位置
               function，RMSF） ψ计算方法如下：
                                                               偏北，在赤道与南北纬 30°附近看不见完整的北支
                   在一般情况下，水平速度 V 可以分为无辐散和                        环流圈，上升支位于赤道以北。秋季两个环流圈完
               无旋两个部分的速度之和。                                      整，南支环流圈的范围与强度大于北支，上升支仍
                                     
                                V = V ψ + V χ            （1）     处于赤道附近，最强的上升支位于赤道以北，南北
                                          
               式中：V ψ 是无辐散的（旋转风）；V χ 是无旋转的（辐                     两支环流圈的下沉支分别位于 25°S 与 30°N 附近。
               散风）； ψ 和 χ 分别是流函数和速度势。HC 主要由                      到了冬季北支环流圈成为主导，最强上升支位于赤
               风场的辐合辐散形成，只考虑无旋转项。                                道以南，南支环流圈范围与强度较秋季减小。对比
                                  
                                  V χ = ∇χ               （2）     四季区域 HC 的变化可以看出：从春季到夏季，HC
                                                                 北移，但从秋季到冬季，HC 南移。下面将重点分
                   写成分量形式为：
                                                                 析亚洲季风区内具有明显的两个环流圈且非赤道
                               υ =  ∂ χ ，ν =  ∂ χ        （3）     对称的秋季区域HC。
                                   ∂ x    ∂ y
                   RMSF计算方法如下：                                   3. 2  秋季HC主要模态
                                  2πRcosϕ                            为了更好地分析秋季区域 HC 的时空分布，图
                             ψ =  ∫  g    [ ] v dp       （4）     2 为利用 EOF 分解得到的秋季区域 HC 的前两个模

               式中： R 为地球半径； ϕ 为纬度； g 为重力加速度； p                   态 ，EOF1（EOF2）与 PC1（PC2）（Principal Compo‐
               为大气压强；［］代表纬向平均。                                   nent）分别表示前两个主要模态的空间分布与时间
                   根据 Feng et al（2019）的方法，挑选厄尔尼诺                 序列分布。第一模态 EOF1 的解释方差约为 60%，
              （El Niño）事件与拉尼娜（La Niña）事件的方法如                     第二模态 EOF2 的解释方差约为 15%，前两个模态
               下：选取上一年的 7 月至下一年的 6 月作为一年，                        的整体解释方差达到 75% 可以较大程度上代表亚
               若 至 少 9 个 月 的 Niño 3 指 数 高 于（低 于）0. 5 ℃           洲季风区内秋季区域 HC 的时空分布。EOF1 的空
              （-0. 5 ℃）则为一次 El Niño（La Niña）事件。挑选出               间分布表现为非赤道对称，北部分支范围从 10°S
               的 6 次 El Niño 事 件 为 ：1982/1983、1986/1987、         至 40°N以北，且北部分支大于南部分支，南部分支
               1991/1992、1997/1998、2009/2010 及 2015/2016 年，      中心位于 20°S，南北两个分支合成的上升支位于赤
               6 次 La Niña 事件为：1984/1985、1988/1989、1998/         道以南10°S。对于两个模态反映出的时间变化来说，
               1999、1999/2000、2007/2008及2010/2011年。              PC1 呈现年际变化，在 El Niño 事件发生的 1982、
                   使用 Empirical Orthogonal Function（EOF）分解       1986、1991、1997 与 2015 年 PC1 为负位相，尤其在
               获得 HC 的主要模态。利用相关分析和线性回归分                          El Niño 非 常 强 的 1997/1998 年 与 2015/2016 年
               析 HC与 SST二者之间的关系，并使用 t检验评估其                      （Huang et al，2016）这两个事件中，PC1 表现为明
               显著性。                                              显的 0 值以下的负位相；在 La Niña 事件发生的
                   文中去除ENSO信号的处理方法如下：                            1988、2000、2007 与 2010 年 PC1 为正位相，同样在
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