Page 233 - 《高原气象》2026年第2期

2 期 张文韬等：印太海温异常对中国冬季降水变化的调控关系 533
化在空间上存在怎样的特征？冬季前期印太海温 区域， 相比GPCC、 CRU等日降水观测（空间分辨率
异常对中国冬季降水的调控是否存在区域差异？ 0. 5°×0. 5°）具有较高的空间分辨率， 且偏差更小，
冬季前期El Niño/La Niña信号的不同演变和中国冬 被广泛应用于中国地区降水变化的研究（Yang et
季降水存在怎样的关系？本文利用 1961 -2021 年 al， 2023； Lu et al， 2024）。本文在逐日降水数据的
冬季降水观测和 ERA5 再分析资料， 试图回答上述 基础上计算得到冬季降水数据， 其中冬季指当年 12
问题。 月至次年2月。
为了分析印太海温异常和冬季降水的关系， 本
2 资料和方法
文使用赤道中东太平洋 NINO 3. 4 区海温距平指数
本文分析降水的资料来源于 2472 个气象站点 （NINO3. 4）和热带印度洋全区一致海温模态指数
的降水观测利用距平逼近法构建的格点化日降水 （IOBW）表示印太海温异常， 具体的定义和计算如
资 料 ， 即 CN05 格 点 降 水 资 料（吴 佳 和 高 学 杰 ， 表 1 所示。根据《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》
2013）。CN05 资料的水平分辨率为 0. 25°×0. 25°， （GB/T 33666-2017）， 本文用 NINO 3. 4区海温是否
时间范围 1961 -2021 年。该数据涵盖了整个中国 异常偏暖（冷）0. 5 °C来判别El Niño（La Niña）。
表1 印太海温异常指数定义
Table 1 Definition of the Indian and Pacific Ocean Sea Surface Temperature Anomaly Index
指数 名称 定义
- -----
NINO 3. 4 NINO 3. 4区海温距平指数 SST (5°S - 5°N，170°W - 120°W )
- -----
IOBW 热带印度洋全区一致海温模态指数 SST (20°S - 20°N，40°E - 110°E )
为了分析中国冬季降水的变化特征使用了变 IOBW_I = IOBW - R 2 (IOBW，NINO3.4)
异系数（Coefficient of Variation， CV）， 线性趋势分 ×NINO3.4 （3）
析， 经验正交函数分析（Empirical Orthogonal Func‐ 式 中 ： R 1 （R 2 ）表 示 NINO3. 4（NIOBW）对 IOBW
tion， EOF）。其中， 变异系数是统计学中描述离散 （ INO3. 4 ）的回归系数。
程度的一个归一化量度， 用于比较平均值不同的变 为了分析赤道中东太平洋和印度洋海温对中
国冬季降水的协同作用， 使用 NINO 3. 4 和 IOBW
量的相对变率， 其定义为标准差（σ）和平均值（μ）的
通过二元回归至冬季降水（P）， 利用回归系数拟合
比值：
σ 得到的冬季降水（P r ）代表印、 太海温对中国冬季降
CV = （1） 水的协同贡献， 拟合公式为：
μ
P r = β 1 × NINO3.4 + β 2 × IOBW + b （4）
本研究采用非参数化的蒙特卡洛方法， 检验相
式中： β 1 和 β 2 分别为 NINO3. 4和 IOBW标准化回归
关 系 数 的 显 著 性（Livezey and Chen， 1983； 施 能
至P的回归系数； b为常数项。
等， 1997）。对 A 和 B 两个序列相关系数的蒙特卡
文中涉及的地图是基于中华人民共和国自然
洛检验方法如下： 若 A 的样本数为 N， 则将 A 中的
资源部地图技术审查中心标准地图服务系统下载
N 个样本随机排列后， 与 B 求相关。如此重复 1000
的审图号为 GS（2020）4632 号的中国地图制作， 底
次， 将所得 1000 个相关系数从小到大排序。若 A
图无修改。
和 B 的相关系数超过了该组相关系数的 95% 分位
数， 则认为 A 和 B 的相关系数通过了信度为 95% 的 3 1961 --2021 年中国冬季降水的空间
显著性检验（施能等， 1997； 李维京等， 2018）。 变化特征
为了分析赤道中东太平洋和印度洋海温对中
图 1 给出了观测的中国冬季降水的基本特征。
国冬季降水的独立影响， 使用偏回归的方法（Zhou 图 1（a）是 1961 -2021 年中国多年平均的逐月降水，
and Wu， 2010）， 得到剔除 IOBW 信号的 ENSO指数 标准差和变异系数。冬季 12 月、 1 月、 2 月的月平
（NINO 3. 4_I）和 剔 除 ENSO 信 号 的 IOBW 指 数 均降水量和标准差相比其他月份小， 变异系数
（IOBW_I）： （CV）比其他月份大， 表明冬季降水量相比其他月
NINO3.4_I = NINO3.4 - R 1 ( NINO3.4，IOBW ) 份小， 但变异系数大。图 1（b）给出了中国冬季多年
×IOBW （2） 平均降水量和标准差的空间分布， 总体上呈现自东