第五章大气-海洋环流异常对我国北方沙尘天气的影响.DOCVIP

第五章 大气-海洋环流异常对我国北方沙尘天气的影响 上面已经提到，我国北方各区沙尘日数总体减少的趋势是比较一致的，这也说明了我国北方沙尘天气的多少很大程度上与大尺度环流背景有关，可能是大气-海洋环流异常变化的间接影响所致。作为大气环流外强迫条件的海温或与东亚冬季风有密切关系的厄尔尼诺事件或其它海气耦合系统异常变化的信号同沙尘天气的关系到底怎样？其本质原因究竟在哪里？以下将对此进行讨论分析。因为这些因子无区域差别，而且我国北方各区沙尘天气变化趋势基本一致，所以分析时直接使用取定范围内的我国北方的340个站点的扬沙、沙尘暴资料。在求单站沙尘日数与有关指数的年序列的相关时，首先对我国北方340个站点的资料进行筛选，去掉1961—2003年有缺测资料或建站时间晚于1961年或后几年已撤销的站点，最后选出有完整记录的站点共290个。 §5.1 ENSO因子 根据文献[72]的统计，1961年以后的厄尔尼诺年和拉尼娜年如表5.1所示，其与1961—2003年逐年扬沙＋沙尘暴总日数在各区及全区的平均值曲线的峰谷点的对应关系如图6.1所示。 表5.1 1961年以后的厄尔尼诺年和拉尼娜年 （黑体字为厄尔尼诺年，非黑体字为拉尼娜年） 1962 1963 1964 1965~1966 1968~1969 1970~1971 1972 1973~1974 1975 1976 1982~1983 1986~1987 1988~1989 1991~1992 1993 1994 1996 1997~1998 1999~2000 2002 亚洲冬季风与厄尔尼诺事件有密切关系。一般而言，厄尔尼诺现象发生时，全球平均温度会升高，东亚冬季风的强度在厄尔尼诺年弱，而在拉尼娜年强，因此应该有厄尔尼诺年沙尘少、拉尼娜年沙尘多的规律。20世纪80—90年代厄尔尼诺事件占优势，沙尘天气发生频率偏低；70年代拉尼娜事件占优势，沙尘天气发生频率偏高[73-74]。 但是，从1961—2003年逐年扬沙＋沙尘暴总日数在各区及全区的平均值曲线的峰谷点与厄尔尼诺年及拉尼娜年份的对应关系图发现，厄尔尼诺年与拉尼娜年份沙尘日数的多少并没有表现出与年代际尺度上完全一致的对应关系，甚至在以拉尼娜事件占优势的60—70年代，出现了与以上推断相反的情形。一般会在每一次厄尔尼诺事件持续的后期年份，沙尘日数变化曲线上对应一峰值点（如图6.1实线显示）；而在形成拉尼娜事件的初期，沙尘日数一般会出现一低值点（如图6.1虚线显示）。在沙尘日数偏少，厄尔尼诺事件占优势的80—90年代，1999~2000的拉尼娜年份对应我国北方沙尘日数的增加，1982~1983、1997~1998的厄尔尼诺事件形成初期，对应我国北方沙尘日数的减少；拉尼娜事件也多对应沙尘日数减少年份。可见，我国北方沙尘日数的多少与ENSO事件在年际尺度上并不能呈现出一种明确的对应关系，仅仅在年代际尺度上表现出：在以拉尼娜事件占优势的60—70年代，我国北方沙尘日数多；在以厄尔尼诺事件占优势的80—90年代，我国北方沙尘日数少。那么，沙尘日数与ENSO事件在年际变化中究竟是怎样的一种相关性呢？因为厄尔尼诺年和拉尼娜年份的统计在时间上跨越度大，因此下面将利用SOI指数值来进一步讨论两者的相关性。 （注：横坐标上菱形点对应厄尔尼诺年；正方形点对应拉尼娜年，平行于纵坐标的虚线为拉尼娜年份大致正好与各区沙尘日数低值点或呈下降趋势的点对应，实线为厄尔尼诺年份大致正好与沙尘日数高值点或呈上升趋势的点对应） 图5.1 1961—2003年逐年扬沙＋沙尘暴总日数在各区及全区的平均值曲线的峰谷点与Elnino年及Lanina年份的对应关系图 §5.2 SOI因子 南方涛动（Southern Oscillation）是指热带太平洋、印度洋之间大气质量的一种大尺度起伏振荡。主要是赤道东太平洋的气压异常现象。气压偏低，是海面气温偏高的结果，此时发生厄尔尼诺现象；反之亦然。涛动强弱是用南方涛动指数SOI表示的。在厄尔尼诺年，SOI为负；在拉尼娜年SOI为正。上面已经讨论过我国北方的沙尘日数峰谷点与厄尔尼诺年、拉尼娜年并不呈一致的对应关系，因厄尔尼诺年与拉尼娜年份的统计上，时间跨越度较大，因此图5.1只是一种近似的对应关系，下面我们通过SOI指数值再做具体分析。 同样，首先将我国北方340个站点的年扬沙＋沙尘暴日数合成后，与SOI指数的逐年平均值计算相关系数，算得结果0.123,通不过检验。但计算SOI指数与滞后两年的沙尘日数的相关系数，得结果为0.320，可以通过95％的信度水平检验。可见，在晚于SOI高指数值两年的年份，我国北方一般多沙尘天气；反之，晚于SOI指数低值两年的年份，少沙尘。从图5.2所示的我国北方年平均SOI指数与年平均沙尘日数的