论青藏高原温度对长江中下游地区降水的影响

论青藏高原温度对长江中下游地区降水的影响
德吉白珍
【摘要】The impact of different height and different seasons temperature in the Tibetan Plateau on the precipi⁃tation in the middle and lower reaches of Yangtze River was discussed based on the reanalyzed information of 30 years monthly temperature field and height field of the NCEP/NCAR from year 1980 to 2009 and precipitation data from160 stations in China. The result showed that there was a negative correlation between the winter average temperature in Tibetan Pla⁃teau and summer precipitation in the region of middle and lower reaches of Yangtze River;spring average temper⁃atures was negatively correlated with summer precipitation in the southern part of the region but it passively cor⁃related with summer precipitation in the southern part of the region, and the correlation between Plateau winter temperature and precipitation was more numerous than spring temperature. A warm (cold) winter in Tibetan Pla⁃teau, the western Pacific subtropical high will be northward (southward) in the geopotential height field, which makes less (much) rainfall in the corresponding summer of second year in the region of middle and lower reaches of the Yangtze River.%文章利用1980～2009年间NCEP/NCAR的月温度场和高度场的再分析资料，以及中国160个站逐月夏季降水资料，探讨了青藏高原在不同高度和不同季节的温度差异对长江中下游地区夏季降水的影响。

通过相关分析发现，青藏高原冬季的平均温度与长江中下游地区夏季降水之间存在负相关；春季平均温度与夏季降水之间南部地区存在负相关，北部地区存在正相关。

另
外还发现，青藏高原冬季温度相关度比春季明显的多，因此文章分析了青藏高原冬季温度与长江中下游地区夏季降水之间可能存在的关系。

结果表明，青藏高原当年冬季偏暖（冷）时，对应的第二年夏季位势高度场上西太平洋副热带高压位置偏北（南），使长江中下游地区夏季降水偏少（多）。

【期刊名称】《西藏大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(000)001
【总页数】9页(P50-57,78)
【关键词】青藏高原温度;长江中下游;夏季降水;相关分析
【作者】德吉白珍
【作者单位】西藏日喀则市气象局西藏日喀则 857000
【正文语种】中文
【中图分类】P426.614
论青藏高原温度对长江中下游地区降水的影响
德吉白珍
（西藏日喀则市气象局西藏日喀则857000）
摘要：文章利用1980～2009年间NCEP /NCAR的月温度场和高度场的再分析资料，以及中国160个站逐月夏季降水资料，探讨了青藏高原在不同高度和不同季节的温度差异对长江中下游地区夏季降水的影响。

通过相关分析发现，青藏高原冬季的平均温度与长江中下游地区夏季降水之间存在负相关；春季平均温度与夏季降
水之间南部地区存在负相关，北部地区存在正相关。

另外还发现，青藏高原冬季温度相关度比春季明显的多，因此文章分析了青藏高原冬季温度与长江中下游地区夏季降水之间可能存在的关系。

结果表明，青藏高原当年冬季偏暖（冷）时，对应的第二年夏季位势高度场上西太平洋副热带高压位置偏北（南），使长江中下游地区夏季降水偏少（多）。

关键词：青藏高原温度；长江中下游；夏季降水；相关分析
DOI:10.16249/ki.54-1034/c.2015.01.010
中图分类号：P426.614
文献标识码：A
文章编号：1005-5738(2015)01-050-08
收稿日期：2015-04-16
作者简介：德吉白珍，女，藏族，西藏日喀则人，西藏自治区日喀则市气象局助理工程师，主要研究方向为短、中、长期天气预报。

引言
青藏高原是中国最大的高原也是世界上平均海拔最高的高原,具有“世界屋脊”之称，又因为其地形复杂，也被称之为地球的“第三极”。

大量研究表明，青藏高原是影响全球气候的一个非常重要的因素。

长江中下游地区是中国水资源最为丰富的地区，也是我国拥有发达经济和高新技术的密集地区，正因为如此长江中下游地区夏季的干旱或者洪涝等气候灾害，会对整个中国的经济造成影响。

李峰
[1]等研究了长江中下游地区汛期旱涝机制的研究和预测的重要性；王学强
[2]等指出长江中下游地处亚热带季风气候区，有近50%的降水集中在夏季(6～8月)。

有研究指出，我国东部的大范围暴雨、雷暴等恶劣天气都与青藏高原温度存在密切联系。

如，简茂球等
[3]计算了夏半年高原东部的热量源汇状况，发现当高原热源增强时，长江上游和淮河流域降水增多；刘晓冉
[4]等指出高原冬春季地面热源是影响我国夏季降水的主要原因；葛旭阳
[5]等指出，长江中下游地区夏季降水易偏涝(旱)是由于青藏高原冬季下垫面热力状况北侧偏暖(冷)而南侧偏冷(暖)，并且它们对应的东亚夏季风强度偏弱(强)所导致的。

1 资料选取和方法
本文使用了NCEP/NCAR的温度场、500hPa位势高度场、风场等逐月再分析资料，垂直方向为17个等压面层，水平分辨率为2.5°×2.5°。

地温资料为NCEP所提供的逐月再分析资料。

降水资料选用全国的160站的站点资料。

根据国家“九五”重中之重项目04-03专题所确定的长江中下游地区，从中挑出南京、合肥、上海、杭州、安庆、宁波、南昌、衢县、长沙、屯溪、常德、贵溪、汉口、岳阳、宜昌、钟祥及九江等17个台站进行长江中下游地区降水的分析。

文中资料的时间长度均为30年（1980～2009年）。

其中冬季取当年的12月到第二年的2月，春季取第二年的3～5月，夏季取第二年的6～8月。

图1 青藏高原500hPa上的当年冬季平均温度
注：阴影区为通过ɑ=0.01显著性水平检验的区域
图2 青藏高原冬季地表平均温度与第二年长江中下游夏季降水量之间的相关性注：阴影区为通过ɑ=0.01显著性水平检验的区域
2 青藏高原温度与降水的关系
2.1青藏高原冬春季温度与长江中下游夏季降水之间的相关关系
在青藏高原200hPa上冬季平均温度与长江中下游降水量之间（图略）没有通过相关性检验。

图1通过了ɑ=0.01显著性水平检验，并且在浙江附近有值为-0.3的负相关，湖南以北地区和湖北地区相关性较显著，且为负相关。

从图2可以看出，浙江以南的大部分地区相关性显著，且值为-0.4的负相关，在湖北以西以及湖北以东小部分地区通过了相关性检验，且为负相关。

图1和图2结果显示，500hPa高度和地表的冬季平均温度与长江中下游夏季的降水量相关性比较好且都为负相关，说明青藏高原冬季在500hPa高度以及地表的平均温度与夏季长江中下游地区降水量的多少是密切相关的。

青藏高原200hPa高度的冬季平均温度与长江中下游降水量之间（图略）通过相关性检验的区域较少，相关不明显。

在图3中浙江以南地区相关性较为明显，且值为-0.35的负相关。

在湖北附近有很小的一块区域通过了相关性检验，且为正相关。

从图4中可以看到江苏附近的小部分区域通过了相关性检验，且为正相关。

图3和图4的结果显示,500hPa高度和地表的春季平均温度与长江中下游夏季的
降水量相关性相对而言比较好,说明青藏高原春季500hPa高度的平均温度与夏季
长江中下游地区降水量相关。

图3 青藏高原500hPa上的当年春季平均温度
注：阴影区为通过ɑ=0.01显著性水平检验的区域
图4 青藏高原春季地面平均温度与长江中下游降水量之间的相关性
注：阴影区为通过ɑ=0.01显著性水平检验的区域
另外，春季青藏高原平均温度与长江中下游夏季降水量的相关不如冬季的相关明显。

而且，在冬春两季分别与长江中下游夏季降水量做相关时200hPa高度上通过相
关性检验的非常少。

杜萌萌
[6]等曾得出结论：500hPa和600hPa这两个高度上的温度受高原地面感热的影响较大，而200hPa和300hPa高度上的温度受高原地面感热的影响较小；钟珊珊
[7]等也指出高原上空热源最大值层集中在500hPa和600hPa上。

因此，在下一步的研究中拟将200hpa的层次剔除，重点分析青藏高原冬季500hPa
高度以及地表温度对长江中下游夏季降水影响的可能原因。

2.2青藏高原温度和长江中下游地区夏季降水的年际变化趋势
>图5 青藏高原冬季500hPa高度上温度的距平年际变化趋势（1980～2009年）（单位：℃）
如图5所示，在1980～2009年间的30年青藏高原冬季温度是有所上升的，其中1983温度的负距平值最大，说明这一年的温度相对这30年来说是最低的；2006年温度的正距平值最高，即这一年温度相对这30年来说是最高的。

如图6所示，在1980～2009年间的30年青藏高原地表温度也是有所上升的，且1983年有最大的负距平值，即这一年温度最低，2006年有最大的正距平，即这
一年温度最高。

如图5、图6所示，青藏高原冬季500hpa高度和地表温度的负距平值最大年份为1983年，正距平值最大的年也都为2006年。

而正（负）距平值越高，温度也越
高（低），所以1983年是一个冬季温度偏低年，2006年是冬季温度偏高年。

图6 青藏高原冬季地面温度距平年际变化趋势（1980～2009年）（单位：℃）如图7所示，夏季长江中下游地区在这30年的降水量趋势是略微有所上升，与青藏高原冬季500hPa高度以及地表温度在30年趋势的变化是一样的。

图7 夏季长江中下游地区30年的降水量趋势图（单位：mm/月）
3 长江中下游地区夏季的降水分布
长江中下游地区的主要气候特点是夏季高温多雨、降水丰沛。

孙照渤等
[8]在《短期气候预测基础》一书中提到，我国东部地区雨型划分为3类：①Ⅰ类雨型（北方型），主要雨带位于黄河流域及其以北地区，江淮流域大范围少雨，梅雨偏弱并常有较明显的伏旱；②Ⅱ类雨型（中间型），主要雨带位于黄河至长江之间，雨带中心一般在淮河流域一带，黄河以北及长江以南大部分地区少雨；③Ⅲ类雨型（南方型），主要雨带位于长江流域或江南一带，淮河以北大部及东南沿海地区少雨。

如图8所示，在1980～2009年间的30年里除了长江中下游地区东部少数沿海地区降水量较少外，其余的黄河流域以及长江中下游大部分地区降水都较多。

如图9所示，1984年长江流域以南大部分地区降水很少，黄河至长江流域以北的地方降水量相对较多，为第Ⅱ类雨型(中间型)，与孙照渤等
[9]的结论一致。

如图10所示，2007年黄河至长江流域东部区域的降水较少，而长江中下游江南大部分地区以及黄河以北地区降水量相对较多，且通过王学强
[10]等的研究结果也可以知道2007年为第Ⅰ类雨型(北方型)。

4 青藏高原大气环流特征分析
4.1青藏高原冬季温度场特征
图8 长江中下游地区夏季平均降水（1980～2009年）
图9 长江中下游地区1984年的降水分布（单位：mm/月）
图10 长江中下游地区2007年的降水分布（单位：mm/月）
如图11所示，在1983年冬季青藏高原东南部具有值为-3℃的负距平，说明在1983年青藏高原500hPa高度上的温度是偏低的。

如图12所示，在青藏高原的
东南部有中心值为3.3℃的正距平中心，说明2006年青藏高原500hPa上的温度是偏高的。

如图13所示，在500hPa高度青藏高原相同纬度上东边气温高于西边。

如图14所示，在青藏高原的东北部有一个中心值为-2.6℃的负距平中心，说明在1983年青藏高原地表上的温度偏低。

从图15中可以看出，在青藏高原的东部存
在一个值为3.5℃的正距平中心，说明2006年青藏高原的地表温度相比平均温度
要高。

从图16中看出，此时在同纬度上青藏高原东部温度比西部要低一些。

图11 1983年青藏高原冬季500hPa上温度距平场（单位：℃）
注：阴影区为青藏高原的地形
图12 2006年青藏高原冬季500hPa上温度距平场（单位：℃）注：阴影区为青藏高原的地形
图13 500hPa高度上青藏高原30年冬季平均温度场（单位：℃）注：阴影区为青藏高原的地形
图14 1983年青藏高原冬季地表上温度距平场（单位：℃）
注：阴影区为青藏高原的地形
图15 2006年青藏高原冬季地表上温度距平场（单位：℃）
注：阴影区为青藏高原的地形
图16 青藏高原30年冬季地表上平均温度场（单位：℃）
注：阴影区为青藏高原的地形
4.2夏季500hPa位势高度场特征
由于在500hpa环流层上有多种天气系统，如东亚大槽、中纬度的阻塞高压（在本次研究的内容中中纬度的阻塞高压位于贝加尔湖与鄂霍次克海之间）、西太平洋副热带高压等等，而这些系统强度的变化以及移动的过程都对长江中下游地区的降水有着重要的影响，并且该层的环流形式以及天气系统的配置都有利于研究长江中下游地区降水量情况，因而选择了500hPa的位势高度进行研究。

由于本文中冬季是当年的12月到第二年的2月，夏季是第二年的6至8月，所以在分析夏季环流场特征的时候将分析对应1983年与2006年的第二年，即1984年与2007年的夏季环流场。

图17 1984年夏季500hPa上的高度场距平图（单位：dagpm）
注：阴影区为青藏高原的地形
图18 2007年夏季500hPa上的温度距平图（单位：dagpm）
注：阴影区为青藏高原的地形
图19 夏季30年的500hPa平均高度场（单位：dagpm）
注：阴影区为青藏高原的地形
如图17所示，东亚至西太平洋地区从高纬到低纬为“+-+”的距平类型。

东亚副热带锋区向南扩展，西太副高位置偏南，与第Ⅱ类雨型(中间型)的大气环流背景相符合。

这样的环流形势使长江流域的大部分地区出现多雨情况，并且通常降水的分布为中间多两端少的情况。

但又因乌拉尔山脉附近为正距平，贝湖与鄂海以西附近为负距平，东亚大槽附近为正距平，在这样的环流场配置下乌拉尔山与贝湖以西的
大槽和东亚大槽的槽将变浅，贝湖与鄂海以西的脊将减弱，使中高纬地区附近阻高的活动以及高纬地区经向环流都有所减弱，不利于北方的冷空气向南输送。

因此，1984年长江中下游地区虽出现多雨情况，但是降水量与经向环流强的Ⅱ类雨型(中间型)相比要少,与图7相符。

如图18所示，乌拉尔山附近到西太平洋地区从高纬到低纬的距平类型为“-+-”型。

西太副高与东亚副热带锋区位置都偏北且偏强，与第Ⅰ类雨型(北方型)的大气环流背景相符合。

这使长江流域大部分地区都可能会变得少雨，并且降水的分布将呈现出南北多、中间少的情况。

又因2007年乌拉尔山脉附近为负距平，贝湖与鄂海以西附近为正距平，东亚大槽附近为负距平，使两槽加深脊加强，导致中高纬地区附近阻高的活动增加、高伟地区上经向环流将加大，有利于北方的冷空气向南输送。

因此，在2007年长江中下游地区虽为少雨情况，但降水量比经向环流较弱的Ⅰ类雨型(北方型相比)要多,与图7相符。

如图19所示，500hPa上中高纬度西风环流较为平直,槽脊较浅。

欧亚地区呈两槽一脊型，我国基本上位于东亚大槽后部，长江中下游地区位于槽低附近。

贝湖及鄂海以西之间存在一深厚的高压脊,脊线从东西伯利亚一直延伸到蒙古附近。

西太副高压位于太平洋西部，西脊点在132°E附近，脊线在25°N附近。

孙照渤
[11]等指出副高脊线达到25ºN的早晚与江南北部和江淮地区夏季降水的关系较好，脊线到达25ºN偏早时，降水偏少，反之降水偏多。

5 结论
5.1通过对1980～2009年青藏高原冬春两季的温度与长江中下游地区夏季的降水做相关性研究，发现在200hPa高度上通过相关性检验的非常少，另外春季青藏高原温度与长江中下游地区夏季降水之间虽然通过了相关性检验，但是相关不如冬季的显著。

5.2从青藏高原冬季500hPa高度与地表的温度距平趋势图可以看出，青藏高原冬季的温度距平与夏季长江中下游地区降水量年际变化趋势都是有所上升，且冬季正距平最高的2006年是个温度偏暖的年份，负距平最高的1983年是个温度偏低年份。

5.3冬季为1983年所对应的第二年夏季即1984年的降水量虽比经向环流强的Ⅱ类雨型(中间型)相比要少，但降水仍偏多。

而冬季2006年对应的第二年夏季即2007年的降水量比经向环流较弱的Ⅰ类雨型(北方型)相比要多，但降水还是偏少的。

最后得出结论：当青藏高原冬季温度偏低（高）时，第二年夏季长江中下游地区的西太平洋副热带高压位置偏南（北），长江流域降水偏多（少）。

参考文献
[1]李峰,何立富.长江中下游地区夏季旱涝年际、年代际变化的可能成因研究[J].应用气象学报,2002,13(6):719-726.
[2][10]王学强,杜爱萍,李晓坤,董春燕. 2000～2007年夏季长江中下游地区降水分析[J].安徽农业科学,2011,39(4):2033-2035.
[3]简茂球,罗会邦.1998年5～8月青藏高原东部和邻近地区大气热源日变化特征及其与高原环流的关系[J].高原气象,2002, 21(1):25-30.
[4]刘晓冉,李国平,程炳岩.青藏高原前期冬春季地面热源与我国夏季降水关系的初步分析[J].大气科学,2008,32(3):561-571.
[5]葛旭阳,朱永提.青藏高原热力状况异常特征及其与长江中下游地区夏季降水的关系[J].气象科学, 2001,21(2):147-153.
[6]杜萌萌,刘晓东.青藏高原春季冷暖对我国东南地区春夏转换时期降水异常的影[J].西北大学学报, 2010,40(2):314-318.
[7]钟珊,何金海,等.1961-2001年青藏高原大气热源的气候特征[J].气象学
报,2009,67(3):407-416.
[8][9][11]孙照渤,陈海山,谭桂容,等.短期气候预测基础[M].北京:气象出版
社,2010:223-235.
The impact of Tibetan Plateau temperature on the precipitation in the middle and lower reaches of Yangtze River
Deji-Baizhen
(Shigatse Municipal Meteorological Bureau, Shigatse 857000,Tibet)
Abstract: The impact of different height and different seasons temperature in the Tibetan Plateau on the precipi⁃tation in the middle and lower reaches of Yangtze River was discussed based on the reanalyzed information of 30 years monthly temperature field and height field of the NCEP / NCAR from year 1980 to 2009 and precipitation data from160 stations in China.
The result showed that there was a negative correlation between the winter average temperature in Tibetan Pla⁃teau and summer precipitation in the region of middle and lower reaches of Yangtze River; spring average temper⁃atures was negatively correlated with summer precipitation in the southern part of the region but it passively cor⁃related with summer precipitation in the southern part of the region, and the correlation between Plateau winter temperature and precipitation was more
numerous than spring temperature. A warm(cold)winter in Tibetan Pla⁃teau, the western Pacific subtropical high will be
northward(southward)in the geopotential height field, which makes less(much)rainfall in the corresponding summer of second year in the region of middle and lower reaches of the Yangtze River. Keywords: Tibetan Plateau; middle and lower reaches of Yangtze River; summer rainfall; correlation analysis
[责任编辑：索郎桑姆]。