大气科学 37卷 Chinese Journal of Atmospheric Sciences Vol. 37 活动对我国东部地区的春季降水影响十分明显,不清楚MJO对中国春季降水的影响,及其机制。分 同MJO位相所对应的我国东部地区春季降水的分别在(1063°s~1063°N,74.53°E~9563°E)和 布有极其显著的差异;同时,从大气环流和水汽输(1063°~1063N,160.32°E~180°E)的两个方 送角度对其影响途径所进行的分析,以及数值模拟形区域内增加非绝热加热,以表示在那里有异常强 试验结果都更进一步揭示了影响的途径(白旭旭的对流强迫,看它们将会产生什么样的不同影响和 等,2011)。 过程。多初值的集合数值模拟试验表明,当在赤道 图6给出了对应MJO传播的4个阶段我国的东印度洋及赤道西太平洋低层大气中引进异常非 降水异常形势。可以看到,当MJO处于第1、4阶绝热加热(强MJO活动)的强迫时,模式很好地 段时(即第8~1位相,第6~7位相),我国东部地模拟出了我国东部地区春季降水的异常形势,即在 区都为降水负异常;在MJO第2阶段(第2、3位MO的第2、3位相我国长江中下游地区多雨;而 相),我国东部地区降水正异常中心位于长江中下在MJO的第6、7位相我国东部大部分地区降水偏 游地区,华南地区为弱的降水负异常;当MJO处少(图略)。中国东部春季降水的模拟试验结果和 于第3阶段(第4、5位相),我国降水正异常中心诊断分析结果有很好的一致性,它们都是在中国长 位于华南地区,长江中下游地区主要为弱的负异江中下游地区出现了明显的降水正距平,充分显示 常。也就是说,当MJO传播至中、东印度洋时对我了MJO活动处于第2、3位相时对中国春季降水的 国长江中下游地区的降水有正贡献,当MJO传播影响 至中南半岛附近时,对我国华南地区的降水具有正 对模拟得到的大气环流响应场所进行的分析 贡献,而在其他阶段时则不利于我国东部的降水。发现,无论是500hPa高度响应场,还是850hPa 对MJO各阶段850hPa涡度异常分布(图略)涡度和散度响应场,以及水汽通量及其散度场,都 和850hPa水汽通量散度分布合成图(图略)的分极为清楚地表明,当异常非绝热加热强迫在赤道东 析,可以清楚看到,第1阶段和第4阶段,与中低印度洋时(即对应MO的第2、3位相),东亚大 空的正高度异常相对应,我国东部地区受到负涡度气环流的响应与异常非绝热加热位于赤道西太平 异常:第2阶段,长江中下游地区受正涡度异常控洋时(即对应MO的第6、7位相)非常不一样, 制,华南地区受负涡度控制。因此在第1、4阶段当异常非绝热加热强迫在赤道东印度洋时,在长江 我国东部降水偏少,第2阶段我国长江中下游多雨,中下游中低空的涡度为正异常,散度为负异常,是 华南少雨,第3阶段和第2阶段形势基本相反,故水汽通量的辐合区,有利降水;而当异常非绝热加 长江中下游少雨,华南多雨。关于水汽通量的计算热强迫在赤道西太平洋时,中国东部大部分地区中 分析也表明,在第1、4阶段我国东部为水汽辐散,低空为负涡度异常和正散度异常,出现由北向南的 不利于成云致雨;第2阶段长江中下游有明显水汽水汽通量辐散,不利于我国东部地区春季降水。 辐合,利于降水,而华南水汽辐散,不利降水;第 模拟得到的850hPa水汽通量散度响应场,可 3阶段与第2阶段的形势基本相反,华南降水多。近似代表中低层水汽的辐合辐散状况。对于异常试 显然,通过以上关于850hPa涡度异常和水汽通量验一,模拟得到的整层水汽通量散度的负值区主要 异常的分析可很好解释不同MJO的活动位相为何位于我国长江中下游地区,而在我国华南地区则为 能造成春季中国东部不同地区的降水形势。 水汽通量散度正异常区(图略);这样的结果正好 上面的分析研究清楚表明,当MO传播至东对应我国长江中下游多雨,华南少雨的情况。对于 印度洋和中南半岛附近时(第2、3位相),对应春异常试验二,模拟得到的结果是我国东部地区明显 季在我国长江中下游降水偏多,华南降水偏少;而表现为较强的水汽通量散度正异常,正好对应春季 对应MO的第6、7位相(在赤道西太平洋有强对在MO的第6、7位相我国东部地区降水偏少。上 流),我国东部春季的降水却异常偏少。虽然大气述关于大气环流和水汽通量散度的模拟结果都同 环流形势的分析可以对这些结果给出一定的物理资料诊断分析的结果相当一致,既证明资料分析和 解释,但相应的数值模拟也是十分必要的。针对在数值模拟结果是比较可靠的,也较好说明了MJO 上述两个区域存在强对流异常的情况分别进行数活动对我国春季降水确实存在明显的影响。 值模拟试验,模式结果的分析比较硏究将可以搞 通过对逐日模拟响应场的分析,还对MJO活大    气    科    学 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 37 卷 236 Vol. 37 活动对我国东部地区的春季降水影响十分明显，不 同 MJO 位相所对应的我国东部地区春季降水的分 布有极其显著的差异；同时，从大气环流和水汽输 送角度对其影响途径所进行的分析，以及数值模拟 试验结果都更进一步揭示了影响的途径（白旭旭 等，2011）。 图 6 给出了对应 MJO 传播的 4 个阶段我国的 降水异常形势。可以看到，当 MJO 处于第 1、4 阶 段时（即第 8～1 位相, 第 6～7 位相），我国东部地 区都为降水负异常；在 MJO 第 2 阶段（第 2、3 位 相），我国东部地区降水正异常中心位于长江中下 游地区，华南地区为弱的降水负异常；当 MJO 处 于第 3 阶段（第 4、5 位相），我国降水正异常中心 位于华南地区，长江中下游地区主要为弱的负异 常。也就是说，当 MJO 传播至中、东印度洋时对我 国长江中下游地区的降水有正贡献，当 MJO 传播 至中南半岛附近时，对我国华南地区的降水具有正 贡献，而在其他阶段时则不利于我国东部的降水。 对 MJO 各阶段 850 hPa 涡度异常分布（图略） 和 850 hPa 水汽通量散度分布合成图（图略）的分 析，可以清楚看到，第 1 阶段和第 4 阶段，与中低 空的正高度异常相对应，我国东部地区受到负涡度 异常；第 2 阶段，长江中下游地区受正涡度异常控 制，华南地区受负涡度控制。因此在第 1、4 阶段 我国东部降水偏少，第 2 阶段我国长江中下游多雨， 华南少雨，第 3 阶段和第 2 阶段形势基本相反，故 长江中下游少雨，华南多雨。关于水汽通量的计算 分析也表明，在第 1、4 阶段我国东部为水汽辐散， 不利于成云致雨；第 2 阶段长江中下游有明显水汽 辐合，利于降水，而华南水汽辐散，不利降水；第 3 阶段与第 2 阶段的形势基本相反，华南降水多。 显然，通过以上关于 850 hPa 涡度异常和水汽通量 异常的分析可很好解释不同 MJO 的活动位相为何 能造成春季中国东部不同地区的降水形势。 上面的分析研究清楚表明，当 MJO 传播至东 印度洋和中南半岛附近时（第 2、3 位相），对应春 季在我国长江中下游降水偏多, 华南降水偏少；而 对应 MJO 的第 6、7 位相（在赤道西太平洋有强对 流），我国东部春季的降水却异常偏少。虽然大气 环流形势的分析可以对这些结果给出一定的物理 解释，但相应的数值模拟也是十分必要的。针对在 上述两个区域存在强对流异常的情况分别进行数 值模拟试验，模式结果的分析比较研究将可以搞 清楚 MJO 对中国春季降水的影响，及其机制。分 别在（10.63°S～10.63°N，74.53°E～95.63°E）和 （10.63°S～10.63°N，160.32°E～180°E）的两个方 形区域内增加非绝热加热，以表示在那里有异常强 的对流强迫，看它们将会产生什么样的不同影响和 过程。多初值的集合数值模拟试验表明，当在赤道 东印度洋及赤道西太平洋低层大气中引进异常非 绝热加热（强 MJO 活动）的强迫时，模式很好地 模拟出了我国东部地区春季降水的异常形势，即在 MJO 的第 2、3 位相我国长江中下游地区多雨；而 在 MJO 的第 6、7 位相我国东部大部分地区降水偏 少（图略）。中国东部春季降水的模拟试验结果和 诊断分析结果有很好的一致性，它们都是在中国长 江中下游地区出现了明显的降水正距平，充分显示 了 MJO 活动处于第 2、3 位相时对中国春季降水的 影响。 对模拟得到的大气环流响应场所进行的分析 发现，无论是 500 hPa 高度响应场，还是 850 hPa 涡度和散度响应场，以及水汽通量及其散度场，都 极为清楚地表明，当异常非绝热加热强迫在赤道东 印度洋时（即对应 MJO 的第 2、3 位相），东亚大 气环流的响应与异常非绝热加热位于赤道西太平 洋时（即对应 MJO 的第 6、7 位相）非常不一样。 当异常非绝热加热强迫在赤道东印度洋时，在长江 中下游中低空的涡度为正异常, 散度为负异常，是 水汽通量的辐合区，有利降水；而当异常非绝热加 热强迫在赤道西太平洋时，中国东部大部分地区中 低空为负涡度异常和正散度异常，出现由北向南的 水汽通量辐散，不利于我国东部地区春季降水。 模拟得到的 850 hPa 水汽通量散度响应场，可 近似代表中低层水汽的辐合辐散状况。对于异常试 验一，模拟得到的整层水汽通量散度的负值区主要 位于我国长江中下游地区，而在我国华南地区则为 水汽通量散度正异常区（图略）；这样的结果正好 对应我国长江中下游多雨, 华南少雨的情况。对于 异常试验二，模拟得到的结果是我国东部地区明显 表现为较强的水汽通量散度正异常，正好对应春季 在 MJO 的第 6、7 位相我国东部地区降水偏少。上 述关于大气环流和水汽通量散度的模拟结果都同 资料诊断分析的结果相当一致，既证明资料分析和 数值模拟结果是比较可靠的，也较好说明了 MJO 活动对我国春季降水确实存在明显的影响。 通过对逐日模拟响应场的分析，还对 MJO 活