2011年的核心期刊目录中没有。P4大气科学（气象学）类核心期刊表 序号 刊名1 大气科学2 气象学报3 高原气象4 应用气象学报5 南京气象学院学报（改名为：大气科学学报）6 气象7 热带气象学报8 气象科学9 气候与环境研究10 气候变化研究进展
（2016版）复合影响因子：585（2016版）综合影响因子：512
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极涡是北极中上层对流层和平流层大气的持续性大尺度气旋性环流,它的活动和变化控制着泛极地半永久性活动中心和副极地短时间尺度的气旋活动极涡强度变化直接关系到北极大气、海洋、海冰和生态环境,影响低层大气环流,影响副极地甚至中纬度天气中国第2次北极科学考察期间正是北极平流层中上层暖性反气旋性环流向冷性气旋性环流转变和极涡建立时期一些学者已通过平流层和对流层耦合机制的研究探索极涡变化对低层环流的作用平流层爆发性增暖对极涡变化影响早已引起人们关注本文概述我们对极涡的认识,总结近期有关极涡变化对低层环流的作用以及它对气候影响的机制研究的进展由于北极涡与副热带高压是两个影响我国天气气候变化的主要大气环流实体，两者紧密相联，且均对华北夏季降水有明显作用，本文使用 NCEP/NCAR 再分析资料、国家气候中心提供的 74 个大气环流因子及中国 160 站月降水资料，利用合成分析、相关分析及 SVD 等方法讨论了夏季北极涡与北半球大气环流及副热带高压的相互关系，分析了夏季北极涡及副高对华北降水的共同作用。结果表明：(1) 北极涡的变化不仅与高纬高度场密切相关，而且与中、低纬度环流紧密联系，当极涡异常偏大偏强，中、低纬地区位势高度均明显偏低，北半球副高的面积和强度易偏小，北界位置易偏南，其中副高强度的变化最大。(2) 各分区极涡因子与副高因子之间基本呈显著的负相关，而与西太平洋和南海副高的北界、脊线位置呈正相关。(3) 极涡指数、副高脊线及北界指数与华北降水之间以正相关为主，副高面积、强度指数与华北降水基本呈负相关。当亚洲和欧洲区极涡异常南扩，北非、大西洋、北美副高显著收缩减弱，西太平洋和南海副高明显北抬时，华北降水易增加。关 键 词：北极涡；副热带高压；华北夏季降水中图分类号：P466文献标识码：A 收稿日期: 2007-01-29; 修订日期：2008-05-28基金项目：国家自然科学基金委重点基金(40633015)；中国气象局新技术推广项目(北半球平流层爆发性增温与极涡活动对东亚对流层阻塞的影响)共同资助通讯作者: 张恒德，男，安徽含山人，博士，主要从事大气动力学研究。E-mail: 1 引言北极涡与副热带高压(简称副高)是影响我国天气气候变化的两个主要大气环流实体[1-3]。但极涡与副高对天气气候的影响并非孤立，而是相互配合、协同作用，极涡主要体现中高纬环流特征，副高很大程度上反映出中低纬大气环流的变化，且两者关系密切，有人将两者联系起来分析它们与大气环流的关系及对气候环境的影响。施能等[4]指出两者均增强的趋势是我国冬季气温长期趋势变化及年代际变化的一个直接原因。吴尚森等[5]把极涡与副高作为两个主要因子建立预测华南冬季异常冷月的模型。刘传凤等[6]认为亚洲极涡与西太平洋副高是南方低温冷害的主要因子。时珍玲[7]认为极涡与副高的强弱是导致江淮地区洪涝灾害或少雨干旱主要原因。梁建茵等[1]将两极极涡的强度变化和副高看作广东前汛期旱涝的主要预测因子。孙力等[8]分析了春季极涡和西太平洋副高对秋季东亚大气环流的影响。黄嘉佑等[9]发现综合研究两者对我国夏季降水的影响要比分别研究它们各自的影响效果更好，预报价值也更高。彭维耿等[10]还发现 4 月两者的变化对宁夏沙尘暴影响显著。上述研究均在诊断分析天气、气候及环境的演变过程中考虑到极涡、副高的变化，未能讨论两者的相互作用，因此，有必要探讨极涡与大气环流及副高的关系，从而更好地分析它们对天气气候的影响。华北降水主要集中在夏季，占全年降水总量的 3/4以上，近年来，人们对华北夏季降水作了大量研究，并指出季风活动[11]、阻塞高压[12]、西太平洋副高[13]、北极涛动[14]、南亚高压[15]、青藏高原热力异常[16]甚至南半球高纬环流异常[17]等均对华北夏季降水有一定的影响。这些结果给出了华北夏季降水的一些影响机理，对华北夏季旱涝的预报还有一定的指示意义，但未能将极涡与副高结合起来讨论它们共同对华北降水的作用。基于极涡与副高之间的紧密联系及两者对我国天气气候的显著影响，并结合华北夏季降水的重要性，若能弄清夏季北极涡与大气环流、副高的关系，并摸索出极涡与副高对华北夏季降水的共同影响，将有助PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 2 418热 带 气 象 学 报24 卷于加强对大气环流及华北夏季降水异常的机理分析，提高华北夏季降水的预测能力。2 资料和方法文中主要用到的资料包括：NCEP/NCAR的1950～2002年逐月再分析500 hPa高度场；中国气象局国家气候中心提供的1951～2002年74个大气环流因子及中国160 站月降水资料，从中选取承德、北京、天津、石家庄、德州、刑台、安阳、烟台、青岛、潍坊、济南、临沂、荷泽、郑州、长治、太原、临汾共17 个站代表华北地区。本文主要借助于合成分析、相关分析及SVD[18]等常规的统计方法来诊断分析极涡与副高的联系及它们对华北降水的影响。3 夏季北极涡与大气环流的相关性如图 1a 所示，极涡面积与位势高度场之间除在极区附近(70 °N 以北)存在弱的正相关外，在其它地区均呈现显著负相关，绝大部分地区能通过 01 的显著性检验。而从极涡强度与 500 hPa 位势高度的相关系数分布(图 1b)可看出，绝大部分地区表现为较强的负相关，中、低纬度更为显著，很多地区负相关系数可达-5，只有极少数地区呈现弱的正相关，相关系数仅为 1。这些说明，夏季北极涡对中、低纬度地区的环流形势影响相对显著，当北极涡面积、强度异常增大时，中、低纬地区位势高度通常偏低，反之亦然。有关夏季北极涡与大气环流之间关系可通过对位势高度场的合成分析得到进一步说明。根据夏季北极涡面积及强度标准化距平的变化曲线(图略)，将标准化距平≥0 的年份作为大值年，标准化距平≤-0 的年份看作小值年，分别可以得到夏季极涡面积和强度的大、小值年(表 1)。根据表 1 中列出的夏季极涡大小及强弱年份，分别对夏季的 850 hPa、500 hPa、200 hPa 位势高度场作为对流层低层、中层、高层进行了合成分析，重点讨论对流层中层(500 hPa)。表 1 夏季极涡面积及强度的大、小值年份面积大值11 年：1957、1958、1959、1960、1962、1963、1964、1965、1966、1968、1971 面积小值10 年：1951、1952、1981、1988、1989、1996、1998、1999、2000、2002 强度大值9 年：1961、1962、1963、1964、1965、1970、1976、1992、1994 强度小值 8 年：1952、1953、1954、1977、1993、1998、2000、2001图 1 1950～2002 年夏季 500 hPa 北极涡面积指数(a)、强度指数(b)与同期北半球(0～90 °N)500 hPa 位势高度之间的相关系数分布阴影区通过 1 的显著性检验。从图 2a、2b、2c 所示的北极涡面积大值、小值夏季 500 hPa 高度场合成及两者差值可以直观地看出，两者的中低纬地区高度差别较大，在极涡面积大的夏季，位势高度偏低，表征副高的 588 dgpm 线所围区域偏小，在西太平洋地区 588 dgpm 线几乎消失，而当极涡面积异常小时，西太平洋副高强势，且北抬程度较大；中纬度地区的位势高度值相差较大，极涡面积大的夏季高度值要低很多(如图 2c，不少地区差值达到40 gpm,甚至 60 gpm)，例如 570 dgpm 线主体位于 50 °N以南，而极涡面积小的夏季 570 dgpm 线基本处于 50 °N 以北；在高纬地区两者环流形势差别不显著，但高度值有较大差异，甚至超过 30 gpm。此外，从高度场距平合成分布(图略)可进一步得知，在极涡面积大的夏季，中高纬绝大部分地区为负距平区，中心位于东亚大陆；而当极涡面积异常小，亚欧大陆及阿拉斯加湾出现正距平中心，尤其在乌拉尔山和鄂霍次克海，PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 3 4 期张恒德等：夏季北极涡与副热带高压的联系及对华北降水的影响419 即亚欧大陆及阿拉斯加易出现阻塞形势。图 2 北极涡面积大值(a)、小值(b)夏季 500 hPa 北半球位势高度场合成及两者差值(c) 及北极涡强度大值(d)、小值(e)夏季 500 hPa 北半球位势高度场合成及两者差值(f) 由图 2d、2e、2f 分别所示的北极涡强度大值、小值夏季 500 hPa 高度场合成及两者差值可知，在极涡强度大的夏季，中低纬位势高度偏低，表征副高特征的 588 dgpm 线的范围要小得多，副高强度也明显偏弱，西太平洋地区的 588 dgpm 线已消失；两者的中纬度环流形势相差不明显，但高度值有较大差异(图 2f)；在高纬地区，若极涡强度异常偏大，位势高度普遍要低，例如 546 线所围的区域要大得多，中心值低于 540 PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 4 420热 带 气 象 学 报24 卷dgpm，极涡强度大值与小值年夏季绝大多数高纬地区位势高度差值均在 30 gpm 以上(图 2f)。高度场距平合成(图略)进一步反映出，极涡强度大的夏季，除加拿大以外，北半球位势高度基本表现出负距平，在中、高纬地区，中心值达-30 gpm；而在极涡强度小的夏季，欧洲西北部以外的北半球大部分区域均出现正距平，中、高纬不少地区的正距平均在 20 gpm 以上。由于大气的斜压性，850 hPa 及 200 hPa 高度场合成与 500 hPa 高度的结果存在一定差异，但总体趋势相同。由此可知，夏季北极涡的变化不仅与高纬度位势高度场密切相关，且与中、低纬度环流也有着紧密联系，500 hPa 北极涡的面积及强度对北半球整个对流层的大气环流均有显著影响，尤其对中纬度的阻塞、中低纬度的副热带高压有较强作用。基于夏季北极涡与大气环流相互关系的合成分析初步结果，下面将重点分析北极涡与副热带高压间的相互关系。4 夏季北极涡与副高之间的关系根据副热带高压常出现的地理位置，在国际上通常将北半球副高(5 °E～360 °)划分为以下几个部分进行研究：印度副高(65～95 °E)、西太平洋副高(110 °E～180 °)、东太平洋副高(175～115 °W)、北非大西洋北美副高(110～60 °E)，最后一部分又可划分为北美副高(110～60 °W)、大西洋副高(55～25 °W) 、北非副高(20 °W～60 °E)，其中对我国影响最显著的是西太平洋副高，国内有关副高的研究主要也是针对西太平洋地区。我国对极涡也作了相应分区，即Ⅰ区(60～150 °E)、Ⅱ区(150 °E～120 °W)、Ⅲ区(120～30 °W)、Ⅳ区(30 °W～60 °E)。国家气候中心提供了北半球及各分区的副热带高压指数及北极涡指数。各副高指数在本文中标号为1～45，其中，1～11 为副高面积指数，依次对应北半球、北非、北非大西洋北美、印度、西太平洋、东太平洋、北美、大西洋、南海、北美大西洋、太平洋副高；12～22 为相应的副高强度指数；23～33 为对应的副高脊线指数；34～44 为相应的副高北界指数；45为西太平洋副高西伸脊点指数。图 2 反映当北极涡面积、强度异常偏大时，则副高面积偏小，且主体位置南退；反之当北极涡面积和强度异常偏小时，副高面积易偏大，且主体位置北进。经计算可得，夏季北半球极涡面积指数与副高面积、强度、脊线及北界指数均成显著的负相关，系数分别为-45、-52、-43、-49，至少达到 99%信度水平的显著性检验；北半球极涡强度指数与副高面积、强度、脊线及北界指数之间也存在显著的负相关，系数分别为-43、-51、-24、-34，要比极涡面积与副高的相关性稍弱一些；总体看来，极涡对副高的强度影响最明显，对脊线位置影响最弱。这进一步表明，当北极涡异常扩张增强，副高会收缩、减弱、南退；反之亦然，若北极涡异常收缩减弱，副高则明显扩大、增强、北抬。这大体可解释为：当北半球极涡面积异常偏大、强度显著偏强时，中高纬地区位势高度明显偏低，特征等高线偏南，副热带锋区也异常南压，中低纬地区的位势高度普遍偏低，反映副高的 588 dgpm 线主体也偏小、偏南，即北半球副高面积偏小、强度偏弱、位置也偏南；反之，当北半球副高面积异常偏大、强度偏强、位置偏北时，副热带地区，即中低纬(这里指 10～40 °N)地区的位势高度相对偏高，则北半球极涡的南界特征等高线位置偏北，且中纬度地区位势高度偏大，因此极涡的面积和强度易偏小。由于海陆分布及地形高低差异，北半球位势高度并非在纬圈上均匀分布，不同区域的极涡与副高差别较大，极涡与副高之间的相关性在不同区域存在较大差异，有必要进行分区讨论。为此对夏季极涡与副高作 SVD 分解，从而充分了解不同区域极涡与副高的关系， SVD 分解的具体构造为：将极涡指数作为左要素场，变量顺序分别为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、北半球面积、Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、北半球强度，并依次称为极涡因子 1、2、……、10；将副高指数作为右要素场，变量顺序为前面已经提到的 45 个副高指数，依次为副高因子 1、2、……、45。将夏季极涡与副高作 SVD 所得的前 3 对模态的方差贡献百分率分别为 5、1、7，第 1 模态的方差贡献百分率明显高于其它模态，占绝对主导地位，第1 模态基本上能反映出极涡与副高的相互关系。另外，前 3 对模态的左右奇异向量的时间系数之间的相关系数分别为 69、63、40，均在 40 以上，表明极涡与副高的典型变量场之间总体相关性较强，尤其是第 1 模态相关性很高。因此，可取 SVD 所得的第 1 模态结果来分析。极涡指数与副高指数作 SVD 所得第 1模态的左异相关系数依次为：-58、-47、-24、-31、-60、-54、-49、-36、-27、-61。这些系数符号一致，均可通过 95%信度的显著性检验，表明所有的极涡因子对副高起同位相的作用，最显著的两个因子为北半球极涡面积及强度，其次为 I 区极涡面积和强度。由图 3 所示的右场异性相关系数可知，除副高因子 27、31、38、42、45 对应的系数为负外(且不能通过显著性检验)，其它因子的系数符号均为正，通过 10、05、01、001 显著性水平检验的副高因子个数分别达到 31、27、22、15，其中副高因子 2、3、7、10、13、14、18，即北非、北非大西洋北美、北美副高的面积和强度及北美大西洋副高面积，对极涡异常的响应最强烈，系数值均达到 6 以上。因此结合左、右异性相关系数可知，北半球及各分区极涡的面积及强度与北半球及各分区副高的面积、强度、PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 5 4 期张恒德等：夏季北极涡与副热带高压的联系及对华北降水的影响421 脊线及北界等大多数因子之间基本呈显著的负相关，即当北半球及各分区极涡面积及强度异常偏小时，北半球及各分区大多数副高指数易偏大(小)，特别是亚洲区及北半球极涡与北非、北美、北美大西洋一带副高之间呈现显著的负相关性。-3-2-7147101316192225283134374043图 3 夏季极涡与同期副热带高压 SVD 所得第 1 模态的右场异性相关系数横坐标 1～45 表示副高因子 1～45，纵坐标为相应系数。5 对华北夏季降水的影响副高与极涡是大气环流中非常重要的两个系统，共同影响华北夏季降水，为此将夏季极涡、副高因子与华北降水作 SVD 分解。具体做法：将上一节中提及的夏季极涡因子 1～10 作为左场要素 1～10，副高因子 1～45 随之作为左场要素 11～55，同期华北 17 站降水作为右场要素，进行 SVD 分解。所得的前 3 对模态左右奇异向量的时间系数之间的相关系数分别为52、42、56，说明总体相关性较强。而前 3 对模态的方差贡献百分率分别为 2、7、1，第 1 模态的占绝对主导地位，基本上反映出极涡和副高与华北夏季降水的关系。因此，可取第 1 模态结果来分析。图 4 为第 1 模态左异相关系数(横坐标 1～10 对应极涡因子 1～10、11～55 对应副高因子 1～45)，总体上看，系数 1～10 及 32～54 以正为主，系数 11～32及 45、46、55 基本为负。图 4 中编号为 1、4、5、8、9、11、12、13、17、18、20、22、23、24、37、41、48、52 的因子对华北夏季降水影响显著，其中异性相关系数可通过 05 的显著性水平检验的因子有：亚洲、欧洲区及北半球极涡面积(因子 1、4、5)，北半球、北非、北非大西洋北美副高面积及强度(因子 11、12、13、22、23、24)，大西洋、北美大西洋副高面积(因子 18、20)，西太平洋、南海副高脊线及北界(因子 37、41、48、52)。华北地区承德、北京、天津、石家庄、德州、刑台、安阳、烟台、青岛、潍坊、济南、临沂、荷泽、郑州、长治、太原、临汾等站对应的第 1 模态右场异性相关系数依次为 11、13、28、20、29、24、26、40、49、24、15、27、39、23、37、12、25。此 17 个系数符号均为正，说明华北 17站夏季降水的年际变化位相基本相同，受极涡与副高因子的影响也较一致。结合这 17 个系数与图 4 所示的左异相关系数可知，极涡各指数、副高脊线及北界指数与华北降水之间以正相关为主(除去Ⅲ区强度、北非副高北界、北非大西洋北美副高北界、西太平洋副高西伸脊点等主要指数)，副高面积、强度指数与华北降水大多成负相关。因此，当极涡显著南扩加强、副高明显收缩减弱，尤其当亚洲和欧洲区极涡异常南扩、北非大西洋北美副高显著收缩减弱、西太平洋和南海副高明显北抬，华北夏季降水易偏多；反之，若极涡收缩减弱，副高增强，华北夏季降水则易偏少。-5-4-3-2-41 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51图 4 夏季极涡因子及副热带高压因子与华北(17 站)降水作 SVD 所得第 1 模态的左场异性相关系数横坐标 1～10 对应极涡因子 1～10、11～55 对应副高因子1～45，纵坐标为相应系数，虚线的值分别为 24 和-24。这种夏季极涡与副高对华北降水的影响主要可概括认为：夏季极涡的扩展增强通常可以从高纬地区带来大量的冷空气，这些冷空气与华北地区的暖气团相汇，易形成冷锋或华北准静止锋，若水汽充足，从而引起明显降水。另外，极涡的扩展、增强、南压通常会伴随副高收缩、减弱、南退，进一步利于华北降水；而当副高显著扩张、增强、北抬时，华北地区受高压控制，这本身就不利于该地区降水，另一方面这种高压长期控制还抑制极涡的扩展南伸，造成南下的冷空气不足，不易形成锋面，更加不利于降水。6 小结与讨论极涡与副热带高压是影响我国天气气候变化的两个主要大气环流实体，两者紧密相联，均对华北夏季降水有显著影响。(1) 北极涡的变化不仅与高纬度位势高度密切相关，且与中低纬度环流紧密联系，当极涡异常偏大偏强，这些地区位势高度均明显偏低，北半球副高的面积和强度易偏小，北界位置易偏南，其中副高强度的变化最大。PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 6 422热 带 气 象 学 报24 卷(2) 各分区极涡因子与副高因子之间基本呈显著的负相关，而与西太平洋和南海副高的北界、脊线位置呈正相关。(3) 极涡指数、副高脊线及北界指数与华北降水之间以正相关为主，副高面积、强度指数与华北降水基本呈负相关。当亚洲和欧洲区极涡异常南扩，北非、大西洋、北美副高显著收缩减弱，西太平洋和南海副高明显北抬时，华北降水易增加。参 考 文 献：[1] 梁建茵，吴尚森 广东省汛期旱涝成因和前期影响因子探讨[J] 热带气象学报，2001，17(2): 97- [2] 毕宝贵，章国材，李泽椿 2003 年淮河洪涝与西太平洋副高异常及成因的关系[J] 热带气象学报, 2004, 20(5): 505- [3] 张恒德, 陆维松, 高守亭，等 北极涡活动对同期及后期我国气温的影响[J] 南京气象学院学报, 2006, 29(4): 507- [4] 施能，朱乾根 北半球大气环流特征量的长期趋势及年代际变化[J] 南京气象学院学报, 1996, 19(3): 283- [5] 吴尚森，梁建茵 华南冬季异常冷月预测概念模型 II——大气环流、极冰、积雪等物理因子特征[J] 热带气象学报，2000，16(4): 289- [6] 刘传凤，高波 我国南方春季低温冻害气候及其大气环流特征[J] 热带气象学报，2001, 17(2): 179- [7] 时珍玲 九十年代以来江淮流域夏季典型旱涝成因分析[J] 气象，1996, 22(9)：35- [8] 孙力, 安刚 东亚地区春冬季与夏季大气环流异常相互关系的研究[J] 应用气象学报, 2002, 13(6): 650- [9] 黄嘉佑，刘舸，赵昕奕 副高、极涡因子对我国夏季降水的影响[J] 大气科学，2004，28(4): 517- [10] 彭维耿，陈楠 宁夏多、少沙尘暴年 4 月平均环流特征的对比分析[J] 高原气象, 2002, 21(6): 599- [11] 吴尚森，梁建茵，李春晖 南海夏季风强度与我国汛期降水的关系[J] 热带气象学报，2003，19(增刊)：25- [12] 李春，孙照渤 中纬度阻塞高压指数与华北夏季降水的联系[J] 南京气象学院学报，2003，26(4)：458- [13] 谭桂蓉，孙照渤 西太平洋副高与华北旱涝的关系[J] 热带气象学报，2004, 20(2): 206- [14] 李春，罗德海，方之芳，等 北极涛动年代际变化与华北夏季降水的联系[J] 南京气象学院学报，2005，28(6)：755- [15] 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stations in China provided by National Climate Center (NCC), the relationships among the northern polar vortex and the atmospheric circulation and SH during summer have been discussed and the joint effect of the polar vortex and SH on the precipitation in North China have been analyzed by means of composite analysis, correlative analysis and the SVD The results show that the activity of the northern polar vortex is not only subject to geopotential heights in high latitudes, but also closely related to the circulation in middle and low When the area and intensity of the polar vortex are anomalously large, the geopotential heights in the middle and low latitudes are much lower, so that the area and intensity of SH are the smaller, and the northern boundary of SH is more southward, especially for the change of the There is distinctively negative correlation between most indexes of polar vortex and factors of SH in Northern Hemisphere and transitional zones, while the polar vortex indexes are positively related to the northern boundary and ridge line indexes of SH in West Pacific and South China S Most indexes of the polar vortex, north boundary and ridge line of SH are positively related to summer precipitation in North China, while the area and intensity indexes of SH are negatively correlated with In particular, the precipitation in North China increases obviously when the polar vortex anomaly in Asia and Europe enlarges, SH in North Africa, Atlantic, and North America shrink and weaken, and SH in West Pacific and South China Sea jumps Key words：northern polar vortex；subtropical high；summer precipitation in North ChinaPDF created with pdfFactory trial version
火灾有认为，也有自然的，目前学界对于灾害的分类尚无统一方法。据笔者所知，有马宗晋先生的自然灾害七大类划分法，[1]宋乃平先生提出的灾害分类体系，[2]张波先生的农业灾害分类体系，[3]以及赵理真先生提出的人为灾害划分方法等，[4]此外还有人提出自然灾害的五类划分法。[5]各家对自然灾害的分类在某些方面表现出很大的差异。在对自然灾害的分类上有五分法、四分法、七分法等几种方法，灾种的类属也不尽相同。从各自的分类体系看，七分法、五分法难免同一灾种在不同灾类中复出的缺憾，而四分法又存在灾种遗漏现象，不能将繁杂多样的灾种囊括竭尽。这就涉及到分类方法的恰当与否、分类标准的统一与否、分类体系的完善与否等方面的问题。按照分类学的要求，灾害分类时灾种在类属之间的重复或遗漏现象是不应该出现的。有鉴于此，笔者提出灾害的三级分类体系。灾害的三级分类体系，就是把灾害按照灾型、灾类、灾种三级层次进行划分或归类。灾型为一级结构，灾类为二级结构，灾种为三级结构。灾害的三级分类体系，是建立在对灾害巨系统层次结构的认识之上的。系统是由各种既相区别又相联系的要素按一定的方式或结构组合而成的整体，具有层次结构的特征。地球本身就是一个巨系统，从结构层次上可以划分为大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等。作为地球巨系统组成部分的灾害，它本身也是一个复杂的系统。从影响范围上讲，它既涉及自然界的各个圈层，也涉及人类社会；从构成层次上看，在灾害的三级分类系统中，每一级结构都还存在着不同的次级结构，也就是亚型、亚类和亚种。就目前所知各灾种的性质而言，一般都包含致灾原因、成灾过程和为害后果三个方面。这是灾害共性之所在，因而据此可进行灾害分类的一级结构—灾型的划分。 一、灾型的划分 1、按灾因划分灾害的发生原因是多种多样的，根据各灾因在地球系统中所处位置的不同，可以归结为自然原因、社会原因和天文原因三大类，据此可把灾害划分为自然灾害型、社会灾害型、天文灾害型。2、按成灾过程划分从灾害发生过程看，一次灾害从发生到消失可分为孕育期、潜伏期、预兆期、暴发期、持续期、衰减期、平息期，[6]各个时期有长有短，而对人类影响最严重的时期是灾害的持续期。一般而言，持续期的长短与人类生命财产的损失是成正比的。因此，可以根据灾害持续期的长短把灾害划分为突变型、暂变型和缓变型灾害持续期为数小时或数日以内者为突变型，持续期为数十日至数月者为暂变型，持续期为数年、数十年甚至数十年以上者为缓变型。因为灾害本身就是一种异常或变异现象，故以“变”字来概括灾害发展过程的性质。3、按为害后果划分灾害的发生是一种自然现象，灾害的影响却是造成严重的社会危害，主要表现为生命和财产两个方面。有些灾害对人类的生命构成威胁，有些灾害造成财产损失，而更大一部分的灾害，其为害后果是两者兼而有之。因此，从灾害的成灾对象或为害后果上，可把灾害划分的三种类型：一为财产损失型，二为生命威胁型，三为生命财产危害型。4、灾型间关系按同一方法划分的灾型，它们之间是并列共存的关系，而不同方法划分的灾型，彼此之间没有并列共存关系，但可能具备部分藕合的性质。 二、灾类的划分 划分灾类就是对同一灾型内部各灾种根据某些性质的异同而进行的归类，性质不同或差异较大者另归他类。由于灾型的划分方法不一致，所得灾型也不相同，对灾类的划分也就难以统一地进行。从原则上讲，根据灾型内部各灾种在地球系统中所处的层次、灾害发生的地域范围以及灾害发生频率进行划分比较适宜。1、按灾害在地球系统中所处的层次划分这种方法适用于自然灾害型、天文灾害型和社会灾害型灾害的分类(表1)。自然灾害型灾害可根据灾种在自然界各圈层中的位置来进行分类，依次可分为气象类灾害、水文类灾害、地质类灾害和生物类灾害四大类。气象类灾害指发生于大气圈的各灾种；水文类灾害指发生于水圈的各灾种；地质类灾害指发生于岩石圈的各灾种；生物类灾害指发生于生物圈的各灾种。社会灾害型可划分为政治类灾害、经济类灾害、文化类灾害三类。政治类灾害指战争、犯罪、社会动乱等一系列社会问题，其影响层面主要在政治系统；经济类灾害指发生于经济系统(农业、工业、交通运输业、货币金融领域等等)中的各种灾害；文化类灾害指在文化领域泛滥成灾的各种问题或现象，天文型灾害可在更大的层次上(以太阳系为界)划分为地外灾害与宇宙灾害。地外灾害指发生于地球之外太阳系之中而对人类社会造成灾难事件的各种灾害；宇宙灾害指发生于太阳系之外而对人类社会造成灾难或产生不良影响的各种灾害。表1 灾害分类体系——I 2、按灾害发生的范围大小划分灾害发生、成灾的范围有大有小，因此它也可以做为灾类划分的一个标准。这种方法主要适用于生命威助型、财产损失型、生命财产危害型灾害的分类(表2)。生命威胁型灾害可根据受害人的数量多寡划分为群发类灾害和散发类灾害。群发类灾害指在一定时间内(<1天， 1月或1 年)使成百上千人受害的灾种或灾难性事件。散发类灾害指零星暴发、危害个别或少数人人身安全的灾种。财产损失型灾害可根据发生的地域范围进行划分，有村镇建筑设施类和土地植被类两类。村、镇建筑设施类指造成房倒屋塌、设施破坏的一系列灾害；土地植被类指侵害农田、森林、草场等的灾害。生命财产危害型灾害可根据成灾范围的大小划分为地区类灾害和局地类灾害两类。地区类灾害指使成片的地带受灾或跨区、跨省成灾的灾害；局地类灾害指在较小的范围发生、影响不过一市、一县或数县，且多是零星分布，不能成片、连带的成灾。表2 灾害分类体系——II 3、按灾害的发生频次进行划分灾害发生的频次有多有少，根据灾害在成灾地区复发的次数进行分类，也是一种可行的方法。这种划分法主要适用于突变型、暂变型和缓变型灾害的分类(表3)。突变型灾害破坏性大，可根据某个成灾区内重现的概率进行分类，划分为多发类灾害和偶发类灾害。多发类灾害指在一定时间内在某一灾区中多次重现的灾害；偶发类灾害指重现的可能性较小或重现的概率较低的灾害。暂变型灾害成灾面积大，后果严重。根据暂变型灾害在l年中的发生频次划分为复发类少害和单发类灾害。凡在l年中发生达到两次或两次以上者，为复发类；l年仅发生一次者，为单发类。缓变型灾害的成害过程漫长而持久，有的长达数十年，有的长达百年甚至数百年之久，故可根据一次灾害持续期的长短划分为世纪类灾害和历史类灾害。持续时间在百年以内者，为世纪类灾害，持续时间在百年以上者，为历史类灾害。表3 灾容分类体系(三) 4、灾类之间的关系如上所述，已有三种灾型划分方法，与之相对应的也有三种灾类划分方法。每一种方法均自成体系，不相混杂因而也就构成三种灾类分类体系，每一体系内部灾类之间的关系是并列共存关系，不同体系的灾类之间则可能存在部分藕合关系。 三、建立灾害分类体系的意义 灾害分类是灾害学研究的一项重要课题建立正确的灾害分类体系，对于进行灾害历史的研究、目前做好减灾防灾工作以及进行灾害的定量化研究等等都具有重要作用，特别是在进行灾情评估、灾害史料的定量化研究方面具有重要的指导意义。1、有助于灾情评估灾害评估是一项复杂的工作，它既涉及灾害的自然属性，也涉及灾害的社会属性。灾害的自然属性即灾害发生的强度和烈度，以灾级表示，不同灾种有不同的灾级计量方法；灾害的社会属性即灾害对人类的生命和财产破坏的程度，以灾度表示，各类、各种灾害应该有统一的灾度计量方法。以学科范围看，灾级属于气象学、水文地质学的范畴，灾度则属灾害学范畴。灾情评估应该包括灾级和灾度两个方面灾度计量可以参照表2进行，对这个问题，将作专文论述。2、有利于历史灾害史料的定量化分析根据表2进行灾度判定，将为历史灾害史料的定量化处理提供理论基础和适当的方法。历史灾害史料一般都包括人员伤亡和财产损失两项，可以根据不同时期社会承灾能力确立人员伤亡和财产损失双因子的灾度标准，进行历史灾害的灾度计算，然后进行历史灾害的定量化研究。[1] 全国重大自然灾害调研组《自然灾害与减灾600问答》P5，地震出版社，1990。[2] 宋乃平《灾害和灾害学体系及其研究方法》，《自然杂志》1992(3)。[3] 张波、李洪斌、冯风、张纶《农业灾害学刍论》，《西北农业大学学报》1993(2)。[4] 杜一主编《灾害与灾害经济》P83，中国城市经济社会出版社，1988。[5] 谢应齐编著《自然灾害与减灾防灾》P4－6，中国农业出版社，1995。[6] 郭强《论灾害行为》，《灾害学》1993(1)
极涡是北极中上层对流层和平流层大气的持续性大尺度气旋性环流,它的活动和变化控制着泛极地半永久性活动中心和副极地短时间尺度的气旋活动极涡强度变化直接关系到北极大气、海洋、海冰和生态环境,影响低层大气环流,影响副极地甚至中纬度天气中国第2次北极科学考察期间正是北极平流层中上层暖性反气旋性环流向冷性气旋性环流转变和极涡建立时期一些学者已通过平流层和对流层耦合机制的研究探索极涡变化对低层环流的作用平流层爆发性增暖对极涡变化影响早已引起人们关注本文概述我们对极涡的认识,总结近期有关极涡变化对低层环流的作用以及它对气候影响的机制研究的进展由于北极涡与副热带高压是两个影响我国天气气候变化的主要大气环流实体，两者紧密相联，且均对华北夏季降水有明显作用，本文使用 NCEP/NCAR 再分析资料、国家气候中心提供的 74 个大气环流因子及中国 160 站月降水资料，利用合成分析、相关分析及 SVD 等方法讨论了夏季北极涡与北半球大气环流及副热带高压的相互关系，分析了夏季北极涡及副高对华北降水的共同作用。结果表明：(1) 北极涡的变化不仅与高纬高度场密切相关，而且与中、低纬度环流紧密联系，当极涡异常偏大偏强，中、低纬地区位势高度均明显偏低，北半球副高的面积和强度易偏小，北界位置易偏南，其中副高强度的变化最大。(2) 各分区极涡因子与副高因子之间基本呈显著的负相关，而与西太平洋和南海副高的北界、脊线位置呈正相关。(3) 极涡指数、副高脊线及北界指数与华北降水之间以正相关为主，副高面积、强度指数与华北降水基本呈负相关。当亚洲和欧洲区极涡异常南扩，北非、大西洋、北美副高显著收缩减弱，西太平洋和南海副高明显北抬时，华北降水易增加。关 键 词：北极涡；副热带高压；华北夏季降水中图分类号：P466文献标识码：A 收稿日期: 2007-01-29; 修订日期：2008-05-28基金项目：国家自然科学基金委重点基金(40633015)；中国气象局新技术推广项目(北半球平流层爆发性增温与极涡活动对东亚对流层阻塞的影响)共同资助通讯作者: 张恒德，男，安徽含山人，博士，主要从事大气动力学研究。E-mail: 1 引言北极涡与副热带高压(简称副高)是影响我国天气气候变化的两个主要大气环流实体[1-3]。但极涡与副高对天气气候的影响并非孤立，而是相互配合、协同作用，极涡主要体现中高纬环流特征，副高很大程度上反映出中低纬大气环流的变化，且两者关系密切，有人将两者联系起来分析它们与大气环流的关系及对气候环境的影响。施能等[4]指出两者均增强的趋势是我国冬季气温长期趋势变化及年代际变化的一个直接原因。吴尚森等[5]把极涡与副高作为两个主要因子建立预测华南冬季异常冷月的模型。刘传凤等[6]认为亚洲极涡与西太平洋副高是南方低温冷害的主要因子。时珍玲[7]认为极涡与副高的强弱是导致江淮地区洪涝灾害或少雨干旱主要原因。梁建茵等[1]将两极极涡的强度变化和副高看作广东前汛期旱涝的主要预测因子。孙力等[8]分析了春季极涡和西太平洋副高对秋季东亚大气环流的影响。黄嘉佑等[9]发现综合研究两者对我国夏季降水的影响要比分别研究它们各自的影响效果更好，预报价值也更高。彭维耿等[10]还发现 4 月两者的变化对宁夏沙尘暴影响显著。上述研究均在诊断分析天气、气候及环境的演变过程中考虑到极涡、副高的变化，未能讨论两者的相互作用，因此，有必要探讨极涡与大气环流及副高的关系，从而更好地分析它们对天气气候的影响。华北降水主要集中在夏季，占全年降水总量的 3/4以上，近年来，人们对华北夏季降水作了大量研究，并指出季风活动[11]、阻塞高压[12]、西太平洋副高[13]、北极涛动[14]、南亚高压[15]、青藏高原热力异常[16]甚至南半球高纬环流异常[17]等均对华北夏季降水有一定的影响。这些结果给出了华北夏季降水的一些影响机理，对华北夏季旱涝的预报还有一定的指示意义，但未能将极涡与副高结合起来讨论它们共同对华北降水的作用。基于极涡与副高之间的紧密联系及两者对我国天气气候的显著影响，并结合华北夏季降水的重要性，若能弄清夏季北极涡与大气环流、副高的关系，并摸索出极涡与副高对华北夏季降水的共同影响，将有助PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 2 418热 带 气 象 学 报24 卷于加强对大气环流及华北夏季降水异常的机理分析，提高华北夏季降水的预测能力。2 资料和方法文中主要用到的资料包括：NCEP/NCAR的1950～2002年逐月再分析500 hPa高度场；中国气象局国家气候中心提供的1951～2002年74个大气环流因子及中国160 站月降水资料，从中选取承德、北京、天津、石家庄、德州、刑台、安阳、烟台、青岛、潍坊、济南、临沂、荷泽、郑州、长治、太原、临汾共17 个站代表华北地区。本文主要借助于合成分析、相关分析及SVD[18]等常规的统计方法来诊断分析极涡与副高的联系及它们对华北降水的影响。3 夏季北极涡与大气环流的相关性如图 1a 所示，极涡面积与位势高度场之间除在极区附近(70 °N 以北)存在弱的正相关外，在其它地区均呈现显著负相关，绝大部分地区能通过 01 的显著性检验。而从极涡强度与 500 hPa 位势高度的相关系数分布(图 1b)可看出，绝大部分地区表现为较强的负相关，中、低纬度更为显著，很多地区负相关系数可达-5，只有极少数地区呈现弱的正相关，相关系数仅为 1。这些说明，夏季北极涡对中、低纬度地区的环流形势影响相对显著，当北极涡面积、强度异常增大时，中、低纬地区位势高度通常偏低，反之亦然。有关夏季北极涡与大气环流之间关系可通过对位势高度场的合成分析得到进一步说明。根据夏季北极涡面积及强度标准化距平的变化曲线(图略)，将标准化距平≥0 的年份作为大值年，标准化距平≤-0 的年份看作小值年，分别可以得到夏季极涡面积和强度的大、小值年(表 1)。根据表 1 中列出的夏季极涡大小及强弱年份，分别对夏季的 850 hPa、500 hPa、200 hPa 位势高度场作为对流层低层、中层、高层进行了合成分析，重点讨论对流层中层(500 hPa)。表 1 夏季极涡面积及强度的大、小值年份面积大值11 年：1957、1958、1959、1960、1962、1963、1964、1965、1966、1968、1971 面积小值10 年：1951、1952、1981、1988、1989、1996、1998、1999、2000、2002 强度大值9 年：1961、1962、1963、1964、1965、1970、1976、1992、1994 强度小值 8 年：1952、1953、1954、1977、1993、1998、2000、2001图 1 1950～2002 年夏季 500 hPa 北极涡面积指数(a)、强度指数(b)与同期北半球(0～90 °N)500 hPa 位势高度之间的相关系数分布阴影区通过 1 的显著性检验。从图 2a、2b、2c 所示的北极涡面积大值、小值夏季 500 hPa 高度场合成及两者差值可以直观地看出，两者的中低纬地区高度差别较大，在极涡面积大的夏季，位势高度偏低，表征副高的 588 dgpm 线所围区域偏小，在西太平洋地区 588 dgpm 线几乎消失，而当极涡面积异常小时，西太平洋副高强势，且北抬程度较大；中纬度地区的位势高度值相差较大，极涡面积大的夏季高度值要低很多(如图 2c，不少地区差值达到40 gpm,甚至 60 gpm)，例如 570 dgpm 线主体位于 50 °N以南，而极涡面积小的夏季 570 dgpm 线基本处于 50 °N 以北；在高纬地区两者环流形势差别不显著，但高度值有较大差异，甚至超过 30 gpm。此外，从高度场距平合成分布(图略)可进一步得知，在极涡面积大的夏季，中高纬绝大部分地区为负距平区，中心位于东亚大陆；而当极涡面积异常小，亚欧大陆及阿拉斯加湾出现正距平中心，尤其在乌拉尔山和鄂霍次克海，PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 3 4 期张恒德等：夏季北极涡与副热带高压的联系及对华北降水的影响419 即亚欧大陆及阿拉斯加易出现阻塞形势。图 2 北极涡面积大值(a)、小值(b)夏季 500 hPa 北半球位势高度场合成及两者差值(c) 及北极涡强度大值(d)、小值(e)夏季 500 hPa 北半球位势高度场合成及两者差值(f) 由图 2d、2e、2f 分别所示的北极涡强度大值、小值夏季 500 hPa 高度场合成及两者差值可知，在极涡强度大的夏季，中低纬位势高度偏低，表征副高特征的 588 dgpm 线的范围要小得多，副高强度也明显偏弱，西太平洋地区的 588 dgpm 线已消失；两者的中纬度环流形势相差不明显，但高度值有较大差异(图 2f)；在高纬地区，若极涡强度异常偏大，位势高度普遍要低，例如 546 线所围的区域要大得多，中心值低于 540 PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 4 420热 带 气 象 学 报24 卷dgpm，极涡强度大值与小值年夏季绝大多数高纬地区位势高度差值均在 30 gpm 以上(图 2f)。高度场距平合成(图略)进一步反映出，极涡强度大的夏季，除加拿大以外，北半球位势高度基本表现出负距平，在中、高纬地区，中心值达-30 gpm；而在极涡强度小的夏季，欧洲西北部以外的北半球大部分区域均出现正距平，中、高纬不少地区的正距平均在 20 gpm 以上。由于大气的斜压性，850 hPa 及 200 hPa 高度场合成与 500 hPa 高度的结果存在一定差异，但总体趋势相同。由此可知，夏季北极涡的变化不仅与高纬度位势高度场密切相关，且与中、低纬度环流也有着紧密联系，500 hPa 北极涡的面积及强度对北半球整个对流层的大气环流均有显著影响，尤其对中纬度的阻塞、中低纬度的副热带高压有较强作用。基于夏季北极涡与大气环流相互关系的合成分析初步结果，下面将重点分析北极涡与副热带高压间的相互关系。4 夏季北极涡与副高之间的关系根据副热带高压常出现的地理位置，在国际上通常将北半球副高(5 °E～360 °)划分为以下几个部分进行研究：印度副高(65～95 °E)、西太平洋副高(110 °E～180 °)、东太平洋副高(175～115 °W)、北非大西洋北美副高(110～60 °E)，最后一部分又可划分为北美副高(110～60 °W)、大西洋副高(55～25 °W) 、北非副高(20 °W～60 °E)，其中对我国影响最显著的是西太平洋副高，国内有关副高的研究主要也是针对西太平洋地区。我国对极涡也作了相应分区，即Ⅰ区(60～150 °E)、Ⅱ区(150 °E～120 °W)、Ⅲ区(120～30 °W)、Ⅳ区(30 °W～60 °E)。国家气候中心提供了北半球及各分区的副热带高压指数及北极涡指数。各副高指数在本文中标号为1～45，其中，1～11 为副高面积指数，依次对应北半球、北非、北非大西洋北美、印度、西太平洋、东太平洋、北美、大西洋、南海、北美大西洋、太平洋副高；12～22 为相应的副高强度指数；23～33 为对应的副高脊线指数；34～44 为相应的副高北界指数；45为西太平洋副高西伸脊点指数。图 2 反映当北极涡面积、强度异常偏大时，则副高面积偏小，且主体位置南退；反之当北极涡面积和强度异常偏小时，副高面积易偏大，且主体位置北进。经计算可得，夏季北半球极涡面积指数与副高面积、强度、脊线及北界指数均成显著的负相关，系数分别为-45、-52、-43、-49，至少达到 99%信度水平的显著性检验；北半球极涡强度指数与副高面积、强度、脊线及北界指数之间也存在显著的负相关，系数分别为-43、-51、-24、-34，要比极涡面积与副高的相关性稍弱一些；总体看来，极涡对副高的强度影响最明显，对脊线位置影响最弱。这进一步表明，当北极涡异常扩张增强，副高会收缩、减弱、南退；反之亦然，若北极涡异常收缩减弱，副高则明显扩大、增强、北抬。这大体可解释为：当北半球极涡面积异常偏大、强度显著偏强时，中高纬地区位势高度明显偏低，特征等高线偏南，副热带锋区也异常南压，中低纬地区的位势高度普遍偏低，反映副高的 588 dgpm 线主体也偏小、偏南，即北半球副高面积偏小、强度偏弱、位置也偏南；反之，当北半球副高面积异常偏大、强度偏强、位置偏北时，副热带地区，即中低纬(这里指 10～40 °N)地区的位势高度相对偏高，则北半球极涡的南界特征等高线位置偏北，且中纬度地区位势高度偏大，因此极涡的面积和强度易偏小。由于海陆分布及地形高低差异，北半球位势高度并非在纬圈上均匀分布，不同区域的极涡与副高差别较大，极涡与副高之间的相关性在不同区域存在较大差异，有必要进行分区讨论。为此对夏季极涡与副高作 SVD 分解，从而充分了解不同区域极涡与副高的关系， SVD 分解的具体构造为：将极涡指数作为左要素场，变量顺序分别为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、北半球面积、Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、北半球强度，并依次称为极涡因子 1、2、……、10；将副高指数作为右要素场，变量顺序为前面已经提到的 45 个副高指数，依次为副高因子 1、2、……、45。将夏季极涡与副高作 SVD 所得的前 3 对模态的方差贡献百分率分别为 5、1、7，第 1 模态的方差贡献百分率明显高于其它模态，占绝对主导地位，第1 模态基本上能反映出极涡与副高的相互关系。另外，前 3 对模态的左右奇异向量的时间系数之间的相关系数分别为 69、63、40，均在 40 以上，表明极涡与副高的典型变量场之间总体相关性较强，尤其是第 1 模态相关性很高。因此，可取 SVD 所得的第 1 模态结果来分析。极涡指数与副高指数作 SVD 所得第 1模态的左异相关系数依次为：-58、-47、-24、-31、-60、-54、-49、-36、-27、-61。这些系数符号一致，均可通过 95%信度的显著性检验，表明所有的极涡因子对副高起同位相的作用，最显著的两个因子为北半球极涡面积及强度，其次为 I 区极涡面积和强度。由图 3 所示的右场异性相关系数可知，除副高因子 27、31、38、42、45 对应的系数为负外(且不能通过显著性检验)，其它因子的系数符号均为正，通过 10、05、01、001 显著性水平检验的副高因子个数分别达到 31、27、22、15，其中副高因子 2、3、7、10、13、14、18，即北非、北非大西洋北美、北美副高的面积和强度及北美大西洋副高面积，对极涡异常的响应最强烈，系数值均达到 6 以上。因此结合左、右异性相关系数可知，北半球及各分区极涡的面积及强度与北半球及各分区副高的面积、强度、PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 5 4 期张恒德等：夏季北极涡与副热带高压的联系及对华北降水的影响421 脊线及北界等大多数因子之间基本呈显著的负相关，即当北半球及各分区极涡面积及强度异常偏小时，北半球及各分区大多数副高指数易偏大(小)，特别是亚洲区及北半球极涡与北非、北美、北美大西洋一带副高之间呈现显著的负相关性。-3-2-7147101316192225283134374043图 3 夏季极涡与同期副热带高压 SVD 所得第 1 模态的右场异性相关系数横坐标 1～45 表示副高因子 1～45，纵坐标为相应系数。5 对华北夏季降水的影响副高与极涡是大气环流中非常重要的两个系统，共同影响华北夏季降水，为此将夏季极涡、副高因子与华北降水作 SVD 分解。具体做法：将上一节中提及的夏季极涡因子 1～10 作为左场要素 1～10，副高因子 1～45 随之作为左场要素 11～55，同期华北 17 站降水作为右场要素，进行 SVD 分解。所得的前 3 对模态左右奇异向量的时间系数之间的相关系数分别为52、42、56，说明总体相关性较强。而前 3 对模态的方差贡献百分率分别为 2、7、1，第 1 模态的占绝对主导地位，基本上反映出极涡和副高与华北夏季降水的关系。因此，可取第 1 模态结果来分析。图 4 为第 1 模态左异相关系数(横坐标 1～10 对应极涡因子 1～10、11～55 对应副高因子 1～45)，总体上看，系数 1～10 及 32～54 以正为主，系数 11～32及 45、46、55 基本为负。图 4 中编号为 1、4、5、8、9、11、12、13、17、18、20、22、23、24、37、41、48、52 的因子对华北夏季降水影响显著，其中异性相关系数可通过 05 的显著性水平检验的因子有：亚洲、欧洲区及北半球极涡面积(因子 1、4、5)，北半球、北非、北非大西洋北美副高面积及强度(因子 11、12、13、22、23、24)，大西洋、北美大西洋副高面积(因子 18、20)，西太平洋、南海副高脊线及北界(因子 37、41、48、52)。华北地区承德、北京、天津、石家庄、德州、刑台、安阳、烟台、青岛、潍坊、济南、临沂、荷泽、郑州、长治、太原、临汾等站对应的第 1 模态右场异性相关系数依次为 11、13、28、20、29、24、26、40、49、24、15、27、39、23、37、12、25。此 17 个系数符号均为正，说明华北 17站夏季降水的年际变化位相基本相同，受极涡与副高因子的影响也较一致。结合这 17 个系数与图 4 所示的左异相关系数可知，极涡各指数、副高脊线及北界指数与华北降水之间以正相关为主(除去Ⅲ区强度、北非副高北界、北非大西洋北美副高北界、西太平洋副高西伸脊点等主要指数)，副高面积、强度指数与华北降水大多成负相关。因此，当极涡显著南扩加强、副高明显收缩减弱，尤其当亚洲和欧洲区极涡异常南扩、北非大西洋北美副高显著收缩减弱、西太平洋和南海副高明显北抬，华北夏季降水易偏多；反之，若极涡收缩减弱，副高增强，华北夏季降水则易偏少。-5-4-3-2-41 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51图 4 夏季极涡因子及副热带高压因子与华北(17 站)降水作 SVD 所得第 1 模态的左场异性相关系数横坐标 1～10 对应极涡因子 1～10、11～55 对应副高因子1～45，纵坐标为相应系数，虚线的值分别为 24 和-24。这种夏季极涡与副高对华北降水的影响主要可概括认为：夏季极涡的扩展增强通常可以从高纬地区带来大量的冷空气，这些冷空气与华北地区的暖气团相汇，易形成冷锋或华北准静止锋，若水汽充足，从而引起明显降水。另外，极涡的扩展、增强、南压通常会伴随副高收缩、减弱、南退，进一步利于华北降水；而当副高显著扩张、增强、北抬时，华北地区受高压控制，这本身就不利于该地区降水，另一方面这种高压长期控制还抑制极涡的扩展南伸，造成南下的冷空气不足，不易形成锋面，更加不利于降水。6 小结与讨论极涡与副热带高压是影响我国天气气候变化的两个主要大气环流实体，两者紧密相联，均对华北夏季降水有显著影响。(1) 北极涡的变化不仅与高纬度位势高度密切相关，且与中低纬度环流紧密联系，当极涡异常偏大偏强，这些地区位势高度均明显偏低，北半球副高的面积和强度易偏小，北界位置易偏南，其中副高强度的变化最大。PDF created with pdfFactory trial version --------------------------------------------------------------------------------Page 6 422热 带 气 象 学 报24 卷(2) 各分区极涡因子与副高因子之间基本呈显著的负相关，而与西太平洋和南海副高的北界、脊线位置呈正相关。(3) 极涡指数、副高脊线及北界指数与华北降水之间以正相关为主，副高面积、强度指数与华北降水基本呈负相关。当亚洲和欧洲区极涡异常南扩，北非、大西洋、北美副高显著收缩减弱，西太平洋和南海副高明显北抬时，华北降水易增加。参 考 文 献：[1] 梁建茵，吴尚森 广东省汛期旱涝成因和前期影响因子探讨[J] 热带气象学报，2001，17(2): 97- [2] 毕宝贵，章国材，李泽椿 2003 年淮河洪涝与西太平洋副高异常及成因的关系[J] 热带气象学报, 2004, 20(5): 505- [3] 张恒德, 陆维松, 高守亭，等 北极涡活动对同期及后期我国气温的影响[J] 南京气象学院学报, 2006, 29(4): 507- [4] 施能，朱乾根 北半球大气环流特征量的长期趋势及年代际变化[J] 南京气象学院学报, 1996, 19(3): 283- [5] 吴尚森，梁建茵 华南冬季异常冷月预测概念模型 II——大气环流、极冰、积雪等物理因子特征[J] 热带气象学报，2000，16(4): 289- [6] 刘传凤，高波 我国南方春季低温冻害气候及其大气环流特征[J] 热带气象学报，2001, 17(2): 179- [7] 时珍玲 九十年代以来江淮流域夏季典型旱涝成因分析[J] 气象，1996, 22(9)：35- [8] 孙力, 安刚 东亚地区春冬季与夏季大气环流异常相互关系的研究[J] 应用气象学报, 2002, 13(6): 650- [9] 黄嘉佑，刘舸，赵昕奕 副高、极涡因子对我国夏季降水的影响[J] 大气科学，2004，28(4): 517- [10] 彭维耿，陈楠 宁夏多、少沙尘暴年 4 月平均环流特征的对比分析[J] 高原气象, 2002, 21(6): 599- [11] 吴尚森，梁建茵，李春晖 南海夏季风强度与我国汛期降水的关系[J] 热带气象学报，2003，19(增刊)：25- [12] 李春，孙照渤 中纬度阻塞高压指数与华北夏季降水的联系[J] 南京气象学院学报，2003，26(4)：458- [13] 谭桂蓉，孙照渤 西太平洋副高与华北旱涝的关系[J] 热带气象学报，2004, 20(2): 206- [14] 李春，罗德海，方之芳，等 北极涛动年代际变化与华北夏季降水的联系[J] 南京气象学院学报，2005，28(6)：755- [15] 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stations in China provided by National Climate Center (NCC), the relationships among the northern polar vortex and the atmospheric circulation and SH during summer have been discussed and the joint effect of the polar vortex and SH on the precipitation in North China have been analyzed by means of composite analysis, correlative analysis and the SVD The results show that the activity of the northern polar vortex is not only subject to geopotential heights in high latitudes, but also closely related to the circulation in middle and low When the area and intensity of the polar vortex are anomalously large, the geopotential heights in the middle and low latitudes are much lower, so that the area and intensity of SH are the smaller, and the northern boundary of SH is more southward, especially for the change of the There is distinctively negative correlation between most indexes of polar vortex and factors of SH in Northern Hemisphere and transitional zones, while the polar vortex indexes are positively related to the northern boundary and ridge line indexes of SH in West Pacific and South China S Most indexes of the polar vortex, north boundary and ridge line of SH are positively related to summer precipitation in North China, while the area and intensity indexes of SH are negatively correlated with In particular, the precipitation in North China increases obviously when the polar vortex anomaly in Asia and Europe enlarges, SH in North Africa, Atlantic, and North America shrink and weaken, and SH in West Pacific and South China Sea jumps Key words：northern polar vortex；subtropical high；summer precipitation in North ChinaPDF created with pdfFactory trial version
大气科学进展是SCI收录期刊，国内大气科学领域时最好的，其他的气象学报与大气科学差不多，好于另外两个。版面费是都要收的，但是如果没有资助的话可以申请减免，能不能成就看运气了～
（2016版）复合影响因子：585（2016版）综合影响因子：512
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