INTERANNUAL VARIATION OF WINTER QUASI-STATIONARY FRONT OVER SOUTH CHINA AND ITS IMPACT ON EAST ASIAN CLIMATE
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摘要: 基于JRA55再分析资料、观测的降水量和海表温度等数据，利用统计诊断方法分析了华南冬季气候准静止锋的主要变异特征，并探讨了其与环流、海温及东亚气候的联系。华南冬季气候准静止锋的主要变异模态表现为强度变异模态和经向位置变异模态，它们以年际变化为主。类东部型ENSO海温异常及热带中西印度洋海温异常对华南准静止锋强度的年际变异有显著影响；而类中部型ENSO海温异常型显著影响着华南气候准静止锋的南北位置。华南冬季准静止锋的强度变异对东亚副热带地区的降水、以及我国东部内陆地区的近地面气温有显著影响；华南冬季准静止锋南北位置变异则显著影响我国江淮流域降水、以及我国华南至东南沿海一带的近地面气温。华南冬季准静止锋的强度变异模态对东亚的降水和近地面气温的影响范围较位置变异模态都要大。Abstract: Based on the JRA55 reanalysis data, observed precipitation and sea surface temperature (SST) data, this study has investigated the spatio-temporal variation features of the winter quasi-stationary front (WQF) over South China, and explored their linkage with circulation, SST and East Asian climate by conducting statistical diagnosis. The first two leading modes of WQF over South China are associated with intensity variation and meridional position variation, respectively, and mainly present interannual variation. The intensity variation mode (IVM) is mainly regulated by the collaboration of the eastern type of ENSOlike SST anomalies and the SST anomalies on the central-western tropical Indian Ocean. The meridional position variation mode (MPVM) is modulated by the central type of ENSO-like SST anomalies. The IVM may lead to abnormal precipitation over subtropical East Asia and abnormal surface air temperature over the inland area of eastern China while the MPVM induces abnormal precipitation over the Yangtze-Huaihe valley and abnormal surface air temperature over South China and the southeast coast of China. Compared with the MPVM, the IVM has greater influence on the precipitation and surface air temperature over East Asia.
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图 1 1989—2018年冬季平均沿110 °E的假相当位温(实线，K)和气温(虚线，℃)剖面图(a，两条红色实线指示准静止锋锋区所在范围)，850 hPa假相当位温经向梯度∂θse/∂y(填色，℃ /(100 km))和风场分布(b)
图 2 850 hPa假相当位温经向梯度场EOF分解的前三个模态
a~c为第1、2和3模态的空间特征向量(填色，单位：℃/(100 km)；等值线表示气候平均的假相当位温经向梯度极值区即锋区位置)；d~f为第1、2和3模态的时间系数。
图 3 标准化PC1与冬季变量的回归场
a. 850 hPa水平风场(流线，单位：m/s)、700 hPa垂直速度(等值线，单位：Pa/s)；b. 沿110 °E垂直剖面的经圈环流(由经向速度(单位：m/s)和垂直速度(-50)×Pa/s组成的矢量)，及假相当位温(等值线，单位：K)；c. 300 hPa位势高度场(等值线，单位：gpm)；d. 海平面气压(等值线，单位：Pa)；e. 冬季降水量(等值线，单位：mm)；f. 冬季平均近地面气温(等值线，单位：K) 和925 hPa水平风场。填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)和黑色箭头分别表示各等值线变量和风场回归系数通过95%信度检验。
图 4 标准化PC1与冬季变量的回归场
a. 925 hPa温度平流(等值线，单位：10-5 ℃/s)；b. 整层积分水汽通量(矢量，单位：kg/(m·s))及其散度(等值线，单位：10-5 kg/(m2·s))。黑色矢量表示整层水汽通量回归系数通过95%信度检验；填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)表示各等值线变量回归系数通过95%信度检验。
图 5 冬季平均的850 hPa经向风v分别与标准化PC1(a)、PC2(b)的回归系数场(单位：m/s)
填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)表示各等值线变量回归系数通过95%信度检验区域。
图 8 PC1(a)和PC2(b)分别与冬季平均850 hPa风场(矢量，单位：m/s)和海表面温度SST(填色，单位：℃)的回归场
打点区表示海表面温度(SST)回归系数通过90%信度检验；黑色矢量箭头表示对应变量回归系数通过90%信度检验。
图 9 标准化PC1与冬季变量的回归场
a. 850 hPa辐散风(矢量，单位：m/s)、速度势函数(等值线，单位：105 m2/s)和500 hPa垂直速度(填色，单位：Pa/s)；b. 200 hPa辐散风(矢量，单位：m/s)、速度势函数(等值线，单位：105 m2/s)和200 hPa辐散场(填色)；c. 850~200 hPa厚度场(等值线，单位：gpm)。填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)、黑色矢量箭头表示对应变量回归系数通过95%信度检验。
图 10 标准化PC2与冬季变量的回归场
a. 850 hPa辐散风(矢量，m/s)、速度势函数(等值线，单位：105m2/s)和500 hPa垂直速度(填色)；b. 200 hPa辐散风(矢量，单位：m/s)、速度势函数(等值线，单位：105 m2/s)和200 hPa辐散场(填色)；c. 沿120 °E的经圈环流(矢量)和p坐标垂直速度(等值线，单位：10-2 Pa/s)。a~c填色区(橙色和蓝色分别为正、负值区)、a~b黑色矢量箭头表示对应变量回归系数通过95%信度检验。
表 1 PC1和PC2与冬季关键区SST的相关系数
海区 热带西太平洋
(130~150 °E，10 °S ~10 °N)Niño3
(150~90 °W，5 °S~5 °N)Niño4
(160 °E~150 °W，5 °S~5 °N)热带印度洋
(40~100 °E，10 °S~10 °N)$ \mathrm{PC} 1 $ -0.17 $ 0.35^{*} $ 0.20 $ 0.43^{* *} $ $ \mathrm{PC} 2 $ $ -0.43^{* *} $ 0.19 $ 0.41^{* *} $ 0.16 注：“*”表示通过90%信度检验；“**”表示通过95%信度检验。 
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