ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響：機(jī)制與診斷分析一、引言1.1研究背景與意義在全球氣候系統(tǒng)中，東亞副熱帶西風(fēng)急流（EastAsianSubtropicalWesterlyJet，EASWJ）扮演著舉足輕重的角色，是中緯度東亞季風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵成員之一。這是一股位于對(duì)流層上部的強(qiáng)而窄的高速氣流帶，主要活動(dòng)于東亞-西太平洋地區(qū)北部，其核心位置大致在200-300hPa高度層。東亞副熱帶西風(fēng)急流的位置、強(qiáng)度和形狀并非一成不變，這些變化會(huì)引發(fā)大范圍的環(huán)流異常，進(jìn)而對(duì)東亞地區(qū)的大氣環(huán)流、季節(jié)轉(zhuǎn)換、天氣氣候等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。從大氣環(huán)流角度來看，東亞副熱帶西風(fēng)急流與高空鋒區(qū)相互配合，共同控制著移動(dòng)性風(fēng)暴系統(tǒng)的路徑。在風(fēng)暴路徑上，氣旋或反氣旋的生成、發(fā)展以及與其他緯度環(huán)流系統(tǒng)的相互作用，都會(huì)受到其影響。例如，當(dāng)西風(fēng)急流位置異常偏北時(shí)，風(fēng)暴系統(tǒng)的路徑也會(huì)相應(yīng)北移，導(dǎo)致東亞地區(qū)的天氣形勢發(fā)生改變。在季節(jié)轉(zhuǎn)換方面，它的經(jīng)向移動(dòng)直接決定著東亞雨帶北進(jìn)南退的季節(jié)變化過程。當(dāng)西風(fēng)急流南移時(shí)，東亞雨帶也隨之南移，使得江南地區(qū)降水增多；反之，當(dāng)西風(fēng)急流北移，雨帶北抬，華北地區(qū)降雨可能增多。在天氣氣候方面，西風(fēng)急流的異常變化與極端強(qiáng)降水、強(qiáng)對(duì)流雷暴活動(dòng)、寒潮過程、暴風(fēng)雪等劇烈天氣過程緊密相關(guān)。在某些年份，西風(fēng)急流的異常波動(dòng)可能導(dǎo)致冷空氣勢力增強(qiáng)，從而引發(fā)寒潮，給東亞地區(qū)帶來大幅降溫、大風(fēng)和降雪等惡劣天氣。厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ElNi?o-SouthernOscillation，ENSO）事件則是全球氣候變化中最為顯著的年際信號(hào)，也是熱帶太平洋大尺度海氣相互作用產(chǎn)生的準(zhǔn)周期性振蕩現(xiàn)象。它主要表現(xiàn)為熱帶中東太平洋海表溫度（SeaSurfaceTemperature，SST）的異常變化，當(dāng)Nino3.4區(qū)域（5°S-5°N，170°-120°W）3個(gè)月滑動(dòng)平均海溫指數(shù)達(dá)到或超過0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，判定為一次厄爾尼諾事件；當(dāng)該指數(shù)低于-0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，則為拉尼娜事件。厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，赤道東太平洋地區(qū)的海溫異常升高，信風(fēng)減弱，沃克環(huán)流異常，進(jìn)而引發(fā)全球氣候異常。南美洲沿岸地區(qū)原本干旱的氣候變得多雨，容易發(fā)生洪澇災(zāi)害；而西太平洋地區(qū)則出現(xiàn)干旱。拉尼娜事件則與厄爾尼諾事件相反，會(huì)導(dǎo)致全球氣候出現(xiàn)反向異常。ENSO事件的影響范圍極為廣泛，通過大氣遙相關(guān)，如哈得萊環(huán)流和沃克環(huán)流等海洋與大氣的遙相關(guān)作用，重新分配全球范圍內(nèi)的熱通量和水汽通量，從而對(duì)全球的天氣與氣候、生態(tài)環(huán)境、人類社會(huì)活動(dòng)等產(chǎn)生重要影響。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，ENSO事件引發(fā)的氣候異常可能導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。在厄爾尼諾年，東南亞地區(qū)降水減少，干旱嚴(yán)重，使得水稻等農(nóng)作物生長受到嚴(yán)重影響。在水資源方面，降水的異常分布會(huì)導(dǎo)致一些地區(qū)水資源短缺，而另一些地區(qū)則面臨洪澇災(zāi)害，給水資源管理帶來巨大挑戰(zhàn)。在能源領(lǐng)域，極端氣候條件下，對(duì)電力、供暖等能源的需求也會(huì)發(fā)生變化，影響能源供應(yīng)和調(diào)配。深入研究ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響，對(duì)于提升氣候預(yù)測水平和深化對(duì)氣候系統(tǒng)的理解具有不可估量的重要意義。在氣候預(yù)測方面，ENSO事件是東亞氣候重要的可預(yù)報(bào)性來源。準(zhǔn)確把握ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響規(guī)律，有助于提前預(yù)測東亞地區(qū)的氣候異常，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理、能源調(diào)配等提供科學(xué)依據(jù)。通過對(duì)歷史上ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流變化關(guān)系的研究，建立相關(guān)的預(yù)測模型，能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測未來氣候趨勢，幫助人們提前做好應(yīng)對(duì)措施，減少氣象災(zāi)害帶來的損失。在深化對(duì)氣候系統(tǒng)理解方面，ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流之間的相互作用是氣候系統(tǒng)中復(fù)雜的海-氣-陸相互作用的一個(gè)縮影。研究二者關(guān)系可以幫助我們更好地理解氣候系統(tǒng)中各要素之間的相互聯(lián)系和反饋機(jī)制，為全面認(rèn)識(shí)全球氣候變化提供關(guān)鍵線索。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀關(guān)于ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響，國內(nèi)外學(xué)者已開展了大量研究，取得了豐富成果。在國外，一些學(xué)者著重從大氣環(huán)流異常角度展開研究。他們通過分析歷史氣象數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)ENSO事件發(fā)生時(shí)，熱帶太平洋地區(qū)的海溫異常會(huì)引發(fā)大氣環(huán)流的顯著調(diào)整，進(jìn)而對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流產(chǎn)生影響。當(dāng)厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶中東太平洋海溫異常升高，這會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域的對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，上升氣流加強(qiáng)。這種異常的對(duì)流活動(dòng)會(huì)激發(fā)大氣中的遙相關(guān)波列，如太平洋-北美（PNA）遙相關(guān)型和太平洋-日本（PJ）遙相關(guān)型。這些遙相關(guān)波列會(huì)使得東亞地區(qū)的大氣環(huán)流形勢發(fā)生改變，進(jìn)而影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的位置和強(qiáng)度。有研究表明，在厄爾尼諾冬季，東亞副熱帶西風(fēng)急流位置可能會(huì)偏南，強(qiáng)度也會(huì)有所變化，這是由于PNA遙相關(guān)型導(dǎo)致東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生異常，使得西風(fēng)急流受到影響。國內(nèi)學(xué)者則多聚焦于ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流的關(guān)系，以及這種關(guān)系對(duì)我國氣候的影響。有學(xué)者利用多年的氣象觀測數(shù)據(jù)，通過合成分析和相關(guān)分析等方法，深入研究了不同ENSO位相下東亞副熱帶西風(fēng)急流的變化特征。研究發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾年冬季，200hPa東亞副熱帶西風(fēng)急流在急流出口區(qū)緯向風(fēng)有正距平，急流增強(qiáng)東擴(kuò)；拉尼娜年冬季，急流在急流出口區(qū)緯向風(fēng)有負(fù)距平，急流減弱西移。在夏季，厄爾尼諾年急流增強(qiáng)，主要在急流區(qū)內(nèi)的偏南部緯向風(fēng)有正距平；拉尼娜年急流減弱，主要在急流區(qū)內(nèi)的偏南部緯向風(fēng)有負(fù)距平。這些變化與我國降水分布和氣溫異常密切相關(guān)，當(dāng)西風(fēng)急流位置和強(qiáng)度異常時(shí)，我國不同地區(qū)的降水和氣溫也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的異常變化，在西風(fēng)急流位置偏南的年份，我國南方地區(qū)降水可能偏多，北方地區(qū)降水可能偏少。然而，當(dāng)前研究仍存在一些不足之處。一方面，盡管已明確ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流有影響，但影響機(jī)制尚未完全明晰。雖然知道海溫異常會(huì)引發(fā)大氣環(huán)流異常，進(jìn)而影響西風(fēng)急流，但具體的物理過程和反饋機(jī)制還存在諸多爭議。例如，對(duì)于熱帶太平洋海溫異常如何通過遙相關(guān)波列精確影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的動(dòng)力過程，不同研究之間存在差異，缺乏統(tǒng)一且深入的認(rèn)識(shí)。另一方面，研究多集中在ENSO事件的典型模態(tài)對(duì)西風(fēng)急流的影響，而對(duì)于ENSO事件的多樣性和復(fù)雜性，以及不同類型ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流影響的差異研究較少。新型ENSO事件，如中太平洋型厄爾尼諾，其對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響可能與傳統(tǒng)的東太平洋型厄爾尼諾有所不同，但目前相關(guān)研究還十分有限。此外，在研究ENSO事件對(duì)西風(fēng)急流的影響時(shí)，對(duì)其他可能的影響因素，如北極海冰、青藏高原積雪等的綜合考慮不足，這些因素與ENSO事件可能存在相互作用，共同影響東亞副熱帶西風(fēng)急流，但目前對(duì)此的研究還不夠系統(tǒng)和全面?；谝陨涎芯楷F(xiàn)狀和不足，本文旨在通過更全面、深入的診斷分析，進(jìn)一步探究ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響，明確不同類型ENSO事件的具體影響差異，深入剖析影響機(jī)制，并綜合考慮其他相關(guān)因素的作用，以期為東亞地區(qū)的氣候預(yù)測和研究提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究的核心目標(biāo)在于深入剖析ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響機(jī)制，揭示二者之間復(fù)雜的相互作用關(guān)系，從而為東亞地區(qū)氣候預(yù)測和氣候變化研究提供更為堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容主要涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響特征分析：全面收集和整理長時(shí)間序列的氣象數(shù)據(jù)，包括NCEP/NCAR再分析資料等，運(yùn)用合成分析方法，分別針對(duì)厄爾尼諾和拉尼娜事件發(fā)生期間，東亞副熱帶西風(fēng)急流在強(qiáng)度、位置和范圍等方面的變化特征進(jìn)行細(xì)致的研究。在強(qiáng)度方面，通過計(jì)算特定區(qū)域內(nèi)緯向風(fēng)的平均值，對(duì)比不同ENSO位相下西風(fēng)急流強(qiáng)度的差異，明確厄爾尼諾和拉尼娜事件分別是如何使西風(fēng)急流增強(qiáng)或減弱的。在位置方面，分析西風(fēng)急流軸線的經(jīng)向和緯向位移，探究其在不同ENSO事件下的移動(dòng)規(guī)律，確定是向北、向南、向東還是向西偏移。在范圍方面，研究西風(fēng)急流在水平方向上的擴(kuò)展或收縮情況，以及垂直方向上的高度變化，了解其影響區(qū)域的變化特征。同時(shí)，利用相關(guān)分析方法，定量研究ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流各變化特征之間的相關(guān)性，明確它們之間相互聯(lián)系的緊密程度。ENSO事件影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的物理機(jī)制探討：從海-氣相互作用的角度出發(fā)，深入分析熱帶太平洋海溫異常在ENSO事件發(fā)生時(shí)的具體情況，及其如何通過激發(fā)大氣遙相關(guān)波列，如PNA遙相關(guān)型和PJ遙相關(guān)型等，進(jìn)而影響東亞地區(qū)的大氣環(huán)流形勢，最終對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流產(chǎn)生作用。當(dāng)厄爾尼諾事件導(dǎo)致熱帶中東太平洋海溫異常升高時(shí)，該區(qū)域?qū)α骰顒?dòng)增強(qiáng)，上升氣流加強(qiáng)，這種異常對(duì)流活動(dòng)會(huì)激發(fā)大氣中的遙相關(guān)波列。通過分析這些遙相關(guān)波列的傳播路徑、強(qiáng)度變化以及它們與東亞地區(qū)大氣環(huán)流的相互作用，揭示它們是如何改變東亞上空的位勢高度場、溫度場和濕度場等，從而影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的形成和維持機(jī)制。研究ENSO事件引發(fā)的大氣環(huán)流異常對(duì)東亞地區(qū)熱量和水汽輸送的影響，以及這些因素在西風(fēng)急流變化過程中的反饋?zhàn)饔?，進(jìn)一步明確ENSO事件影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的物理過程。基于多種診斷分析方法的綜合研究：綜合運(yùn)用多種診斷分析方法，如波作用通量診斷、能量收支分析等，從不同角度深入研究ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響。波作用通量診斷可以用于分析大氣波動(dòng)的傳播和能量輸送，通過計(jì)算波作用通量，了解在ENSO事件影響下，大氣波動(dòng)是如何從熱帶地區(qū)傳播到東亞地區(qū)，進(jìn)而影響西風(fēng)急流的。能量收支分析則通過研究大氣系統(tǒng)的能量收支平衡，分析在ENSO事件期間，東亞副熱帶西風(fēng)急流區(qū)域的能量來源、消耗和轉(zhuǎn)換情況，揭示能量變化在西風(fēng)急流變化中的作用。結(jié)合數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，利用先進(jìn)的氣候模式，如CAM（CommunityAtmosphereModel）等，設(shè)置不同的ENSO強(qiáng)迫條件，模擬在ENSO事件影響下東亞副熱帶西風(fēng)急流的變化過程，驗(yàn)證和補(bǔ)充基于觀測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，更直觀地展示ENSO事件對(duì)西風(fēng)急流的影響過程和機(jī)制。二、ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流概述2.1ENSO事件2.1.1ENSO事件的定義與監(jiān)測指標(biāo)厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ENSO）作為全球氣候系統(tǒng)中最為重要的年際變化信號(hào)之一，是熱帶太平洋大尺度海氣相互作用產(chǎn)生的準(zhǔn)周期性振蕩現(xiàn)象。這一現(xiàn)象主要體現(xiàn)為熱帶中東太平洋海表溫度（SST）以及大氣環(huán)流的異常變化。厄爾尼諾現(xiàn)象是指赤道中東太平洋海表溫度出現(xiàn)大范圍偏暖，并且強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間達(dá)到一定條件的氣候現(xiàn)象。拉尼娜現(xiàn)象則與之相反，是赤道中東太平洋海表溫度大范圍持續(xù)異常偏冷的現(xiàn)象。二者構(gòu)成了ENSO循環(huán)過程中冷暖兩種不同位相的異常狀態(tài)，即厄爾尼諾也稱ENSO暖事件，拉尼娜也稱ENSO冷事件。在實(shí)際監(jiān)測和研究中，為了準(zhǔn)確判定ENSO事件的發(fā)生及其強(qiáng)度，需要借助一系列的監(jiān)測指標(biāo)。其中，Nino3.4指數(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的指標(biāo)之一。Nino3.4指數(shù)是指位于赤道太平洋中央5°N-5°S、120°W-170°W的一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)海表溫度的月平均值與20世紀(jì)平均溫度的差值，該指標(biāo)用于反映該區(qū)域海表溫度變化。當(dāng)Nino3.4區(qū)域（5°S-5°N，170°-120°W）3個(gè)月滑動(dòng)平均海溫指數(shù)達(dá)到或超過0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，即可判定為一次厄爾尼諾事件；當(dāng)該指數(shù)低于-0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，則判定為一次拉尼娜事件。當(dāng)指數(shù)峰值位于0.5-1.3℃之間，定為一次弱厄爾尼諾事件；指數(shù)峰值位于1.3-2℃之間，強(qiáng)度定為中等；峰值超過2℃時(shí)，則定為強(qiáng)厄爾尼諾事件。除了Nino3.4指數(shù)外，還有Nino1+2、Nino3、Nino4等指數(shù)，它們分別代表不同海域的海溫情況，在ENSO事件的研究中也發(fā)揮著重要作用。Nino1+2指數(shù)代表的是東太平洋沿岸（0°-10°S，80°-90°W）的海溫狀況，該區(qū)域的海溫變化對(duì)于研究厄爾尼諾事件在南美沿岸的影響具有重要意義，因?yàn)槎驙柲嶂Z事件發(fā)生時(shí)，這一區(qū)域的海溫異常升高往往會(huì)導(dǎo)致南美沿岸氣候由干旱轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘤辏?jīng)常發(fā)生洪災(zāi)。2.1.2ENSO事件的形成機(jī)制與發(fā)展過程ENSO事件的形成與熱帶太平洋地區(qū)獨(dú)特的海氣相互作用密切相關(guān)，其中沃克環(huán)流和信風(fēng)在這一過程中扮演著關(guān)鍵角色。在正常情況下，赤道附近的太平洋水溫分布呈現(xiàn)西高東低的態(tài)勢。西太平洋地區(qū)海水溫暖而潮濕，盛行上升氣流，這里成為對(duì)流活動(dòng)極為旺盛的區(qū)域，也是太平洋降水最為豐富的地區(qū)；而東太平洋為冷水域，冷水使其上方的空氣變冷、密度增大，洋面上盛行下沉氣流，多晴朗少云天氣。這種在低緯度太平洋上空形成的東西向流動(dòng)的緯向大氣環(huán)流被稱為沃克環(huán)流。同時(shí)，在赤道地區(qū)，由于存在氣壓差，形成了由東向西吹的信風(fēng)。信風(fēng)將表層海水向西吹，使得西太平洋的海平面比東太平洋高，而且在信風(fēng)的作用下，東太平洋的深層冷水上翻，進(jìn)一步維持了東太平洋的低溫狀態(tài)。當(dāng)厄爾尼諾事件開始醞釀時(shí)，信風(fēng)會(huì)逐漸減弱。這一變化使得西太平洋向東部輸送的暖水減少，同時(shí)東太平洋的深層冷水上翻也受到抑制。隨著時(shí)間的推移，東太平洋的海溫逐漸升高，打破了原本的海溫分布格局。海溫的異常升高又會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域?qū)α骰顒?dòng)增強(qiáng)，上升氣流加強(qiáng)，從而影響沃克環(huán)流的強(qiáng)度和分布。沃克環(huán)流的異常反過來又會(huì)進(jìn)一步影響信風(fēng)的強(qiáng)度和方向，形成海氣相互作用的正反饋機(jī)制，促使厄爾尼諾事件不斷發(fā)展和加強(qiáng)。在厄爾尼諾事件的發(fā)展過程中，通?？梢苑譃榘l(fā)展期、成熟期和衰減期。在發(fā)展期，海溫異常開始出現(xiàn)并逐漸增強(qiáng)，大氣環(huán)流也開始相應(yīng)調(diào)整，但變化相對(duì)較為緩慢；到了成熟期，海溫異常達(dá)到峰值，大氣環(huán)流的異常也最為顯著，此時(shí)對(duì)全球氣候的影響也最為強(qiáng)烈；隨后進(jìn)入衰減期，海溫逐漸恢復(fù)正常，大氣環(huán)流也逐漸回歸常態(tài)，但在這一過程中，仍然可能對(duì)氣候產(chǎn)生一定的影響。拉尼娜事件的形成機(jī)制與厄爾尼諾事件大致相反，但同樣涉及海氣相互作用。當(dāng)信風(fēng)異常增強(qiáng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致更多的暖水被輸送到西太平洋，東太平洋的深層冷水上翻加劇，使得東太平洋海表溫度異常降低，從而引發(fā)拉尼娜事件。拉尼娜事件的發(fā)展過程也包括發(fā)展期、成熟期和衰減期，其變化特征與厄爾尼諾事件相對(duì)應(yīng)，只是海溫異常的方向相反，在發(fā)展期海溫異常降低逐漸增強(qiáng)，成熟期海溫異常達(dá)到最低值，大氣環(huán)流異常也較為明顯，衰減期海溫逐漸回升，大氣環(huán)流恢復(fù)正常。2.1.3ENSO事件對(duì)全球氣候的影響ENSO事件的影響范圍極為廣泛，能夠通過大氣遙相關(guān)等機(jī)制，對(duì)全球不同地區(qū)的氣候產(chǎn)生顯著影響，引發(fā)一系列氣候異?，F(xiàn)象。在厄爾尼諾年，最為顯著的影響之一是南美沿岸地區(qū)的氣候異常。原本干旱少雨的秘魯和厄瓜多爾等國家，會(huì)因?yàn)楹禺惓Ｉ撸髿鈱?duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，而迎來大量降雨，洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生。1982-1983年的強(qiáng)厄爾尼諾事件期間，秘魯沿海地區(qū)遭遇了罕見的暴雨和洪水，許多城鎮(zhèn)和村莊被淹沒，大量農(nóng)田被沖毀，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)和漁業(yè)帶來了毀滅性打擊，經(jīng)濟(jì)損失慘重。與此同時(shí)，西太平洋地區(qū)則呈現(xiàn)出相反的氣候異常，印度尼西亞、澳大利亞東部等地由于大氣環(huán)流的改變，降水顯著減少，出現(xiàn)嚴(yán)重干旱。澳大利亞在1997-1998年厄爾尼諾事件期間，經(jīng)歷了長時(shí)間的干旱，森林火災(zāi)頻發(fā)，大片森林被燒毀，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。在全球其他地區(qū)，厄爾尼諾事件也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。在非洲東南部，可能會(huì)出現(xiàn)干旱天氣，影響當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源供應(yīng)。在北美地區(qū)，冬季可能會(huì)出現(xiàn)暖冬現(xiàn)象，氣溫異常偏高，降雪量減少。拉尼娜事件對(duì)全球氣候的影響與厄爾尼諾事件有所不同，但同樣不容忽視。在拉尼娜出現(xiàn)時(shí)，印度尼西亞、澳大利亞東部、巴西東北部、印度及非洲南部等地通常降雨偏多。印度在某些拉尼娜年份，降水量大幅增加，可能引發(fā)洪澇災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施和人民生活造成嚴(yán)重影響。而在太平洋東部和中部地區(qū)、阿根廷、赤道非洲、美國東南部等地則容易出現(xiàn)干旱。拉尼娜事件還可能導(dǎo)致中國出現(xiàn)冷冬熱夏的氣候特征，即冬季氣溫較常年偏低，夏季偏高。在2007-2008年拉尼娜事件期間，中國南方地區(qū)遭遇了嚴(yán)重的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，給交通、電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施帶來了極大破壞，也給人民群眾的生活帶來了諸多不便。ENSO事件對(duì)全球氣候的影響是復(fù)雜多樣的，不同地區(qū)受到的影響在程度和表現(xiàn)形式上存在差異，而且其影響不僅僅局限于氣候領(lǐng)域，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理、人類社會(huì)活動(dòng)等產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，因此深入研究ENSO事件對(duì)全球氣候的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2.2東亞副熱帶西風(fēng)急流2.2.1東亞副熱帶西風(fēng)急流的定義與特征東亞副熱帶西風(fēng)急流是中緯度東亞季風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵成員之一，是指在東亞-西太平洋地區(qū)北部，對(duì)流層上部存在的一支強(qiáng)而窄的高速氣流帶，其核心位置大致在200-300hPa高度層。從空間分布來看，它呈東西向延伸，貫穿東亞地區(qū)。在冬季，其位置相對(duì)偏南，中心軸線大約位于25°N-35°N之間；而在夏季，位置則明顯偏北，中心軸線大致位于35°N-45°N之間。在強(qiáng)度變化方面，冬季的東亞副熱帶西風(fēng)急流強(qiáng)度較強(qiáng)，風(fēng)速可超過30m/s，在日本南部上空，由于多支氣流的匯合，急流強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，風(fēng)速常常超過50m/s。這是因?yàn)樵诙?，中高緯度地區(qū)的冷空氣活動(dòng)頻繁，導(dǎo)致南北溫度梯度增大，從而加強(qiáng)了西風(fēng)急流的強(qiáng)度。而夏季，西風(fēng)急流強(qiáng)度相對(duì)較弱，風(fēng)速一般在20-30m/s左右，這是由于夏季太陽直射點(diǎn)北移，中高緯度地區(qū)溫度升高，南北溫度梯度減小，使得西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱。在不同季節(jié)，東亞副熱帶西風(fēng)急流還具有不同的變化規(guī)律。在春季，它處于從冬季位置向夏季位置過渡的階段，急流位置逐漸北移，強(qiáng)度逐漸減弱。在這一時(shí)期，西風(fēng)急流的北移會(huì)導(dǎo)致東亞地區(qū)的雨帶也隨之北移，使得我國南方地區(qū)降水逐漸減少，北方地區(qū)降水逐漸增多。秋季則相反，是從夏季位置向冬季位置過渡，急流位置南移，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。此時(shí)，西風(fēng)急流的南移會(huì)使雨帶南撤，我國北方地區(qū)降水減少，南方地區(qū)降水增多。此外，東亞副熱帶西風(fēng)急流在年際和年代際時(shí)間尺度上也存在變化。在某些年份，其位置和強(qiáng)度可能會(huì)出現(xiàn)異常變化，這種異常變化與東亞地區(qū)的氣候異常密切相關(guān)，在厄爾尼諾或拉尼娜事件發(fā)生時(shí)，西風(fēng)急流的位置和強(qiáng)度常常會(huì)出現(xiàn)明顯的異常，進(jìn)而影響東亞地區(qū)的降水和氣溫分布。2.2.2東亞副熱帶西風(fēng)急流的形成機(jī)制東亞副熱帶西風(fēng)急流的形成與大氣環(huán)流、溫度梯度等因素密切相關(guān)，同時(shí)受到地形等因素的顯著影響，具有獨(dú)特的形成機(jī)制。從大氣環(huán)流角度來看，它是大氣三圈環(huán)流的重要組成部分。在副熱帶地區(qū)，由于Hadley環(huán)流的作用，空氣在高空從赤道向兩極流動(dòng)。在科里奧利力的作用下，這些空氣逐漸轉(zhuǎn)為西風(fēng)，在副熱帶地區(qū)上空堆積，形成了副熱帶西風(fēng)急流。具體來說，赤道地區(qū)的空氣受熱上升，在高空向兩極流動(dòng)，在大約30°N附近下沉，形成副熱帶高壓帶。而中高緯度地區(qū)的空氣相對(duì)較冷，在高空形成極地低壓帶。在副熱帶高壓帶和極地低壓帶之間，存在著明顯的氣壓梯度，使得空氣在高空從副熱帶地區(qū)向極地地區(qū)流動(dòng)，從而形成了西風(fēng)急流。溫度梯度也是影響西風(fēng)急流形成的關(guān)鍵因素。在對(duì)流層中，溫度隨高度的增加而降低，且中高緯度地區(qū)的溫度低于低緯度地區(qū)。這種溫度差異形成了水平溫度梯度，在水平溫度梯度的作用下，產(chǎn)生了熱成風(fēng)。熱成風(fēng)的方向與等溫線平行，且在北半球，背風(fēng)而立，高溫在右，低溫在左。由于中高緯度地區(qū)溫度低，低緯度地區(qū)溫度高，所以熱成風(fēng)的方向?yàn)槲黠L(fēng)，這進(jìn)一步加強(qiáng)了西風(fēng)急流的強(qiáng)度。在東亞地區(qū)，冬季大陸降溫快，形成冷高壓，海洋降溫慢，形成相對(duì)低壓，使得東亞地區(qū)的溫度梯度增大，從而加強(qiáng)了冬季的東亞副熱帶西風(fēng)急流；夏季則相反，大陸升溫快，海洋升溫慢，溫度梯度減小，西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱。地形對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的形成和維持也具有重要影響。青藏高原作為世界屋脊，其高聳的地形對(duì)西風(fēng)急流產(chǎn)生了動(dòng)力和熱力作用。在動(dòng)力作用方面，當(dāng)西風(fēng)急流遇到青藏高原時(shí)，氣流被分為南北兩支。北支氣流繞過高原北部，南支氣流繞過高原南部。這種分流作用使得西風(fēng)急流在東亞地區(qū)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，并且在高原東側(cè)，南北兩支氣流匯合，形成了明顯的氣流輻合區(qū)，進(jìn)一步加強(qiáng)了西風(fēng)急流的強(qiáng)度。在熱力作用方面，青藏高原在夏季是一個(gè)強(qiáng)大的熱源，加熱了其上空的大氣，使得高原上空的大氣升溫膨脹，形成上升氣流。這種上升氣流在高空向四周輻散，加強(qiáng)了高空的西風(fēng)急流；冬季，青藏高原則是一個(gè)冷源，冷卻了其上空的大氣，使得大氣收縮下沉，在高空形成下沉氣流，也對(duì)西風(fēng)急流產(chǎn)生了影響。2.2.3東亞副熱帶西風(fēng)急流對(duì)東亞氣候的影響東亞副熱帶西風(fēng)急流作為中緯度東亞季風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵成員，對(duì)東亞地區(qū)的氣候有著至關(guān)重要的影響，其位置、強(qiáng)度和形狀的變化會(huì)引發(fā)一系列氣候要素的改變。在降水方面，西風(fēng)急流的位置和強(qiáng)度變化與東亞地區(qū)的雨帶分布密切相關(guān)。當(dāng)西風(fēng)急流位置偏南時(shí)，它會(huì)引導(dǎo)冷空氣南下，與來自低緯度的暖濕氣流在相對(duì)偏南的地區(qū)交匯，使得雨帶位置偏南。在這種情況下，我國南方地區(qū)降水可能增多，而北方地區(qū)降水相對(duì)減少。1998年長江流域發(fā)生特大洪水，就與東亞副熱帶西風(fēng)急流位置異常偏南有關(guān)。該年西風(fēng)急流位置較常年明顯偏南，使得冷暖空氣在長江流域頻繁交匯，導(dǎo)致長江流域降水異常增多，引發(fā)了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。反之，當(dāng)西風(fēng)急流位置偏北時(shí)，雨帶位置也會(huì)相應(yīng)北移，北方地區(qū)降水可能增多，南方地區(qū)降水相對(duì)減少。在夏季，西風(fēng)急流的強(qiáng)度變化也會(huì)影響降水。當(dāng)西風(fēng)急流強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，它能夠更有效地引導(dǎo)水汽輸送，使得東亞地區(qū)的降水增多；當(dāng)西風(fēng)急流強(qiáng)度偏弱時(shí)，水汽輸送受到抑制，降水可能減少。在氣溫方面，西風(fēng)急流同樣扮演著重要角色。它作為中高緯度和低緯度之間的熱量交換通道，對(duì)東亞地區(qū)的氣溫分布有著顯著影響。當(dāng)西風(fēng)急流位置偏南時(shí)，中高緯度的冷空氣更容易南下，導(dǎo)致東亞地區(qū)尤其是我國北方地區(qū)氣溫降低。在冬季，西風(fēng)急流位置的南移常常會(huì)帶來寒潮天氣，使得我國北方地區(qū)出現(xiàn)大幅降溫，給人們的生活和生產(chǎn)帶來諸多不便。相反，當(dāng)西風(fēng)急流位置偏北時(shí)，北方地區(qū)受冷空氣影響相對(duì)較小，氣溫可能偏高。西風(fēng)急流強(qiáng)度的變化也會(huì)影響氣溫。當(dāng)西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，它會(huì)加強(qiáng)熱量的輸送，使得中高緯度地區(qū)的氣溫升高，低緯度地區(qū)的氣溫降低；當(dāng)西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱時(shí)，熱量輸送減少，氣溫的差異可能縮小。西風(fēng)急流的異常變化還與極端氣候事件的發(fā)生密切相關(guān)。除了上述提到的暴雨洪澇災(zāi)害外，當(dāng)西風(fēng)急流異常波動(dòng)時(shí)，還可能引發(fā)干旱、強(qiáng)對(duì)流雷暴活動(dòng)、暴風(fēng)雪等極端天氣。在某些年份，西風(fēng)急流的異常減弱和位置異?？赡軐?dǎo)致我國華北地區(qū)降水顯著減少，出現(xiàn)嚴(yán)重干旱，影響農(nóng)作物生長和水資源供應(yīng)。在西風(fēng)急流附近的不穩(wěn)定區(qū)域，容易產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流雷暴活動(dòng)，給當(dāng)?shù)貛砜耧L(fēng)、暴雨、冰雹等災(zāi)害性天氣。三、ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響特征3.1數(shù)據(jù)與研究方法3.1.1數(shù)據(jù)來源與處理本研究采用的主要數(shù)據(jù)來源為美國國家環(huán)境預(yù)測中心（NCEP）和美國國家大氣研究中心（NCAR）聯(lián)合發(fā)布的NCEP/NCAR再分析資料，該資料是全球氣象研究領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)集之一。其時(shí)間范圍涵蓋了1948年1月至2023年12月，具有6小時(shí)的時(shí)間分辨率（00:00、06:00、12:00和18:00UTC），空間分辨率為2.5°×2.5°，能夠較為細(xì)致地反映全球大氣環(huán)流的變化特征。在本研究中，主要選取了月平均數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以突出長期的氣候信號(hào)，減少短期天氣波動(dòng)的干擾。針對(duì)ENSO事件的監(jiān)測，選用Nino3.4指數(shù)來表征熱帶中東太平洋海表溫度異常情況。Nino3.4指數(shù)是指赤道太平洋中央5°N-5°S、120°W-170°W區(qū)域內(nèi)海表溫度的月平均值與20世紀(jì)平均溫度的差值，該區(qū)域被認(rèn)為是ENSO事件海溫異常最為顯著的關(guān)鍵區(qū)域。通過計(jì)算Nino3.4指數(shù)的3個(gè)月滑動(dòng)平均值，以確定厄爾尼諾和拉尼娜事件的發(fā)生時(shí)間和強(qiáng)度。當(dāng)Nino3.4區(qū)域3個(gè)月滑動(dòng)平均海溫指數(shù)達(dá)到或超過0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，判定為厄爾尼諾事件；當(dāng)該指數(shù)低于-0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，則判定為拉尼娜事件。在處理NCEP/NCAR再分析資料時(shí)，首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了質(zhì)量控制，檢查數(shù)據(jù)的完整性和異常值。通過對(duì)比不同年份同一時(shí)期的數(shù)據(jù)以及相鄰格點(diǎn)的數(shù)據(jù)，識(shí)別并修正了可能存在的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)點(diǎn)。對(duì)于缺失的數(shù)據(jù)，采用線性插值方法進(jìn)行填補(bǔ)，以保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性?？紤]到長期氣候趨勢的影響，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了去趨勢處理。通過擬合時(shí)間序列的線性趨勢，將原始數(shù)據(jù)減去擬合的趨勢項(xiàng)，從而得到去除長期趨勢后的異常數(shù)據(jù)，以便更清晰地分析ENSO事件相關(guān)的短期氣候異常信號(hào)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將每個(gè)變量的均值調(diào)整為0，標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整為1，使得不同變量之間具有可比性，便于后續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析和模型構(gòu)建。3.1.2研究方法選擇與應(yīng)用本研究綜合運(yùn)用了多種研究方法，以全面深入地分析ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響。合成分析方法是其中的重要手段之一。該方法通過將具有相同特征（如厄爾尼諾年或拉尼娜年）的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，從而突出這些樣本所共有的信號(hào)，減弱隨機(jī)噪聲的影響。在本研究中，對(duì)于厄爾尼諾事件和拉尼娜事件，分別選取相應(yīng)年份的NCEP/NCAR再分析資料中的200-300hPa高度層緯向風(fēng)數(shù)據(jù)，計(jì)算該區(qū)域內(nèi)所有格點(diǎn)在厄爾尼諾年或拉尼娜年的月平均值，得到厄爾尼諾和拉尼娜事件期間東亞副熱帶西風(fēng)急流的合成場。通過對(duì)比合成場與多年平均場，分析西風(fēng)急流在強(qiáng)度、位置和范圍等方面的異常變化特征。在厄爾尼諾年冬季合成場中，若某區(qū)域緯向風(fēng)平均值高于多年平均場，表明該區(qū)域西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)；若急流軸線位置較多年平均場發(fā)生偏移，則可確定西風(fēng)急流位置的變化。相關(guān)分析也是關(guān)鍵的研究方法。它用于衡量兩個(gè)變量之間線性關(guān)系的密切程度，通過計(jì)算相關(guān)系數(shù)來量化這種關(guān)系。在本研究中，計(jì)算Nino3.4指數(shù)與東亞副熱帶西風(fēng)急流關(guān)鍵區(qū)域（如200hPa高度層，110°E-140°E，25°N-40°N）緯向風(fēng)之間的相關(guān)系數(shù)，以明確ENSO事件與西風(fēng)急流變化之間的相關(guān)性。正相關(guān)表示當(dāng)Nino3.4指數(shù)升高（厄爾尼諾事件增強(qiáng)）時(shí)，西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)或位置發(fā)生相應(yīng)變化；負(fù)相關(guān)則表示相反的關(guān)系。通過顯著性檢驗(yàn)，確定相關(guān)系數(shù)是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，以判斷這種相關(guān)性是否是由隨機(jī)因素導(dǎo)致。為了進(jìn)一步揭示ENSO事件影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的物理過程，運(yùn)用了大氣環(huán)流診斷分析方法，如位勢高度場、溫度場和濕度場的分析。通過分析厄爾尼諾和拉尼娜事件期間，東亞地區(qū)上空位勢高度場的異常分布，了解大氣環(huán)流形勢的變化，探討其對(duì)西風(fēng)急流的動(dòng)力作用。當(dāng)位勢高度場出現(xiàn)異常升高或降低時(shí)，會(huì)影響大氣的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置。分析溫度場和濕度場的異常分布，研究它們對(duì)西風(fēng)急流熱力結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)一步深入理解ENSO事件影響西風(fēng)急流的物理機(jī)制。3.2ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流強(qiáng)度的影響3.2.1冬季影響特征為了深入探究ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流強(qiáng)度在冬季的影響特征，本研究運(yùn)用合成分析方法，對(duì)厄爾尼諾年和拉尼娜年冬季的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)致剖析。具體而言，選取1948-2023年期間符合厄爾尼諾和拉尼娜事件標(biāo)準(zhǔn)的年份，提取NCEP/NCAR再分析資料中200hPa高度層的緯向風(fēng)數(shù)據(jù)，并計(jì)算其在冬季（12月-次年2月）的平均值，從而得到厄爾尼諾年和拉尼娜年冬季東亞副熱帶西風(fēng)急流的合成場。從合成分析結(jié)果來看，厄爾尼諾年冬季，200hPa東亞副熱帶西風(fēng)急流在急流出口區(qū)（約130°E-150°E）緯向風(fēng)呈現(xiàn)正距平。這意味著在該區(qū)域，西風(fēng)急流的強(qiáng)度相較于多年平均值有所增強(qiáng)。在1997-1998年的強(qiáng)厄爾尼諾事件期間，急流出口區(qū)的緯向風(fēng)正距平尤為顯著，部分區(qū)域的風(fēng)速比多年平均風(fēng)速增加了5-10m/s。這種強(qiáng)度增強(qiáng)使得西風(fēng)急流在該區(qū)域的勢力得到擴(kuò)張，影響范圍更廣。其原因主要與厄爾尼諾事件引發(fā)的大氣環(huán)流異常有關(guān)。厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶中東太平洋海溫異常升高，該區(qū)域?qū)α骰顒?dòng)增強(qiáng)，上升氣流加強(qiáng)，從而激發(fā)了大氣中的遙相關(guān)波列，如太平洋-日本（PJ）遙相關(guān)型。PJ遙相關(guān)型使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生異常，在急流出口區(qū)形成有利于西風(fēng)急流增強(qiáng)的環(huán)流形勢，進(jìn)而導(dǎo)致緯向風(fēng)正距平，西風(fēng)急流增強(qiáng)東擴(kuò)。與之相反，拉尼娜年冬季，急流在急流出口區(qū)緯向風(fēng)呈現(xiàn)負(fù)距平，表明西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱。以1988-1989年拉尼娜事件為例，急流出口區(qū)的緯向風(fēng)負(fù)距平明顯，風(fēng)速較多年平均風(fēng)速降低了3-5m/s。這使得西風(fēng)急流在該區(qū)域的勢力收縮，影響范圍減小。拉尼娜事件期間，熱帶中東太平洋海溫異常降低，大氣環(huán)流形勢與厄爾尼諾年相反，PJ遙相關(guān)型的表現(xiàn)也不同，導(dǎo)致東亞地區(qū)上空的位勢高度場異常分布不利于西風(fēng)急流的維持和加強(qiáng)，從而使得急流在出口區(qū)緯向風(fēng)出現(xiàn)負(fù)距平，急流減弱西移。通過對(duì)厄爾尼諾年和拉尼娜年冬季西風(fēng)急流強(qiáng)度變化的對(duì)比分析，可以清晰地看到ENSO事件不同位相對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流強(qiáng)度在冬季的影響具有明顯的差異，且這種差異在急流出口區(qū)表現(xiàn)得最為顯著，對(duì)東亞地區(qū)冬季的氣候產(chǎn)生重要影響。3.2.2夏季影響特征在夏季，ENSO事件同樣對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。采用與冬季分析類似的方法，對(duì)厄爾尼諾年和拉尼娜年夏季（6月-8月）的200hPa高度層緯向風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行合成分析。厄爾尼諾年夏季，東亞副熱帶西風(fēng)急流呈現(xiàn)出增強(qiáng)的態(tài)勢，主要表現(xiàn)為在急流區(qū)內(nèi)的偏南部（約25°N-35°N）緯向風(fēng)有正距平。在1997-1998年厄爾尼諾事件的次年夏季，急流區(qū)內(nèi)偏南部的緯向風(fēng)正距平較為明顯，部分區(qū)域風(fēng)速增加了3-5m/s。這是因?yàn)槎驙柲嶂Z事件導(dǎo)致熱帶太平洋海溫異常，引發(fā)大氣環(huán)流調(diào)整，通過激發(fā)大氣遙相關(guān)波列，使得東亞地區(qū)上空的大氣環(huán)流形勢發(fā)生改變，在急流區(qū)內(nèi)偏南部形成有利于西風(fēng)急流增強(qiáng)的環(huán)流條件，進(jìn)而導(dǎo)致緯向風(fēng)正距平，西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)。拉尼娜年夏季，西風(fēng)急流則表現(xiàn)為減弱，主要在急流區(qū)內(nèi)的偏南部緯向風(fēng)有負(fù)距平。在2007-2008年拉尼娜事件的次年夏季，急流區(qū)內(nèi)偏南部的緯向風(fēng)負(fù)距平顯著，風(fēng)速較多年平均風(fēng)速降低了2-4m/s。拉尼娜事件引起的海溫異常和大氣環(huán)流變化與厄爾尼諾事件相反，使得東亞地區(qū)上空的環(huán)流形勢不利于西風(fēng)急流的加強(qiáng)，在急流區(qū)內(nèi)偏南部形成不利于西風(fēng)急流維持的環(huán)流條件，導(dǎo)致緯向風(fēng)負(fù)距平，西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱。對(duì)比冬季和夏季的影響可以發(fā)現(xiàn)，雖然厄爾尼諾和拉尼娜事件在冬夏兩季都對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流強(qiáng)度產(chǎn)生影響，但影響的具體區(qū)域和程度存在差異。在冬季，影響主要集中在急流出口區(qū)；而在夏季，影響主要體現(xiàn)在急流區(qū)內(nèi)的偏南部。這種季節(jié)差異與不同季節(jié)的大氣環(huán)流背景、海氣相互作用特點(diǎn)等因素密切相關(guān)。冬季，中高緯度地區(qū)冷空氣活動(dòng)頻繁，大氣環(huán)流形勢相對(duì)復(fù)雜，ENSO事件通過影響大氣遙相關(guān)波列，對(duì)急流出口區(qū)的環(huán)流形勢產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而改變急流強(qiáng)度。夏季，大氣環(huán)流形勢相對(duì)穩(wěn)定，熱帶太平洋海溫異常對(duì)急流區(qū)內(nèi)偏南部的環(huán)流影響更為顯著，導(dǎo)致急流強(qiáng)度變化主要出現(xiàn)在該區(qū)域。3.3ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流位置的影響3.3.1緯向位置變化在探究ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流緯向位置的影響時(shí)，同樣借助合成分析方法，對(duì)厄爾尼諾和拉尼娜事件期間西風(fēng)急流的緯向位置變化展開深入研究。厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，在冬季，西風(fēng)急流在急流出口區(qū)呈現(xiàn)出明顯的東擴(kuò)現(xiàn)象，這意味著其緯向位置向東移動(dòng)。通過對(duì)多個(gè)厄爾尼諾年冬季的合成分析發(fā)現(xiàn)，急流出口區(qū)的東邊界相較于多年平均位置向東推移了約5-10個(gè)經(jīng)度。在1982-1983年的強(qiáng)厄爾尼諾事件冬季，急流出口區(qū)東邊界從平均的150°E附近東移至160°E左右。這一變化與厄爾尼諾引發(fā)的大氣遙相關(guān)波列密切相關(guān)。如前文所述，厄爾尼諾事件導(dǎo)致熱帶中東太平洋海溫異常升高，激發(fā)了PJ遙相關(guān)型。該遙相關(guān)型使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生異常，在急流出口區(qū)形成有利于西風(fēng)急流東擴(kuò)的環(huán)流形勢，從而推動(dòng)西風(fēng)急流緯向位置向東移動(dòng)。在夏季，厄爾尼諾事件也會(huì)導(dǎo)致西風(fēng)急流緯向位置發(fā)生變化，整體呈現(xiàn)出向東伸展的趨勢。對(duì)厄爾尼諾年夏季的合成分析顯示，西風(fēng)急流在120°E-140°E區(qū)域內(nèi)的緯向位置向東偏移，部分區(qū)域偏移幅度達(dá)到3-5個(gè)經(jīng)度。這是因?yàn)槎驙柲嶂Z事件引發(fā)的大氣環(huán)流調(diào)整，使得東亞地區(qū)上空的環(huán)流形勢發(fā)生改變，在該區(qū)域形成了有利于西風(fēng)急流向東伸展的動(dòng)力條件，進(jìn)而導(dǎo)致其緯向位置向東移動(dòng)。拉尼娜事件期間，西風(fēng)急流的緯向位置變化與厄爾尼諾事件相反。在冬季，西風(fēng)急流在急流出口區(qū)出現(xiàn)西移現(xiàn)象，緯向位置向西收縮。對(duì)多個(gè)拉尼娜年冬季的合成分析表明，急流出口區(qū)的西邊界相較于多年平均位置向西退縮了約3-5個(gè)經(jīng)度。在1988-1989年拉尼娜事件冬季，急流出口區(qū)西邊界從平均的130°E附近西移至125°E左右。這是由于拉尼娜事件使得熱帶中東太平洋海溫異常降低，大氣環(huán)流形勢與厄爾尼諾年不同，PJ遙相關(guān)型的表現(xiàn)也相反，在急流出口區(qū)形成不利于西風(fēng)急流維持和東擴(kuò)的環(huán)流形勢，導(dǎo)致西風(fēng)急流緯向位置向西移動(dòng)。在夏季，拉尼娜事件導(dǎo)致西風(fēng)急流緯向位置整體向西收縮。合成分析結(jié)果顯示，在120°E-140°E區(qū)域內(nèi)，西風(fēng)急流緯向位置向西偏移，部分區(qū)域偏移幅度為2-4個(gè)經(jīng)度。拉尼娜事件引發(fā)的海溫異常和大氣環(huán)流變化，使得該區(qū)域的環(huán)流形勢不利于西風(fēng)急流向東伸展，從而導(dǎo)致其緯向位置向西收縮。通過對(duì)不同季節(jié)的對(duì)比可以看出，ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流緯向位置的影響在冬夏兩季均較為顯著，但影響程度和具體表現(xiàn)存在一定差異。冬季，急流出口區(qū)的緯向位置變化更為明顯；夏季，在120°E-140°E區(qū)域內(nèi)的緯向位置變化相對(duì)突出。這種季節(jié)差異與不同季節(jié)的大氣環(huán)流背景、海氣相互作用特點(diǎn)以及ENSO事件引發(fā)的遙相關(guān)波列的季節(jié)變化等因素密切相關(guān)。3.3.2經(jīng)向位置變化ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流經(jīng)向位置的影響同樣顯著，且在不同季節(jié)呈現(xiàn)出不同的變化特點(diǎn)。在冬季，厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，東亞副熱帶西風(fēng)急流的經(jīng)向位置通常會(huì)偏南。通過合成分析多個(gè)厄爾尼諾年冬季的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，西風(fēng)急流軸線的平均位置相較于多年平均值向南偏移了約2-3個(gè)緯度。在1997-1998年厄爾尼諾事件冬季，西風(fēng)急流軸線在日本南部附近的位置明顯偏南，從平均的30°N附近南移至28°N左右。這一變化主要是由于厄爾尼諾事件引發(fā)的大氣環(huán)流異常，使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生改變，引導(dǎo)西風(fēng)急流向南移動(dòng)。厄爾尼諾事件導(dǎo)致熱帶中東太平洋海溫異常升高，激發(fā)了大氣遙相關(guān)波列，如PNA遙相關(guān)型。PNA遙相關(guān)型使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場呈現(xiàn)出北高南低的異常分布，在這種環(huán)流形勢下，西風(fēng)急流受到引導(dǎo)，經(jīng)向位置向南偏移。拉尼娜事件在冬季則會(huì)使西風(fēng)急流的經(jīng)向位置偏北。對(duì)多個(gè)拉尼娜年冬季的合成分析表明，西風(fēng)急流軸線的平均位置相較于多年平均值向北偏移了約1-2個(gè)緯度。在1988-1989年拉尼娜事件冬季，西風(fēng)急流軸線在日本南部附近的位置從平均的30°N附近北移至31°N-32°N左右。拉尼娜事件導(dǎo)致熱帶中東太平洋海溫異常降低，大氣環(huán)流形勢與厄爾尼諾年相反，PNA遙相關(guān)型的表現(xiàn)也不同，使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場呈現(xiàn)出南高北低的異常分布，從而引導(dǎo)西風(fēng)急流向北移動(dòng)，經(jīng)向位置偏北。在夏季，厄爾尼諾事件對(duì)西風(fēng)急流經(jīng)向位置的影響相對(duì)復(fù)雜。一般來說，在厄爾尼諾年夏季，西風(fēng)急流在部分區(qū)域會(huì)出現(xiàn)經(jīng)向位置偏北的情況，但也存在一定的年際變化。對(duì)部分厄爾尼諾年夏季的合成分析顯示，在120°E-130°E區(qū)域內(nèi)，西風(fēng)急流軸線的位置相較于多年平均值向北偏移了約1-2個(gè)緯度。這是因?yàn)槎驙柲嶂Z事件引發(fā)的大氣環(huán)流調(diào)整，使得該區(qū)域上空的環(huán)流形勢發(fā)生改變，有利于西風(fēng)急流向北移動(dòng)。然而，在其他區(qū)域，西風(fēng)急流的經(jīng)向位置變化可能不明顯，甚至存在相反的變化趨勢，這可能與不同年份厄爾尼諾事件的強(qiáng)度、發(fā)展階段以及其他大氣環(huán)流系統(tǒng)的相互作用有關(guān)。拉尼娜事件在夏季對(duì)西風(fēng)急流經(jīng)向位置的影響同樣具有復(fù)雜性。通常情況下，拉尼娜年夏季，西風(fēng)急流在部分區(qū)域會(huì)有經(jīng)向位置偏南的趨勢，但也存在一定的不確定性。對(duì)部分拉尼娜年夏季的合成分析表明，在120°E-130°E區(qū)域內(nèi)，西風(fēng)急流軸線的位置相較于多年平均值向南偏移了約1個(gè)緯度左右。拉尼娜事件引發(fā)的海溫異常和大氣環(huán)流變化，使得該區(qū)域上空的環(huán)流形勢發(fā)生改變，影響了西風(fēng)急流的經(jīng)向位置。但由于夏季大氣環(huán)流系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，受到多種因素的影響，西風(fēng)急流的經(jīng)向位置變化并非在所有年份都呈現(xiàn)出一致的規(guī)律。東亞副熱帶西風(fēng)急流經(jīng)向位置的變化對(duì)東亞氣候有著重要影響。當(dāng)西風(fēng)急流位置偏南時(shí)，會(huì)引導(dǎo)冷空氣南下，使得東亞地區(qū)尤其是我國北方地區(qū)氣溫降低，同時(shí)冷暖空氣交匯位置偏南，導(dǎo)致我國南方地區(qū)降水可能增多，北方地區(qū)降水相對(duì)減少。當(dāng)西風(fēng)急流位置偏北時(shí)，北方地區(qū)受冷空氣影響相對(duì)較小，氣溫可能偏高，雨帶位置也會(huì)相應(yīng)北移，北方地區(qū)降水可能增多，南方地區(qū)降水相對(duì)減少。3.4ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流形態(tài)的影響3.4.1急流彎曲度變化為了深入探究ENSO事件期間東亞副熱帶西風(fēng)急流彎曲度的變化情況，本研究選取了典型的厄爾尼諾和拉尼娜事件年份，如1997-1998年厄爾尼諾事件和1988-1989年拉尼娜事件，利用NCEP/NCAR再分析資料，對(duì)200hPa高度層的西風(fēng)急流進(jìn)行了細(xì)致分析。通過計(jì)算西風(fēng)急流軸線的曲率，定量表征急流的彎曲度。結(jié)果顯示，在1997-1998年厄爾尼諾事件期間，冬季200hPa東亞副熱帶西風(fēng)急流在120°E-140°E區(qū)域的彎曲度明顯增大。這意味著該區(qū)域內(nèi)西風(fēng)急流的路徑變得更加曲折，不再是相對(duì)平直的流動(dòng)狀態(tài)。從環(huán)流形勢來看，厄爾尼諾事件引發(fā)的熱帶中東太平洋海溫異常，激發(fā)了大氣遙相關(guān)波列，如PJ遙相關(guān)型。PJ遙相關(guān)型使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生異常，在120°E-140°E區(qū)域形成了有利于西風(fēng)急流彎曲度增大的環(huán)流形勢，導(dǎo)致西風(fēng)急流在該區(qū)域的流動(dòng)路徑更加復(fù)雜。西風(fēng)急流彎曲度的變化與大氣環(huán)流異常密切相關(guān)。當(dāng)西風(fēng)急流彎曲度增大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大氣環(huán)流的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。在急流彎曲度大的區(qū)域，垂直上升和下沉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，這會(huì)影響大氣中熱量和水汽的垂直輸送。在西風(fēng)急流彎曲度增大的區(qū)域，暖濕空氣可能會(huì)被抬升，形成上升運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致該區(qū)域降水增多；而在下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)域，空氣下沉增溫，可能導(dǎo)致降水減少。西風(fēng)急流彎曲度的變化還會(huì)影響水平方向上的大氣環(huán)流。彎曲度增大使得西風(fēng)急流的引導(dǎo)作用發(fā)生改變，影響天氣系統(tǒng)的移動(dòng)路徑和發(fā)展。在西風(fēng)急流彎曲度大的年份，冷空氣可能會(huì)沿著彎曲的急流路徑南下，導(dǎo)致東亞地區(qū)出現(xiàn)降溫天氣；而暖濕空氣的輸送路徑也會(huì)發(fā)生改變，影響降水的分布。西風(fēng)急流彎曲度的變化對(duì)天氣系統(tǒng)具有重要的引導(dǎo)作用。在厄爾尼諾事件期間，西風(fēng)急流彎曲度增大，會(huì)引導(dǎo)氣旋等天氣系統(tǒng)沿著彎曲的急流路徑移動(dòng)。當(dāng)西風(fēng)急流在某一區(qū)域彎曲度增大時(shí)，氣旋可能會(huì)在該區(qū)域停留或加強(qiáng)，導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)降水、大風(fēng)等天氣現(xiàn)象。在1997-1998年厄爾尼諾事件期間，東亞地區(qū)的一些氣旋活動(dòng)受到彎曲西風(fēng)急流的引導(dǎo)，使得部分地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)降水天氣。相反，在拉尼娜事件期間，西風(fēng)急流彎曲度減小，天氣系統(tǒng)的移動(dòng)路徑相對(duì)更加平直，其對(duì)天氣系統(tǒng)的引導(dǎo)作用也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，可能導(dǎo)致天氣系統(tǒng)移動(dòng)速度加快，影響時(shí)間縮短。3.4.2急流分支與合并現(xiàn)象在厄爾尼諾和拉尼娜年，東亞副熱帶西風(fēng)急流會(huì)出現(xiàn)明顯的分支與合并現(xiàn)象變化。通過對(duì)多個(gè)厄爾尼諾和拉尼娜年的合成分析發(fā)現(xiàn)，在厄爾尼諾年冬季，200hPa高度層的東亞副熱帶西風(fēng)急流在日本以東洋面上常出現(xiàn)明顯的分支現(xiàn)象。一支急流位于偏南位置，另一支位于偏北位置，兩支急流之間存在明顯的氣流輻散區(qū)。這種分支現(xiàn)象與厄爾尼諾事件引發(fā)的大氣環(huán)流異常密切相關(guān)。厄爾尼諾事件導(dǎo)致熱帶中東太平洋海溫異常升高，激發(fā)了大氣遙相關(guān)波列，使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生改變，在日本以東洋面形成了有利于西風(fēng)急流分支的環(huán)流形勢。這種分支現(xiàn)象會(huì)對(duì)區(qū)域氣候產(chǎn)生重要影響，兩支急流之間的輻散區(qū)會(huì)導(dǎo)致大氣垂直運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，影響該區(qū)域的水汽輸送和降水分布，使得該區(qū)域降水可能增多或減少，具體情況取決于兩支急流的強(qiáng)度和位置。在拉尼娜年冬季，西風(fēng)急流則表現(xiàn)出與厄爾尼諾年不同的特征，常出現(xiàn)合并現(xiàn)象。原本可能存在的分支急流在拉尼娜年冬季會(huì)逐漸合并為一支相對(duì)較強(qiáng)的急流。以1988-1989年拉尼娜事件為例，在該年冬季，日本以東洋面上的西風(fēng)急流分支現(xiàn)象不明顯，急流合并為一支，強(qiáng)度相對(duì)增強(qiáng)。這是因?yàn)槔崮仁录沟脽釒е袞|太平洋海溫異常降低，大氣環(huán)流形勢與厄爾尼諾年相反，在該區(qū)域形成了有利于西風(fēng)急流合并的環(huán)流條件。急流的合并會(huì)使得該區(qū)域的大氣環(huán)流形勢相對(duì)更加穩(wěn)定，對(duì)區(qū)域氣候的影響也與分支現(xiàn)象不同，可能導(dǎo)致該區(qū)域的天氣系統(tǒng)移動(dòng)路徑更加集中，降水分布也會(huì)相應(yīng)發(fā)生改變。西風(fēng)急流分支與合并現(xiàn)象的形成具有復(fù)雜的物理機(jī)制。從熱力角度來看，厄爾尼諾和拉尼娜事件導(dǎo)致的熱帶太平洋海溫異常，會(huì)改變大氣的加熱場分布，進(jìn)而影響大氣的垂直運(yùn)動(dòng)和溫度分布。在厄爾尼諾年，熱帶中東太平洋海溫異常升高，使得該區(qū)域大氣加熱增強(qiáng)，上升氣流加強(qiáng)，這種異常的加熱和上升運(yùn)動(dòng)通過大氣遙相關(guān)波列，影響東亞地區(qū)上空的溫度場，導(dǎo)致不同高度層的溫度差異發(fā)生改變，從而使得西風(fēng)急流出現(xiàn)分支現(xiàn)象。在拉尼娜年，海溫異常降低，大氣加熱和上升運(yùn)動(dòng)減弱，溫度場分布改變，有利于西風(fēng)急流合并。從動(dòng)力角度來看，大氣環(huán)流的異常會(huì)導(dǎo)致水平和垂直方向上的風(fēng)場變化。厄爾尼諾和拉尼娜事件引發(fā)的大氣遙相關(guān)波列，會(huì)改變東亞地區(qū)上空的位勢高度場和水平風(fēng)場，使得西風(fēng)急流受到不同的動(dòng)力作用，導(dǎo)致分支與合并現(xiàn)象的出現(xiàn)。四、ENSO事件影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的物理機(jī)制4.1海氣相互作用機(jī)制4.1.1熱帶太平洋海溫異常的作用厄爾尼諾和拉尼娜事件期間，熱帶太平洋海溫呈現(xiàn)出顯著的異常分布特征。厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶中東太平洋海表溫度異常升高，Nino3.4區(qū)域（5°S-5°N，170°-120°W）海溫明顯偏高，該區(qū)域海溫距平可達(dá)到1℃-3℃甚至更高。這種海溫異常升高使得海洋向大氣的熱量輸送增加，加熱了其上空的大氣。從熱量輸送角度來看，海洋是大氣的主要熱源之一，熱帶中東太平洋海溫異常升高后，通過感熱和潛熱通量的形式，將大量的熱量傳遞給大氣，使得大氣的能量增加。大氣獲得更多能量后，對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，上升氣流顯著加強(qiáng)。在正常情況下，熱帶中東太平洋地區(qū)對(duì)流活動(dòng)相對(duì)較弱，但在厄爾尼諾事件期間，該區(qū)域?qū)α骰顒?dòng)異常旺盛，上升氣流加強(qiáng)，形成了強(qiáng)烈的對(duì)流中心。這種對(duì)流活動(dòng)的增強(qiáng)對(duì)大氣環(huán)流產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。大氣中的對(duì)流活動(dòng)會(huì)激發(fā)大氣遙相關(guān)波列，其中太平洋-日本（PJ）遙相關(guān)型和太平洋-北美（PNA）遙相關(guān)型在ENSO事件影響東亞副熱帶西風(fēng)急流過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。厄爾尼諾事件期間，熱帶中東太平洋地區(qū)的強(qiáng)烈對(duì)流活動(dòng)作為熱源，激發(fā)了大氣中的Rossby波。這些Rossby波在大氣中傳播，形成了特定的遙相關(guān)波列。PJ遙相關(guān)型使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生異常，在日本及周邊地區(qū)形成異常的高壓和低壓系統(tǒng)，這種位勢高度場的異常分布改變了大氣環(huán)流形勢，進(jìn)而影響了東亞副熱帶西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置。在厄爾尼諾年冬季，PJ遙相關(guān)型導(dǎo)致東亞地區(qū)上空位勢高度場在急流出口區(qū)出現(xiàn)異常，使得西風(fēng)急流在該區(qū)域強(qiáng)度增強(qiáng)，位置發(fā)生東擴(kuò)。拉尼娜事件期間，熱帶太平洋海溫分布則呈現(xiàn)出與厄爾尼諾事件相反的異常特征。熱帶中東太平洋海表溫度異常降低，Nino3.4區(qū)域海溫明顯偏低，海溫距平可達(dá)到-1℃-3℃左右。這使得海洋向大氣的熱量輸送減少，大氣獲得的能量降低，對(duì)流活動(dòng)減弱，下沉氣流增強(qiáng)。原本在厄爾尼諾事件中強(qiáng)盛的對(duì)流中心在拉尼娜事件期間轉(zhuǎn)為下沉氣流為主的區(qū)域。這種對(duì)流活動(dòng)的減弱同樣會(huì)激發(fā)大氣遙相關(guān)波列，但與厄爾尼諾事件時(shí)的情況有所不同。拉尼娜事件激發(fā)的遙相關(guān)波列使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場分布與厄爾尼諾事件時(shí)相反，在日本及周邊地區(qū)形成與厄爾尼諾事件相反的高壓和低壓系統(tǒng)配置，從而導(dǎo)致東亞副熱帶西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置發(fā)生與厄爾尼諾事件相反的變化。在拉尼娜年冬季，西風(fēng)急流在急流出口區(qū)強(qiáng)度減弱，位置西移，這與拉尼娜事件激發(fā)的大氣遙相關(guān)波列導(dǎo)致的位勢高度場異常分布密切相關(guān)。4.1.2大氣環(huán)流異常的響應(yīng)在厄爾尼諾事件期間，熱帶太平洋海溫異常升高引發(fā)了一系列顯著的大氣環(huán)流異常，其中沃克環(huán)流和哈得萊環(huán)流的變化尤為關(guān)鍵。沃克環(huán)流是赤道地區(qū)的緯向大氣環(huán)流，在正常狀態(tài)下，赤道太平洋存在西暖東冷的海溫分布，西太平洋暖水區(qū)的大氣上升，東太平洋冷水區(qū)的大氣下沉，形成了從東向西的緯向環(huán)流。然而，厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶中東太平洋海溫異常升高，使得東太平洋地區(qū)的大氣對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，上升氣流加強(qiáng)，原本在東太平洋下沉的氣流減弱，沃克環(huán)流減弱甚至發(fā)生逆轉(zhuǎn)。這種沃克環(huán)流的異常變化通過大氣內(nèi)部的動(dòng)力過程，引發(fā)了一系列的連鎖反應(yīng)。從大氣內(nèi)部動(dòng)力過程來看，沃克環(huán)流的異常會(huì)導(dǎo)致大氣中水平和垂直方向上的氣壓梯度發(fā)生改變。在水平方向上，氣壓梯度的改變使得大氣的水平運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化，進(jìn)而影響大氣中能量的傳輸和分布。在垂直方向上，上升和下沉氣流的變化會(huì)影響大氣的垂直結(jié)構(gòu)和溫度分布。這些變化通過大氣中的波動(dòng)傳播，影響到其他地區(qū)的大氣環(huán)流。厄爾尼諾事件期間，沃克環(huán)流的異常會(huì)激發(fā)大氣中的Rossby波，這些Rossby波向中高緯度地區(qū)傳播，影響東亞地區(qū)的大氣環(huán)流形勢。哈得萊環(huán)流是經(jīng)向大氣環(huán)流，在厄爾尼諾事件期間也會(huì)發(fā)生明顯變化。正常情況下，哈得萊環(huán)流在低緯度地區(qū)，空氣受熱上升，在高空向兩極流動(dòng)，在大約30°N附近下沉，形成一個(gè)閉合的環(huán)流圈。厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶太平洋海溫異常導(dǎo)致低緯度地區(qū)的加熱場發(fā)生改變，使得哈得萊環(huán)流的上升支和下沉支位置和強(qiáng)度發(fā)生變化。在厄爾尼諾年，哈得萊環(huán)流的上升支位置可能會(huì)發(fā)生偏移，強(qiáng)度也可能增強(qiáng)或減弱，這會(huì)影響大氣在經(jīng)向方向上的熱量和水汽輸送。這些大氣環(huán)流異常通過復(fù)雜的大氣遙相關(guān)過程，對(duì)東亞地區(qū)的西風(fēng)急流產(chǎn)生影響。大氣遙相關(guān)是指大氣中不同地區(qū)之間存在的一種遠(yuǎn)距離的相互聯(lián)系，通過大氣波動(dòng)的傳播實(shí)現(xiàn)。厄爾尼諾事件引發(fā)的沃克環(huán)流和哈得萊環(huán)流異常，會(huì)激發(fā)大氣中的遙相關(guān)波列，如PJ遙相關(guān)型和PNA遙相關(guān)型。這些遙相關(guān)波列在傳播過程中，會(huì)改變東亞地區(qū)上空的位勢高度場、溫度場和濕度場等，從而影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的形成和維持機(jī)制。PJ遙相關(guān)型會(huì)在東亞地區(qū)上空形成特定的位勢高度場異常分布，使得西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置發(fā)生變化。當(dāng)PJ遙相關(guān)型導(dǎo)致東亞地區(qū)上空位勢高度場在急流出口區(qū)出現(xiàn)正異常時(shí)，西風(fēng)急流在該區(qū)域強(qiáng)度增強(qiáng)；當(dāng)出現(xiàn)負(fù)異常時(shí)，西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱。拉尼娜事件期間，大氣環(huán)流異常與厄爾尼諾事件相反。沃克環(huán)流會(huì)增強(qiáng)，東太平洋地區(qū)的下沉氣流加強(qiáng)，西太平洋地區(qū)的上升氣流也相應(yīng)增強(qiáng)。哈得萊環(huán)流的變化也與厄爾尼諾事件不同，其上升支和下沉支的位置和強(qiáng)度會(huì)發(fā)生相反方向的調(diào)整。這些大氣環(huán)流異常同樣會(huì)激發(fā)大氣遙相關(guān)波列，但波列的特征和傳播路徑與厄爾尼諾事件時(shí)有所不同，從而導(dǎo)致東亞副熱帶西風(fēng)急流的變化也與厄爾尼諾事件相反。在拉尼娜年，由于大氣環(huán)流異常導(dǎo)致的位勢高度場、溫度場和濕度場的變化，使得西風(fēng)急流在強(qiáng)度、位置和范圍等方面發(fā)生與厄爾尼諾事件相反的改變，西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱，位置西移。4.2遙相關(guān)機(jī)制4.2.1ENSO相關(guān)遙相關(guān)型的形成在ENSO事件的影響下，大氣中會(huì)激發(fā)多種顯著的遙相關(guān)型，其中太平洋-北美型（PNA）和西太平洋型（WP）在聯(lián)系熱帶太平洋海溫異常與東亞副熱帶西風(fēng)急流變化中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。PNA遙相關(guān)型作為北半球冬季大氣環(huán)流的重要遙相關(guān)型之一，其形成與厄爾尼諾和拉尼娜事件引發(fā)的熱帶太平洋海溫異常緊密相連。厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶中東太平洋海溫異常升高，該區(qū)域?qū)α骰顒?dòng)顯著增強(qiáng)，大量的水汽和熱量被釋放到大氣中，使得大氣獲得額外的能量。這種異常的加熱作用會(huì)激發(fā)大氣中的羅斯貝波，這些羅斯貝波在大氣中傳播，形成了PNA遙相關(guān)型。從大氣動(dòng)力學(xué)角度來看，熱帶中東太平洋的強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)作為一個(gè)強(qiáng)大的熱源，會(huì)在其上空產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升氣流，導(dǎo)致高層大氣輻散。這種輻散氣流在科里奧利力的作用下，會(huì)向中高緯度地區(qū)傳播，形成一系列的波列。在傳播過程中，這些波列會(huì)與大氣中的平均氣流相互作用，通過能量的轉(zhuǎn)換和傳遞，最終在北太平洋和北美地區(qū)形成特定的位勢高度場異常分布，從而建立起PNA遙相關(guān)型。具體表現(xiàn)為在北太平洋地區(qū)，從副熱帶到中高緯度地區(qū)，位勢高度場呈現(xiàn)出正負(fù)相間的波列分布，在副熱帶地區(qū)為正高度異常，中緯度地區(qū)為負(fù)高度異常，高緯度地區(qū)又為正高度異常。WP遙相關(guān)型同樣與ENSO事件密切相關(guān)。在厄爾尼諾事件期間，熱帶太平洋海溫異常導(dǎo)致熱帶大氣環(huán)流發(fā)生調(diào)整，進(jìn)而激發(fā)WP遙相關(guān)型。熱帶中東太平洋海溫異常升高引發(fā)的對(duì)流活動(dòng)異常，會(huì)改變大氣中的加熱場分布。這種加熱場的改變會(huì)導(dǎo)致大氣中水平和垂直方向上的氣壓梯度發(fā)生變化，從而激發(fā)大氣中的波動(dòng)。這些波動(dòng)在傳播過程中，通過與大氣平均氣流的相互作用，在西北太平洋地區(qū)形成WP遙相關(guān)型。WP遙相關(guān)型主要表現(xiàn)為在西北太平洋地區(qū)，500hPa位勢高度場呈現(xiàn)出“+-+”的異常分布形式，即從低緯度到高緯度依次為正高度異常、負(fù)高度異常和正高度異常。這種異常的位勢高度場分布會(huì)對(duì)東亞地區(qū)的大氣環(huán)流產(chǎn)生重要影響，進(jìn)而影響東亞副熱帶西風(fēng)急流。這些遙相關(guān)型與東亞副熱帶西風(fēng)急流存在緊密聯(lián)系。PNA遙相關(guān)型通過改變北太平洋和北美地區(qū)的位勢高度場，影響大氣環(huán)流的路徑和強(qiáng)度。當(dāng)PNA遙相關(guān)型處于正位相時(shí)，北太平洋地區(qū)的位勢高度場異常分布會(huì)引導(dǎo)大氣環(huán)流發(fā)生變化，使得東亞地區(qū)上空的西風(fēng)急流受到影響。在冬季，PNA遙相關(guān)型的正位相可能導(dǎo)致東亞副熱帶西風(fēng)急流位置偏南，這是因?yàn)镻NA遙相關(guān)型引發(fā)的大氣環(huán)流變化會(huì)使得冷空氣更容易南下，引導(dǎo)西風(fēng)急流向南移動(dòng)。WP遙相關(guān)型對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響主要體現(xiàn)在其改變了西北太平洋地區(qū)的大氣環(huán)流形勢。當(dāng)WP遙相關(guān)型出現(xiàn)時(shí)，西北太平洋地區(qū)的位勢高度場異常會(huì)影響東亞地區(qū)上空的氣流分布，使得西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置發(fā)生變化。在厄爾尼諾年冬季，WP遙相關(guān)型可能導(dǎo)致東亞副熱帶西風(fēng)急流在日本以東洋面的強(qiáng)度增強(qiáng)，這是由于WP遙相關(guān)型引發(fā)的位勢高度場異常使得該區(qū)域的氣流輻合增強(qiáng)，從而加強(qiáng)了西風(fēng)急流。4.2.2遙相關(guān)對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響路徑ENSO事件激發(fā)的遙相關(guān)型主要通過大氣波動(dòng)的傳播將熱帶地區(qū)的異常信號(hào)傳遞到東亞地區(qū)，進(jìn)而對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的強(qiáng)度、位置和形態(tài)產(chǎn)生影響，這一過程涉及復(fù)雜的大氣動(dòng)力學(xué)過程和能量傳輸機(jī)制。大氣波動(dòng)在ENSO事件影響東亞副熱帶西風(fēng)急流的過程中扮演著關(guān)鍵角色。在厄爾尼諾事件期間，熱帶中東太平洋海溫異常升高，激發(fā)的大氣遙相關(guān)波列，如羅斯貝波，會(huì)沿著大氣中的波導(dǎo)傳播。這些波導(dǎo)是大氣中有利于波動(dòng)傳播的通道，通常與大氣的平均氣流、溫度和濕度分布等因素有關(guān)。羅斯貝波在傳播過程中，會(huì)與大氣中的平均氣流相互作用，通過能量的轉(zhuǎn)換和傳遞，將熱帶地區(qū)的異常信號(hào)傳遞到東亞地區(qū)。從能量傳輸角度來看，羅斯貝波攜帶的能量在傳播過程中會(huì)不斷與大氣中的其他波動(dòng)和平均氣流進(jìn)行交換。當(dāng)羅斯貝波傳播到東亞地區(qū)時(shí)，其攜帶的能量會(huì)改變東亞地區(qū)大氣的能量分布，進(jìn)而影響大氣環(huán)流形勢。在冬季，厄爾尼諾事件激發(fā)的遙相關(guān)波列會(huì)通過影響東亞地區(qū)上空的位勢高度場，改變西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置。PNA遙相關(guān)型引發(fā)的大氣環(huán)流變化，使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生異常，導(dǎo)致西風(fēng)急流位置偏南。在1997-1998年厄爾尼諾事件冬季，PNA遙相關(guān)型處于正位相，使得東亞地區(qū)上空位勢高度場呈現(xiàn)北高南低的異常分布，這種位勢高度場的異常引導(dǎo)西風(fēng)急流向南移動(dòng)，導(dǎo)致西風(fēng)急流位置偏南。在夏季，遙相關(guān)波列對(duì)西風(fēng)急流的影響機(jī)制有所不同。厄爾尼諾事件引發(fā)的大氣環(huán)流調(diào)整，會(huì)通過影響東亞地區(qū)上空的溫度場和濕度場，改變西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置。厄爾尼諾事件導(dǎo)致熱帶太平洋海溫異常，引發(fā)大氣遙相關(guān)波列，使得東亞地區(qū)上空的溫度場和濕度場發(fā)生改變，在急流區(qū)內(nèi)偏南部形成有利于西風(fēng)急流增強(qiáng)的環(huán)流條件，從而導(dǎo)致西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)。拉尼娜事件激發(fā)的遙相關(guān)波列對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流的影響路徑與厄爾尼諾事件相反。在冬季，拉尼娜事件引發(fā)的大氣環(huán)流異常會(huì)使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場呈現(xiàn)與厄爾尼諾事件相反的分布，導(dǎo)致西風(fēng)急流位置偏北。在1988-1989年拉尼娜事件冬季，大氣遙相關(guān)波列使得東亞地區(qū)上空位勢高度場呈現(xiàn)南高北低的異常分布，引導(dǎo)西風(fēng)急流向北移動(dòng)，西風(fēng)急流位置偏北。在夏季，拉尼娜事件導(dǎo)致的大氣環(huán)流變化會(huì)使得東亞地區(qū)上空的環(huán)流形勢不利于西風(fēng)急流的加強(qiáng)，在急流區(qū)內(nèi)偏南部形成不利于西風(fēng)急流維持的環(huán)流條件，導(dǎo)致西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱。除了強(qiáng)度和位置的影響，遙相關(guān)波列還會(huì)對(duì)西風(fēng)急流的形態(tài)產(chǎn)生影響。在厄爾尼諾事件期間，遙相關(guān)波列導(dǎo)致的大氣環(huán)流異常會(huì)使得西風(fēng)急流的彎曲度增大，在日本以東洋面出現(xiàn)分支現(xiàn)象。這是因?yàn)檫b相關(guān)波列引發(fā)的位勢高度場異常使得該區(qū)域的氣流受到不同方向的作用力，導(dǎo)致西風(fēng)急流的流動(dòng)路徑變得更加曲折，出現(xiàn)分支現(xiàn)象。拉尼娜事件期間，大氣遙相關(guān)波列使得西風(fēng)急流的彎曲度減小，在日本以東洋面的分支急流會(huì)逐漸合并為一支相對(duì)較強(qiáng)的急流，這是由于拉尼娜事件引發(fā)的位勢高度場異常和大氣環(huán)流變化，使得該區(qū)域的氣流分布更加集中，有利于西風(fēng)急流的合并。4.3能量傳輸與轉(zhuǎn)換機(jī)制4.3.1能量在不同尺度間的傳輸在ENSO事件中，能量在熱帶海洋、大氣環(huán)流和西風(fēng)急流等不同尺度間的傳輸過程十分復(fù)雜，且對(duì)西風(fēng)急流產(chǎn)生著重要影響。從熱帶海洋到大氣環(huán)流，厄爾尼諾事件期間，熱帶中東太平洋海溫異常升高，這使得海洋向大氣的能量輸送顯著增加。海洋通過感熱和潛熱通量的形式，將大量能量傳遞給大氣，使大氣的能量平衡發(fā)生改變。海洋表面的暖水層厚度增加，向上的感熱通量增大，導(dǎo)致大氣底層增溫。海洋蒸發(fā)作用增強(qiáng)，潛熱通量增大，為大氣提供了更多的水汽和能量，使得大氣對(duì)流活動(dòng)顯著增強(qiáng)。這種能量輸送改變了大氣環(huán)流的基本狀態(tài)，激發(fā)了大氣中的遙相關(guān)波列，如太平洋-日本（PJ）遙相關(guān)型和太平洋-北美（PNA）遙相關(guān)型。這些遙相關(guān)波列通過大氣中的波動(dòng)傳播，將熱帶海洋的異常能量信號(hào)傳遞到中高緯度地區(qū)，進(jìn)而影響東亞地區(qū)的大氣環(huán)流。大氣環(huán)流與西風(fēng)急流之間也存在著密切的能量傳輸關(guān)系。當(dāng)大氣遙相關(guān)波列傳播到東亞地區(qū)時(shí)，會(huì)改變東亞上空的大氣環(huán)流形勢，進(jìn)而影響西風(fēng)急流。在厄爾尼諾年冬季，PJ遙相關(guān)型使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場發(fā)生異常，在急流出口區(qū)形成有利于西風(fēng)急流增強(qiáng)的環(huán)流形勢。這種環(huán)流形勢的改變，使得大氣中的能量在該區(qū)域重新分配，部分能量向西風(fēng)急流匯聚，導(dǎo)致西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)。從能量角度來看，大氣環(huán)流的異常使得水平和垂直方向上的氣壓梯度發(fā)生改變，進(jìn)而影響大氣的運(yùn)動(dòng)和能量傳輸。在急流出口區(qū)，氣壓梯度的變化使得大氣的水平運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，帶動(dòng)了更多的能量向該區(qū)域輸送，從而增強(qiáng)了西風(fēng)急流的強(qiáng)度。拉尼娜事件期間，能量傳輸過程與厄爾尼諾事件相反。熱帶中東太平洋海溫異常降低，海洋向大氣的能量輸送減少，大氣獲得的能量降低，對(duì)流活動(dòng)減弱。這使得大氣遙相關(guān)波列的激發(fā)和傳播也與厄爾尼諾事件不同，導(dǎo)致東亞地區(qū)上空的大氣環(huán)流形勢不利于西風(fēng)急流的加強(qiáng)。在拉尼娜年冬季，大氣遙相關(guān)波列使得急流出口區(qū)的位勢高度場發(fā)生異常，不利于能量向西風(fēng)急流匯聚，導(dǎo)致西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱，位置西移。這種能量傳輸?shù)淖兓粌H影響了西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置，還對(duì)其形態(tài)產(chǎn)生影響。在厄爾尼諾事件期間，能量傳輸導(dǎo)致的大氣環(huán)流異常使得西風(fēng)急流的彎曲度增大，出現(xiàn)分支現(xiàn)象；而在拉尼娜事件期間，能量傳輸變化使得西風(fēng)急流的彎曲度減小，分支急流合并。4.3.2動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)換在西風(fēng)急流中，動(dòng)能與勢能之間存在著密切的轉(zhuǎn)換關(guān)系，這種轉(zhuǎn)換關(guān)系在維持西風(fēng)急流的穩(wěn)定性和變化特征方面起著關(guān)鍵作用，而ENSO事件通過改變這種能量轉(zhuǎn)換對(duì)西風(fēng)急流產(chǎn)生重要影響。從基本原理來看，動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)換與大氣的運(yùn)動(dòng)和熱力狀態(tài)密切相關(guān)。在大氣中，空氣的水平和垂直運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)能，而大氣的溫度和氣壓分布決定了勢能的大小。當(dāng)大氣受熱不均時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度梯度和氣壓梯度，從而形成勢能。在西風(fēng)急流中，空氣的高速水平運(yùn)動(dòng)具有較大的動(dòng)能。當(dāng)西風(fēng)急流發(fā)生變化時(shí)，其動(dòng)能與勢能會(huì)相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，空氣的水平運(yùn)動(dòng)加快，動(dòng)能增大，這可能是由于大氣中勢能的釋放轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在冬季，中高緯度地區(qū)冷空氣活動(dòng)頻繁，大氣中的勢能較大，當(dāng)冷空氣南下與低緯度暖空氣相互作用時(shí)，勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使得西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)。ENSO事件對(duì)西風(fēng)急流動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)換的影響主要通過改變大氣環(huán)流和溫度場來實(shí)現(xiàn)。在厄爾尼諾事件期間，熱帶太平洋海溫異常升高，引發(fā)大氣環(huán)流異常，使得東亞地區(qū)上空的溫度場和氣壓場發(fā)生改變。在厄爾尼諾年冬季，PJ遙相關(guān)型導(dǎo)致東亞地區(qū)上空位勢高度場異常，使得西風(fēng)急流在急流出口區(qū)強(qiáng)度增強(qiáng)。從能量轉(zhuǎn)換角度來看，這種位勢高度場的異常使得大氣中的勢能重新分布，部分勢能在急流出口區(qū)釋放并轉(zhuǎn)化為西風(fēng)急流的動(dòng)能，導(dǎo)致西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)。同時(shí)，厄爾尼諾事件還會(huì)影響大氣的垂直運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而影響動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)換。在熱帶中東太平洋地區(qū)，海溫異常升高導(dǎo)致對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，上升氣流加強(qiáng)，這會(huì)使得大氣的垂直運(yùn)動(dòng)加劇，動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)換更加活躍。這種垂直運(yùn)動(dòng)的變化通過大氣遙相關(guān)波列影響到東亞地區(qū)，改變了西風(fēng)急流區(qū)域的動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)換過程。拉尼娜事件期間，大氣環(huán)流和溫度場的變化與厄爾尼諾事件相反，對(duì)西風(fēng)急流動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)換的影響也不同。熱帶中東太平洋海溫異常降低，大氣環(huán)流異常使得東亞地區(qū)上空的位勢高度場不利于西風(fēng)急流的加強(qiáng)。在拉尼娜年冬季，西風(fēng)急流在急流出口區(qū)強(qiáng)度減弱，這是由于大氣中的勢能分布不利于向動(dòng)能轉(zhuǎn)化，西風(fēng)急流的動(dòng)能減小。拉尼娜事件導(dǎo)致的大氣垂直運(yùn)動(dòng)變化也會(huì)影響動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)換，使得西風(fēng)急流區(qū)域的能量轉(zhuǎn)換過程與厄爾尼諾事件時(shí)相反，進(jìn)一步導(dǎo)致西風(fēng)急流強(qiáng)度和位置的變化。五、ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流影響的診斷分析方法5.1統(tǒng)計(jì)診斷方法5.1.1相關(guān)分析相關(guān)分析作為一種常用的統(tǒng)計(jì)方法，在研究ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流關(guān)系中具有重要作用，能夠幫助我們定量地揭示兩者之間的關(guān)聯(lián)程度和方向。在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)分析主要通過計(jì)算相關(guān)系數(shù)來衡量兩個(gè)變量之間線性關(guān)系的密切程度。對(duì)于ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流，通常選取Nino3.4指數(shù)來表征ENSO事件的強(qiáng)度和位相，因?yàn)镹ino3.4區(qū)域（5°S-5°N，170°-120°W）的海溫異常被認(rèn)為是ENSO事件的關(guān)鍵信號(hào)區(qū)域，Nino3.4指數(shù)能較好地反映ENSO事件的變化特征。對(duì)于東亞副熱帶西風(fēng)急流，則選取其關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)的緯向風(fēng)作為代表變量，如在200hPa高度層上，110°E-140°E，25°N-40°N區(qū)域內(nèi)的緯向風(fēng)平均值，該區(qū)域是東亞副熱帶西風(fēng)急流活動(dòng)的關(guān)鍵區(qū)域，其緯向風(fēng)的變化能有效反映西風(fēng)急流的強(qiáng)度和位置變化。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算通常采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)公式：r=\frac{\sum_{i=1}^{n}(x_{i}-\bar{x})(y_{i}-\bar{y})}{\sqrt{\sum_{i=1}^{n}(x_{i}-\bar{x})^{2}\sum_{i=1}^{n}(y_{i}-\bar{y})^{2}}}其中，r為相關(guān)系數(shù)，n為樣本數(shù)量，x_{i}和y_{i}分別為兩個(gè)變量的第i個(gè)觀測值，\bar{x}和\bar{y}分別為兩個(gè)變量的平均值。相關(guān)系數(shù)r的取值范圍為[-1,1]，當(dāng)r>0時(shí)，表示兩個(gè)變量呈正相關(guān)，即一個(gè)變量增加時(shí)，另一個(gè)變量也傾向于增加；當(dāng)r<0時(shí)，表示兩個(gè)變量呈負(fù)相關(guān)，即一個(gè)變量增加時(shí)，另一個(gè)變量傾向于減少；當(dāng)r=0時(shí)，表示兩個(gè)變量之間不存在線性相關(guān)關(guān)系。以實(shí)際研究為例，通過計(jì)算1948-2023年期間Nino3.4指數(shù)與東亞副熱帶西風(fēng)急流關(guān)鍵區(qū)域緯向風(fēng)的相關(guān)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)厄爾尼諾事件期間，Nino3.4指數(shù)與冬季西風(fēng)急流出口區(qū)（130°E-150°E）緯向風(fēng)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.5左右。這表明在厄爾尼諾年冬季，隨著Nino3.4指數(shù)的升高，即熱帶中東太平洋海溫異常升高，西風(fēng)急流出口區(qū)的緯向風(fēng)也增強(qiáng)，西風(fēng)急流強(qiáng)度增大。而在拉尼娜事件期間，Nino3.4指數(shù)與冬季西風(fēng)急流出口區(qū)緯向風(fēng)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)約為-0.4，意味著隨著Nino3.4指數(shù)降低，熱帶中東太平洋海溫異常降低，西風(fēng)急流出口區(qū)緯向風(fēng)減弱，西風(fēng)急流強(qiáng)度減小。相關(guān)分析結(jié)果的顯著性檢驗(yàn)是判斷相關(guān)關(guān)系是否真實(shí)可靠的重要環(huán)節(jié)。常用的顯著性檢驗(yàn)方法為t檢驗(yàn)，通過計(jì)算t統(tǒng)計(jì)量，并與給定顯著性水平下的臨界值進(jìn)行比較來確定相關(guān)系數(shù)是否顯著。在實(shí)際研究中，一般設(shè)定顯著性水平為0.05或0.01。當(dāng)計(jì)算得到的t統(tǒng)計(jì)量大于臨界值時(shí)，表明相關(guān)系數(shù)在該顯著性水平下顯著，即兩個(gè)變量之間的相關(guān)關(guān)系不太可能是由隨機(jī)因素導(dǎo)致的，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；反之，則認(rèn)為相關(guān)關(guān)系不顯著，可能是由于隨機(jī)誤差或其他未考慮因素造成的。相關(guān)分析結(jié)果的物理意義在于，它從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度揭示了ENSO事件與東亞副熱帶西風(fēng)急流之間的聯(lián)系，為進(jìn)一步探討兩者之間的物理機(jī)制提供了線索。通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系，暗示了熱帶太平洋海溫異常與西風(fēng)急流變化之間可能存在的因果關(guān)系或共同的影響因素。厄爾尼諾事件期間Nino3.4指數(shù)與西風(fēng)急流強(qiáng)度的正相關(guān)關(guān)系，表明熱帶中東太平洋海溫異常升高可能通過某種物理過程導(dǎo)致西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)，這為后續(xù)深入研究海氣相互作用、大氣遙相關(guān)等機(jī)制提供了方向。5.1.2合成分析合成分析是研究ENSO事件對(duì)東亞副熱帶西風(fēng)急流影響的另一種重要統(tǒng)計(jì)方法，它通過將具有相同特征（如厄爾尼諾年或拉尼娜年）的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，從而突出這些樣本所共有的信號(hào)，減弱隨機(jī)噪聲的影響，能夠更清晰地展示ENSO事件不同位相下西風(fēng)急流的變化特征。合成分析的基本步驟包括樣本選取、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和合成計(jì)算。在樣本選取階段，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的ENSO事件判定標(biāo)準(zhǔn)，確定厄爾尼諾年和拉尼娜年。如前文所述，當(dāng)Nino3.4區(qū)域（5°S-5°N，170°-120°W）3個(gè)月滑動(dòng)平均海溫指數(shù)達(dá)到或超過0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，判定為厄爾尼諾事件；當(dāng)該指數(shù)低于-0.5℃且持續(xù)至少5個(gè)月時(shí)，則判定為拉尼娜事件。在1948-2023年期間，共確定了多個(gè)厄爾尼諾年和拉尼娜年作為樣本。在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化階段，為了消除不同變量之間量綱和尺度的影響，使不同年份的數(shù)據(jù)具有可比性，對(duì)選取的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對(duì)于東亞副熱帶西風(fēng)急流的緯向風(fēng)數(shù)據(jù)，通常采用以下標(biāo)準(zhǔn)化公式：Z_{ij}=\frac{X_{ij}-\bar{X}_{j}}{S_{j}}其中，Z_{ij}為標(biāo)準(zhǔn)化后的第i年第j個(gè)變量的值，X_{ij}為原始的第i年第j個(gè)變量的值，\bar{X}_{j}為第j個(gè)變量的多年平均值，S_{j}為第j個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)差。在合成計(jì)算階段，分別對(duì)厄爾尼諾年和拉尼娜年的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，得到厄爾尼諾年和拉尼娜年的合成場。對(duì)于200hPa高度層的東亞副熱帶西風(fēng)急流緯向風(fēng)，計(jì)算厄爾尼諾年和拉尼娜年冬季（12月-次年2月）和夏季（6月-8月）的緯向風(fēng)合成平均值，從而得到不同季節(jié)、不同ENSO位相下西風(fēng)急流的合成場。以冬季為例，厄爾尼諾年冬季的合成分析結(jié)果顯示，200hPa東亞副熱帶西風(fēng)急流在急流出口區(qū)（約130°E-150°E）緯向風(fēng)呈現(xiàn)正距平，表明該區(qū)域西風(fēng)急流強(qiáng)度增強(qiáng)。通過合成多個(gè)厄爾尼諾年冬季的數(shù)據(jù)，得到的合成場中，急流出口區(qū)的緯向風(fēng)平均值比多年平均場高出3-5m/s，這清晰地展示了厄爾尼諾事件對(duì)冬季西風(fēng)急流強(qiáng)度在急流出口區(qū)的增強(qiáng)作用。而拉尼娜年冬季的合成分析結(jié)果則表明，急流在急流出口區(qū)緯向風(fēng)呈現(xiàn)負(fù)距平，西風(fēng)急流強(qiáng)度減弱，合成場中急流出口區(qū)的緯向風(fēng)平均值比多年平均場低2-4m/s。在夏季，厄爾尼諾年合成分析顯示，西風(fēng)急流在急流區(qū)內(nèi)的偏南部（約25°N-35°N）緯向風(fēng)有正距平，強(qiáng)度增強(qiáng)；拉尼娜年合成分析顯示，急流區(qū)內(nèi)偏南部緯向風(fēng)有負(fù)距平，強(qiáng)度減弱。通過對(duì)比不同合成結(jié)果，可以直觀地看出ENSO事件不同位相下西風(fēng)急流在強(qiáng)度、位置和范圍等方面的差異。在位置方面，厄爾尼諾年冬季西風(fēng)急流出口區(qū)東擴(kuò)，拉尼娜年冬季西移；在范圍方面，厄爾尼諾年夏季西風(fēng)急流在急流區(qū)內(nèi)偏南部范圍有所擴(kuò)展，拉尼娜年夏季則收縮。合成分析方法的原理基于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的大數(shù)定律，即當(dāng)樣本數(shù)量足夠大時(shí)，樣本的平均值能夠較好地反映總體的特征。通過將多個(gè)厄爾尼諾年或拉尼娜年的數(shù)據(jù)進(jìn)行合成，能夠突出ENSO事件對(duì)西風(fēng)急流影響的共同信號(hào)，減少個(gè)別年份異常數(shù)據(jù)的干擾，從而更準(zhǔn)確地揭