萬云霞 晏紅明 金燕 任菊章 黎文懋

摘要 2008年初和2016年初分別經(jīng)歷了一次中等強(qiáng)度以上的La Nia和El Nio事件，在不同的厄爾尼諾-南方濤動（El Nio／Southern Oscillation，ENSO）背景下，云南均發(fā)生了低溫雨雪冰凍天氣。本文利用大氣環(huán)流、海表溫度、云南124個觀測站逐月溫度等資料，通過多種統(tǒng)計(jì)方法探討了不同ENSO背景下極端冷事件發(fā)生的原因。結(jié)果表明：1）2008年初和2016年初云南冬季極端冷事件在2月表現(xiàn)更明顯。2）不同ENSO背景下，2月大氣環(huán)流和云南氣溫變化差異較大。La Nia（El Nio）年西伯利亞高壓加強(qiáng)（減弱），位勢高度場北（西）高南（東）低，西太平洋副高偏弱（強(qiáng)），菲律賓異常（反）氣旋西北側(cè)異常北（南）風(fēng)加強(qiáng)，東亞冬季風(fēng)偏強(qiáng)（弱），云南東部氣溫偏低（高）。3）2008年和2016年的東北太平洋大氣環(huán)流異常對赤道中東太平洋海溫異常均有響應(yīng)，同時2008年赤道中東太平洋冷海溫作用激發(fā)的菲律賓氣旋西部偏北氣流對東亞冬季風(fēng)的加強(qiáng)和向南活動有重要影響，而2016年赤道中東太平洋暖海溫對菲律賓地區(qū)環(huán)流變化的影響并不顯著。4）北極濤動（Arctic Oscillation，AO）和北極海冰變化對2008年2月和2016年2月西伯利亞高壓的加強(qiáng)的影響表現(xiàn)出一定的差異特征，2月AO負(fù)位相變化對2008年西伯利亞高壓的加強(qiáng)影響較大，而2月北極海冰偏少對2016年西伯利亞高壓加強(qiáng)的影響顯著。

關(guān)鍵詞El Nio事件;La Nia事件;云南極端冷事件;北極濤動;北極海冰

在全球變暖的背景下，極端天氣氣候事件頻發(fā)。2008年初和2016年初發(fā)生在我國南方的兩次低溫雨雪冰凍天氣，對國民經(jīng)濟(jì)、交通、電力傳輸、通信、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了嚴(yán)重的影響，云南亦未能幸免，并呈現(xiàn)出強(qiáng)度強(qiáng)、影響范圍廣、持續(xù)時間長、危害程度大等特點(diǎn)（晏紅明等，2009）。

我國地處著名的東亞季風(fēng)區(qū)，東亞冬季風(fēng)是影響我國冬季氣候的主要因子（陳文等，2013;王會軍和范可，2013），強(qiáng)冬季風(fēng)常常會帶來寒潮、低溫、冰凍等災(zāi)害（丁一匯，1990;黃榮輝等，2008）。ENSO事件作為海氣相互作用中信號最強(qiáng)的現(xiàn)象，對東亞冬季風(fēng)和我國冬季氣候變化有非常重要的影響，El Nio（La Nia）事件的發(fā)生將削弱（加強(qiáng)）東亞冬季風(fēng)（李崇銀和穆明權(quán)，2000;王會軍和賀圣平，2012;陳文等，2013），進(jìn)而導(dǎo)致東亞東部大部分地區(qū)氣溫偏高（偏低），相應(yīng)出現(xiàn)暖冬（冷冬）。2008年初和2016年初分別經(jīng)歷了一次中等強(qiáng)度以上的La Nia和El Nio事件，在兩種完全相反的海溫背景下，云南大部地區(qū)卻同樣出現(xiàn)了氣溫偏低現(xiàn)象。以往的研究對這兩年極端冷事件發(fā)生原因進(jìn)行了研究（丁一匯等，2008;高輝等，2008;晏紅明等，2009;張韌等，2012;賀圣平等，2016;施春華等，2016;武炳義和楊琨，2016;Liao et al.，2020;Wang et al.，2020）。但是，為什么在完全相反海溫背景下會發(fā)生同樣的低溫冷事件？2016年冷事件中El Nio暖海溫的貢獻(xiàn)如何？這些問題還不清楚，值得開展進(jìn)一步研究。本文對比分析了2008年初和2016年初兩次不同ENSO背景下云南氣候異常和大氣環(huán)流的差異，探討了赤道東太平洋海溫的影響作用，對進(jìn)一步了解云南低溫冷事件形成的可能原因有重要的科學(xué)意義。

1 資料和方法

本文所用資料包括：1）國家氣候中心提供的ENSO歷史事件統(tǒng)計(jì)（http：／／cmdp.ncc-cma.net／download／ENSO／Monitor／ENSO_history_events.pdf）。2）1948—2018年美國國家環(huán)境預(yù)測中心和國家大氣研究中心（National Centers for Environmental Prediction／National Center for Atmospheric Research，NCEP／NCAR）再分析資料，網(wǎng)格分辨率為2.5°×2.5°，物理量包括海平面氣壓場、高度場、風(fēng)場等（Kalnay et al.，1996）。3）1950—2018年美國NOAA中心Nio指數(shù)、AO指數(shù)（https：／／psl.noaa.gov／data／climateindices／list／，https：／／ftp.cpc.ncep.noaa.gov／cwlinks／）。 4）1891—2017年美國NOAA月平均海表溫度資料（COBE-SST），網(wǎng)格分辨率為1°×1°（Folland and Parker，1995;Ishii et al.，2005）。5）1961—2019年云南124個觀測站逐月溫度、2008年和2016年1—2月逐日溫度資料。6）Hadley中心提供的1870—2019年海冰資料（https：／／www.metoffice.gov.uk／hadobs／hadisst／data／download.html）。

采用的研究方法主要包括合成分析、回歸分析、相關(guān)分析，顯著性檢驗(yàn)采用t檢驗(yàn)（魏鳳英，1999）。文中冬季指的是當(dāng)年12月—次年2月，多年氣候平均為1981—2010年的平均。區(qū)域（70°～120°E，40°～60°N）平均海平面氣壓（Sea Level Pressure，SLP）值代表西伯利亞高壓強(qiáng)度（龔道溢等，2002）;區(qū)域（80°～120°E，25°～35°N）與區(qū)域（80°～120°E，50°～60°N）500 hPa緯向風(fēng)平均值之差為東亞冬季風(fēng)指數(shù)（朱艷峰，2008）;北極海冰指數(shù)為區(qū)域（0°～360°E，40°～90°N）平均的海冰密集度，并去除了線性趨勢。

2 2008年和2016年冬季云南氣溫異常特征及熱帶海溫狀況

2.1 云南氣溫異常特征

從1961—2019年1—2月云南全省平均氣溫距平變化可以看到，在1990s后期氣候變暖背景下，云南冬季出現(xiàn)低溫現(xiàn)象比較少，1—2月僅2000、2007、2008、2011和2016年出現(xiàn)氣溫偏低現(xiàn)象，其中，2008年和2016年1—2月平均氣溫比多年氣候平均分別偏低1.0 ℃和0.7 ℃，是1997年之后氣溫偏低最明顯的兩個年份（圖1a）。進(jìn)一步分析2008年和2016年1—2月云南東部（102°E以東的云南區(qū)域）逐日氣溫變化，看到兩次冷事件的起始時間基本一致，從1月下旬開始，至2月下旬基本結(jié)束，其間除短暫時段氣溫呈正距平外，其余時段的氣溫持續(xù)偏低，尤其2月氣溫持續(xù)偏低的特征比較明顯（圖1b），但在空間分布上卻有明顯的差異：2008年2月（圖1c）氣溫偏低范圍較大，除滇西南局部溫度稍偏高外，其余地區(qū)均偏低;2016年2月（圖1d）呈現(xiàn)東冷西暖特征，偏冷區(qū)主要位于東部地區(qū)，但總體而言2008年2月和2016年2月云南氣溫呈現(xiàn)整體偏低的特征，全省平均氣溫距平分別為-2.9 ℃和-1.3 ℃。

2.2 海溫狀況

根據(jù)國家氣候中心對ENSO歷史事件的統(tǒng)計(jì)，2008年初和2016年初分別經(jīng)歷了中等強(qiáng)度以上的La Nia和El Nio事件，2月赤道太平洋海溫距平的分布完全體現(xiàn)了這兩次事件的典型特征（圖2a、b）：赤道中東太平洋地區(qū)2008年為冷海溫，2016年為暖海溫。從2007—2008、2015—2016年逐月Nio3.4指數(shù)的距平變化可知（圖2c），2008年為中等強(qiáng)度的東部型La Nia年，La Nia事件從2007年7月持續(xù)至2008年5月，-1.7 ℃的冷海溫峰值出現(xiàn)在2008年1月，3月之后冷海溫強(qiáng)度逐漸減弱，但仍維持冷水狀態(tài);2016年為超強(qiáng)東部型El Nio年，El Nio事件持續(xù)時間較長，從2014年10月持續(xù)至2016年5月，其間2015年7月至2016年3月Nio3.4指數(shù)超過-1.5 ℃，-2.8 ℃的暖海溫峰值出現(xiàn)在2015年12月。

3 不同ENSO背景下云南氣溫和大氣環(huán)流異常的氣候特征

3.1 云南氣溫異常特征

為進(jìn)一步探討2008年和2016年兩種不同ENSO背景下熱帶中東太平洋海溫異常對極端冷事件的影響，首先來看兩種不同海溫背景下云南氣溫以及大氣環(huán)流異常的特征。根據(jù)國家氣候中心ENSO事件監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，選取中等及以上強(qiáng)度的ENSO事件進(jìn)行分析，1961—2018年期間，冬季El Nio事件有10 a，分別是1965、1972、1982、1986、1991、1994、1997、2002、2009、2015年;La Nia事件有8 a，分別是1970、1973、1975、1988、1998、1999、2007、2010年。

上面的分析表明2008年和2016年云南氣溫持續(xù)偏低的特征在2月較明顯，這里主要對2月云南氣溫及大氣環(huán)流異常的特征進(jìn)行分析。圖3為以上La Nia事件和El Nio事件冬季2月云南氣溫的合成及差值，可以看到不同ENSO背景下云南氣溫分布存在明顯差異：La Nia年（圖3a），滇西、滇西北大部地區(qū)氣溫偏高，其余地區(qū)氣溫偏低，尤其滇中以東以南地區(qū)偏低幅度大;El Nio年（圖3b），大致表現(xiàn)為東暖西冷的分布。La Nia年和El Nio年合成差值場（圖3c）的東西差異特征更加明顯，通過顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域主要集中在云南東部地區(qū)，表明ENSO事件對云南東部地區(qū)2月溫度的影響比較顯著，El Nio年東部地區(qū)氣溫偏高，La Nia年偏低，對滇中及以西地區(qū)氣溫的影響較小。以上結(jié)論與晏紅明等（2009）得出的赤道中東太平洋海溫異常與云南冬季氣溫的顯著相關(guān)區(qū)位于云南東部較小的范圍的結(jié)論是一致的。

3.2 大氣環(huán)流異常特征

圖4為2月不同位相ENSO背景下合成的高低層大氣環(huán)流距平場，可以看到兩種不同海溫背景下高低層大氣環(huán)流有明顯差異，尤其在北太平洋、東亞中低緯度大陸和熱帶海洋地區(qū)。SLP距平場上（圖4a、b），La Nia年阿留申低壓減弱、西伯利亞高壓略加強(qiáng)，熱帶海洋La Nia年印度洋至西太平洋為SLP負(fù)距平，赤道中東太平洋為SLP正距平;El Nio年剛好相反。

500 hPa位勢高度距平場（圖4c、d）上差異最明顯的區(qū)域主要集中在太平洋、印度洋、東亞東部、西亞和歐洲南部地區(qū)。La Nia年北太平洋為高度正距平，正距平區(qū)向西擴(kuò)展至華北，在東亞東部地區(qū)形成負(fù)-正-負(fù)的經(jīng)向波列，西太平洋中低緯度的負(fù)距平區(qū)有利于導(dǎo)致西太平洋副熱帶高壓減弱，印度洋至歐洲南部為負(fù)距平區(qū)，負(fù)距平中心位于里海北部附近地區(qū);El Nio年上述地區(qū)的高度距平場變化剛好相反。冬季東亞大槽強(qiáng)弱變化與冷空氣活動密切相關(guān)，從以上高度距平場變化看到，盡管La Nia年東亞槽活動表現(xiàn)為偏北，但東亞中低緯度地區(qū)北高南低的形勢明顯，有利于冷空氣南下，是冬季影響云南冷空氣活動的主要形勢（晏紅明等，2009）;El Nio年中高緯度鄂霍次克海至北太平洋為負(fù)距平，與La Nia年相比東亞槽位置有所偏南，但東亞中低緯度地區(qū)北低南高形勢顯著，不利于冷空氣向南侵入影響低緯度地區(qū)。

850 hPa距平風(fēng)場（圖4e、f）也呈現(xiàn)出明顯不同的特征，距平風(fēng)場在赤道太平洋、北太平洋地區(qū)、菲律賓、東亞沿岸的差異最大。首先來看熱帶地區(qū)的風(fēng)場差異，受海溫異常的影響，La Nia年赤道中西太平洋為異常東風(fēng)，赤道東印度洋至加里曼丹島為異常西風(fēng)，新幾內(nèi)亞為異常東西風(fēng)的輻合區(qū)，菲律賓附近為異常氣旋，其西北側(cè)東亞沿岸為異常北風(fēng)，導(dǎo)致東亞冬季風(fēng)偏強(qiáng);El Nio年熱帶地區(qū)的風(fēng)場變化與La Nia年剛好相反，菲律賓附近為異常反氣旋，其西北側(cè)東亞沿岸為異常南風(fēng)，導(dǎo)致東亞冬季風(fēng)偏弱。除了熱帶地區(qū)的風(fēng)場變化的差異，北太平洋地區(qū)的風(fēng)場也表現(xiàn)出明顯的差異，La Nia年為異常反氣旋，El Nio年為異常氣旋，該異常環(huán)流南側(cè)的風(fēng)場異常與赤道太平洋地區(qū)的風(fēng)場異常是密切聯(lián)系的。

綜上所述，不同ENSO事件對2月高低層大氣環(huán)流和云南氣溫的影響存在顯著差異。其中海溫異常對大氣環(huán)流影響最顯著的區(qū)域主要集中在北太平洋和低緯度的熱帶印度洋和太平洋地區(qū)，通過了置信度為95％的顯著性水平檢驗(yàn)。尤其值得關(guān)注的是高層500 hPa中低緯度地區(qū)的高度異常、低層850 hPa北太平洋地區(qū)和菲律賓地區(qū)的環(huán)流異常，這些地區(qū)的環(huán)流異常與冷空氣的活動有密切聯(lián)系。例如：La Nia年500 hPa中低緯度高度負(fù)異常有利于東亞地區(qū)形成北高南低的高度場配置，并有利于西太平洋副高減弱，菲律賓異常氣旋西北側(cè)偏北氣流有利于引導(dǎo)冷空氣向南活動，而東北太平洋地區(qū)的異常反氣旋會通過齒輪耦合的作用影響阿留申低壓的活動;El Nio年上述地區(qū)的大氣環(huán)流變化剛好相反，不利于冷空氣的向南活動影響云南。

以上分析表明赤道中東太平洋地區(qū)不同的海溫變化通過影響大氣環(huán)流異常，進(jìn)而影響冷空氣的活動和云南冬季的氣溫變化。那么作為不同ENSO背景的典型La Nia年2008年和典型El Nio年2016年，在低緯高原地區(qū)卻都出現(xiàn)了相同的極端低溫事件，那這兩年的大氣環(huán)流有怎樣的異常變化呢？赤道中東太平洋海溫的作用如何？下面將進(jìn)行分析。

4 影響2008年和2016年冷事件的關(guān)鍵因子

4.1 兩次冷事件大氣環(huán)流的異常特征

首先分析2008年和2016年大氣環(huán)流的異常特征，再對比分析這兩年的大氣環(huán)流異常與La Nia年和El Nio年合成的大氣環(huán)流異常場的差異特征，進(jìn)而考察這兩個典型年份赤道中東太平洋海溫的影響作用，以及2008年和2009年冷事件發(fā)生的關(guān)鍵影響因子。由圖1看到，2008年云南極端冷事件自1月27日開始，2016年自1月23日開始。為突出氣候異常的階段性特征，本部分采用逐日資料進(jìn)行分析。2008年低溫時段為1月27日至2月28日;2016年低溫時段為1月23日至2月28日，2月9至14日氣溫偏高，研究時剔除。

由圖5可以看出，2008年和2016年冷事件的高低層大氣環(huán)流分布明顯不同。SLP距平場（圖5a、b）上，2008年和2016年西伯利亞高壓、阿留申低壓均較常年偏強(qiáng);熱帶海洋上的差異較大，2008年赤道印度洋中東部-西太平洋地區(qū)為負(fù)距平，中東太平洋為正距平，而2016年赤道印度洋-太平洋均為正距平。500 hPa位勢高度距平場上，2008年和2016年東亞大槽均加深加強(qiáng)，但2008年東亞槽的位置明顯偏東，貝加爾湖至蒙古為正距平，青藏高原至東南亞為高度負(fù)距平，東亞中低緯度地區(qū)北高南低形勢非常明顯（圖5c）;2016年歐亞中高緯度地區(qū)表現(xiàn)為負(fù)-正-負(fù)的異常經(jīng)向波列，青藏高原為正高度距平，東亞東部負(fù)高度距平顯著，非常有利于東亞大槽加深（圖5d）。從2008年和2016年兩個典型年高度距平場變化看到，東亞地區(qū)2008年為北高南低形勢，2016年為西高東低形勢，與Wang et al.（2020）研究指出的兩種引起低溫事件的偶極子型非常相似，和Si et al.（2021）提出的北極濤動偶極型也非常類似。

850 hPa風(fēng)場上，2008年低緯度赤道中西太平洋為異常東風(fēng)，赤道東印度洋至加里曼丹島為異常西風(fēng)，菲律賓群島為異常東西風(fēng)的輻合區(qū)，菲律賓附近為異常氣旋;中高緯度地區(qū)在東北太平洋、亞洲大陸為異常反氣旋（圖5e）。2016年低緯度赤道西太平洋為異常東風(fēng)，中南半島北部和西太平洋為異常反氣旋;中高緯度東北太平洋和華北分別為異常氣旋（圖5f）?？梢钥吹?008年和2016年東亞東部均為異常偏北氣流，該異常偏北氣流與亞洲大陸高壓、菲律賓異常氣旋、中南半島異常反氣旋的活動有關(guān)。

東亞地區(qū)冷空氣的爆發(fā)一般都對應(yīng)一定的環(huán)流型，如加深的東亞大槽、加強(qiáng)的西伯利亞高壓、東亞東部盛行的偏北氣流等。從以上分析看到2008年和2016年的環(huán)流變化雖然有差異，但均表現(xiàn)出了東亞東部盛行偏北氣流、西伯利亞高壓偏強(qiáng)、冬季風(fēng)偏強(qiáng)的異常特征。進(jìn)一步分析2008年和2016年1—2月東亞冬季風(fēng)指數(shù)（朱艷峰，2008）和西伯利亞強(qiáng)度指數(shù)（龔道溢等，2002）的變化（圖略），同樣表明了東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度、西伯利亞高壓持續(xù)偏強(qiáng)的特征。由于海氣相互作用的影響，作為影響年際氣候異常最強(qiáng)的海洋信號，在這兩次極端冷事件中，赤道中東太平洋海溫究竟起著怎樣的作用？

4.2 兩次冷事件中海溫的作用

對比圖4、5可以看到，2008年高低層大氣環(huán)流變化與La Nia背景下的環(huán)流變化有一定的相似之處。首先對比SLP場的變化（圖4a、5a），2008年熱帶印度洋中東部至西太平洋地區(qū)的負(fù)距平、中東太平洋地區(qū)的正距平變化（圖5a）與La Nia背景下熱帶海洋上SLP變化通過顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域（圖4a）極為相似。同樣地，500 hPa高度的變化在東北太平洋和熱帶印度洋和太平洋地區(qū)也非常類似（圖4c、5c），2008年東北太平洋為高度正距平，青藏高原、東南亞、熱帶印度洋和西太平洋地區(qū)為負(fù)高度距平，使得東亞東部地區(qū)北高南低的特征更加顯著（圖5c），這些環(huán)流變化的異常特征正是La Nia背景下大氣環(huán)流變化顯著的特征（圖4c）。低層850hPa環(huán)流變化的相似特征更加明顯，2008年東北太平洋地區(qū)的異常反氣旋和菲律賓地區(qū)的異常氣旋活動（圖5e）均表現(xiàn)出了非常相似的La Nia背景下的環(huán)流異常特征（圖4e），尤其2008年菲律賓異常氣旋的活動對東亞冷空氣的向南活動起到了很好的引導(dǎo)作用，并有利于加強(qiáng)東亞冬季風(fēng);赤道印度洋和太平洋的環(huán)流異常也是非常相似的。因此，可以認(rèn)為2008年赤道中東太平洋冷海溫異常的作用對該年冬季風(fēng)的加強(qiáng)及向南活動有重要影響。

2016年中低緯度地區(qū)高低層大氣環(huán)流異常在一定程度上也呈現(xiàn)出El Nio背景下海溫影響的作用。SLP場上熱帶印度洋和西太平洋地區(qū)的SLP正距平、青藏高原上的SLP正距平（圖5b），500 hPa熱帶印度洋和西太平洋地區(qū)的高度正距平、東北太平洋上的負(fù)高度距平（圖5d）均與El Nio背景下大氣環(huán)流異常的特征相似（圖4b、4d）。2016年低層850 hPa上東北太平洋地區(qū)的異常氣旋（圖5f）也與El Nio背景下環(huán)流異常特征（圖4f）相似。但值得關(guān)注的是東南亞地區(qū)的環(huán)流變化差異較大，從圖5f看到菲律賓地區(qū)并沒有出現(xiàn)類似于圖4f的異常反氣旋環(huán)流，反而是在中南半島北部地區(qū)出現(xiàn)一個顯著的異常反氣旋，該異常反氣旋東側(cè)的異常偏北氣流對冷空氣的加強(qiáng)和向南活動起到了十分關(guān)鍵的作用，與菲律賓地區(qū)異常反氣旋環(huán)流的作用完全相反。這在一定程度上表明，對于2016年中南半島北部地區(qū)異常反氣旋的形成，不管是因?yàn)榉坡少e異常反氣旋的西移還是因?yàn)槠渌蜃佑绊懙淖饔茫?016年赤道中東太平洋暖海溫的影響并不是主要的。2016年中南半島北部異常氣旋形成的原因是非常值得進(jìn)一步研究的問題。

通過以上對比分析，2008年和2016年的大氣環(huán)流異常對赤道中東太平洋海溫異常均有響應(yīng)，但2008年赤道中東太平洋冷海溫的作用激發(fā)的菲律賓氣旋對東亞冬季風(fēng)的加強(qiáng)和向南活動有重要影響，這與何溪澄等（2008）、高輝等（2008）、晏紅明等（2009）和袁媛等（2022）的研究結(jié)論是一致的;而2016年赤道中東太平洋暖海溫對菲律賓地區(qū)環(huán)流變化的影響并不顯著。

4.3 影響兩次冷事件的其他因子

極端冷事件的發(fā)生和冷空氣的強(qiáng)弱變化關(guān)系密切，影響我國的冷空氣最終都可追溯到北極地區(qū)。很多工作研究了2008年和2016年冬季冷事件發(fā)生的原因，表明冷事件與西伯利亞高壓、阻塞形勢、東亞大槽、西太平洋副高、中高緯偶極型高度異常等密切聯(lián)系（丁一匯等，2008;高輝等，2008;顧雷等，2008;彭艷等，2010;吳俊杰等，2014;胡鈺玲等，2017;Wang et al.，2020;Si et al.，2021）。作為冬季北半球高緯度地區(qū)大氣環(huán)流尺度最大、最重要的模態(tài)，作為北極大氣與海洋能量的交換介質(zhì)，AO和北極海冰的變化對兩次極端冷事件的發(fā)生也起到了十分關(guān)鍵的作用，之前的一些工作就指出了AO、海溫和積雪異常變化與2016年冷事件有關(guān)（吳俊杰等，2014;武炳義和楊琨，2016;Liao et al.，2020）。下面進(jìn)一步對兩次冷事件中AO和北極海冰的變化進(jìn)行分析。

4.3.1 AO的影響

AO對我國氣候具有顯著的影響，AO處于正（負(fù)）位相時，西伯利亞高壓偏弱（強(qiáng)），冬季風(fēng)偏（強(qiáng)），東亞大槽偏弱（強(qiáng)）（胡秀玲和劉宣飛，2005;楊輝和李崇銀，2008;陳文等，2013）。本文前面的分析表明，2008年2月和2016年2月西伯利亞高壓和東亞槽偏強(qiáng)，但是2008年和2016年AO指數(shù)的變化卻是不同的，整體而言2008年2月AO指數(shù)為正值，2016年2月為負(fù)值，處于不同的位相，似乎2016年AO的影響比較大，而2008年AO的影響較小。

進(jìn)一步分析逐日AO指數(shù)與西伯利亞高壓指數(shù)的變化發(fā)現(xiàn)，在兩次典型的冷事件期間，AO的變化對西伯利亞高壓均有一定的影響。盡管2008年2月AO指數(shù)整體為正，但從逐日的變化來看，但AO的正負(fù)波動也比較明顯，2月上旬末至中旬初的AO指數(shù)為負(fù)，其余時段為正;2008年2月西伯利亞高壓指數(shù)顯著偏強(qiáng)，除2月19—22日及月末西伯利亞高壓指數(shù)偏低外，其余時段均高于多年氣候平均值（圖6a）。2008年2月逐日AO指數(shù)與西伯利亞高壓的相關(guān)高達(dá)-0.539，通過置信度為95％置信度的顯著性水平檢驗(yàn)，表明在日尺度上，正AO位相，西伯利亞高壓偏強(qiáng)，反之則偏弱。

2016年2月逐日AO的變化同樣也呈現(xiàn)出明顯的正負(fù)波動，2月上旬末至中旬初和2月下旬AO為負(fù)位相，其余時段為正位相;西伯利亞高壓除在2月上旬后期偏弱外，其余時段均高于多年氣候平均值，表現(xiàn)為偏強(qiáng)。2016年2月逐日AO指數(shù)與西伯利亞高壓指數(shù)的相關(guān)僅為-0.28，通過90％置信度的顯著性水平檢驗(yàn)，在一定程度上也表明了AO變化對西伯利亞高壓的影響。

4.3.2 海冰的影響

相關(guān)研究（武炳義等，2011；武炳義和楊琨，2016；武炳義，2019）表明，9月北極地區(qū)的海冰變化與后期冬季西伯利亞高壓有密切關(guān)系，西伯利亞邊緣地區(qū)海冰偏少有利于西伯利亞高壓增強(qiáng)。其相應(yīng)對2016年極端冷事件的分析也指出北極海冰減少是導(dǎo)致2016年初西伯利亞高壓加強(qiáng)的主要原因之一（武炳義，2019）。由于海冰對氣候的影響是非常復(fù)雜的，也存在顯著的季節(jié)影響差異，這里我們分析了前期9月北極海冰（0°～360°E，40°～90°N）變化與后期冬季2月西伯利亞高壓的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者的相關(guān)并不明顯，相關(guān)僅-0.17，未通過顯著性檢驗(yàn)。進(jìn)一步分析10月—次年2月逐月北極海冰變化與冬季2月西伯利亞高壓的相關(guān)，發(fā)現(xiàn)同期2月二者的相關(guān)高達(dá)-0.40，通過置信度為95％的顯著性檢驗(yàn)（圖7）。但對比2008年和2016年2月北極海冰變化與西伯利亞高壓的對應(yīng)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)2008年2月北極海冰略偏多和西伯利亞高壓偏強(qiáng)，2016年2月北極海冰偏少和西伯利亞高壓偏強(qiáng)，在一定程度上進(jìn)一步表明了2016年北極海冰變化對西伯利亞高壓的重要影響，其結(jié)論和武炳義（2019）的分析基本是一致的;但2008年北極海冰變化對西伯利亞高壓加強(qiáng)的影響可能并不明顯。

5 結(jié)論和討論

通過以上分析，得到如下結(jié)論：

1）2008年初和2016年初云南發(fā)生的極端冷事件，主要出現(xiàn)在1月下旬至2月，其中在2月表現(xiàn)更明顯。

2）不同位相ENSO背景下，2月大氣環(huán)流和云南氣溫變化差異顯著。La Nia年西伯利亞高壓加強(qiáng)，東亞位勢高度場北高南低，菲律賓為異常氣旋，東亞冬季風(fēng)偏強(qiáng)，云南東部氣溫偏低，El Nio年大氣環(huán)流變化與La Nia年大致相反，東亞地區(qū)位勢高度為西高東低的緯向環(huán)流型。

3）分別對比2008年和2016年大氣環(huán)流異常與不同ENSO背景下大氣環(huán)流異常特征，發(fā)現(xiàn)2008年和2016年的東北太平洋大氣環(huán)流異常對赤道中東太平洋海溫異常均有響應(yīng)，但2008年赤道中東太平洋冷海溫作用激發(fā)的菲律賓氣旋對東亞冬季風(fēng)的加強(qiáng)和向南活動有重要影響;而2016年赤道中東太平洋暖海溫對菲律賓地區(qū)環(huán)流變化的影響并不顯著。

4）AO和北極海冰變化對2008年2月和2016年2月西伯利亞高壓的加強(qiáng)的影響表現(xiàn)出一定的差異特征。2月AO變化對2008年西伯利亞高壓的加強(qiáng)影響較大，而2月北極海冰偏少對2016年西伯利亞高壓加強(qiáng)的影響顯著。

本文工作初步揭示了2008年和2016年不同ENSO背景下兩次極端冷事件發(fā)生的原因，可以看到引起這兩次事件的原因非常復(fù)雜，ENSO背景并不一定是主要原因，但這并不是說海溫的作用不大，顧雷等（2008）就認(rèn)為，2007年冬季西北太平洋海溫升高是2008年1月冰凍雨雪災(zāi)害發(fā)生的重要原因之一。本文研究僅關(guān)注赤道中東太平洋海溫的影響，其他區(qū)域比如印度洋和大西洋海溫協(xié)同變化的影響的作用還不清楚。造成這兩次極端冷事件的主要系統(tǒng)如西伯利亞高壓、東亞大槽異常受到很多因素的影響（陳海山等，1999;Wu et al.，1999;胡秀玲等，2005;楊輝和李崇銀，2008;武炳義等，2011;陳文等，2013;李棟梁和藍(lán)柳茹，2017），有可能是大氣環(huán)流對外強(qiáng)迫的非線性響應(yīng)造成的。前人的研究認(rèn)為雪蓋、北極增暖和北大西洋海溫也可能是引起這兩次極端冷事件的原因（吳俊杰，2014;武炳義，2019）。由于篇幅所限，本文僅討論了ENSO、AO和海冰的作用，沒有討論其他因子的影響，對不同因子之間協(xié)同影響的作用也不清楚，值得進(jìn)一步研究。在導(dǎo)致2008年和2016年2月極端冷事件的主要影響系統(tǒng)中，本文對阻塞形勢和低層強(qiáng)勁的西北氣流的影響因素討論較少，另外，對2016年日本東南海域的反氣旋環(huán)流東南移，中南半島北部異常反氣旋形成的原因等也沒有進(jìn)行討論，這些都值得進(jìn)一步研究的問題。

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·ARTICLE·

Causes of two extremely cold events in Yunnan during different ENSO events

WAN Yunxia1，YAN Hongming2，JIN Yan2，REN Juzhang3，LI Wenmao1

1Yunnan Meteorological Service Center，Kunming 650034，China;

2Yunnan Climate Center，Kunming 650034，China;

3Yunnan Institute of Meteorological Science，Kunming 650034，China

Abstract Two moderate La Nia and El Nio events occurred in early 2008 and early 2016，respectively.During these two distinct El Nio／Southern Oscillation （ENSO） events，Yunnan experienced low temperatures and snowstorms.This study investigates the causes of these two extreme cold events during different ENSO events using statistical methods based on atmospheric circulation data，sea surface temperature （SST），and monthly temperature records from 124 observation stations in Yunnan.The findings are as follows：1） The extremely cold events in Yunnan were more pronounced in February for both 2008 and 2016.2） During the two different ENSO events in February，the variations in atmospheric circulation and temperature exhibited notable differences.In La Nia （El Nio） years，the Siberian high strengthened （weakened），with high geopotential height in the north （west） and low geopotential height in the south （east）.The western Pacific subtropical high weakened （strengthened），and anomalous northerly （southerly） winds intensified on the northwest side of the Philippine anomalous cyclone （anticyclone）.Additionally，the East Asian winter Monsoon was strong （weak），resulting in low （high） temperatures in the eastern region of Yunnan.3） The atmospheric circulation over the northeast Pacific responded to SST anomalies in the central and eastern equatorial Pacific in 2008 and 2016.Furthermore，the northerly current in the west of the Philippine cyclone triggered by the cold SST in the central and east of the equatorial Middle East Pacific significantly impacted the strengthening and southward activity of the East Asian winter monsoon in 2008，while the warm SST had no significant impact on the atmospheric circulation over the Philippines region in 2006.4） The effects of the Arctic Oscillation （AO） and Arctic Sea ice on the strengthening of the Siberian high in February 2008 and 2016 exhibited different characteristics.The positive phase of AO had a greater impact on the strengthening of the Siberian high in February 2008，whereas the reduction in Arctic Sea ice had a significant impact on the strengthening of the Siberian high in February 2016.

Keywords El Nio events;La Nia events;extremely cold events in Yunnan;Arctic Oscillation;sea ice in Arctic

doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20220614001

（責(zé)任編輯：袁東敏）