引言

发生在热带太平洋地区的ENSO (El Nñio southern oscillation) 现象是热带海洋和大气中的异常现象，是迄今人类所观测到的全球大气和海洋相互耦合的最强信号之一 (朱益民等，2007；翟盘茂等，2003)，也是年际气候变化中的最强信号，它以2-7年的周期不断循环，并在暖位相和冷位相分别表现为El Nñio和La Nñia事件。El Nñio和La Nñia事件的出现不仅直接造成热带太平洋地区的天气气候出现异常，还会以遥相关的方式间接地影响热带太平洋以外地区乃至全球的天气气候（任福民等，2012）。

许多学者对ENSO事件以及ENSO对中国气温的影响已进行了较多研究，并得出了许多有意义的结论。王绍武 (1985)；王绍武 (1999)研究了1867-1998年发生的ENSO事件和强度，指出虽然1982/1983年暖事件的峰值最高，但从整个事件的平均强度来看，1997/1998年的暖事件则是130多年来最强的一次，近20年暖事件多发。Huang等（1989）分析了ENSO对中国夏季气候的影响机制。陶诗言等（1998）指出在冬季的El Nñio年亚洲上空的环流型不利于寒潮向南爆发，导致亚洲冬季风偏弱，而发生La Nñia年则有相反的影响。赵振国（1989）分析El Nñio和La Nñia与中国温度的关系后指出，El Nñio当年的秋冬季至次年春季我国温度偏暖的可能性大，而La Nñia年当年秋冬季至次年春季容易偏冷。龚道溢等（1998）指出ENSO对不同地区，其影响的方式、强度及稳定性是不同的，表现出显著的区域性特征。陆端军等（1995）指出我国温度对ENSO的响应比降水更明显。赵振国等（2000）的研究表明，在El Nñio年，中国容易出现暖冬凉夏；在La Nñia年，中国通常出现冷冬热夏。刘永强等（1995）研究指出，ENSO当年中国以少雨、低温为主，次年则相反。朱乾根等（1998）研究指出：气温受El Nñio影响最敏感的地区是东北和华南地区，但影响是相反的，在El Nñio发生后，东北地区为冷冬和冷夏，而华南却为暖冬和暖夏。何溪澄等（2008）等分析东亚冬季风对ENSO事件的响应特征后指出，亚洲强暖冬和强冷冬的发生与ENSO事件的联系不紧密。李晓燕等（2000；2005）对ENSO事件划分标准、指标等进行了研究。吴尚森等（1990）分析了ENSO与华南气温的关系指出，El Nñio年前一年冬季、当年春季华南气温以偏冷为主；El Nñio年当年冬季、次年春季华南气温以偏暖为主，La Nñia年冬、春季华南气温变化与El Nñio年相反。杨万春（2004）分析了El Nñio和La Nñio事件与曲江冬季冷暖的关系。21世纪以来，发生在2008年南方雨雪冰冻灾害（王遵娅等，2008；林良勋等，2009；吴乃庚等，2008）、2012年春节期间广东罕见低温阴雨天气（吴乃庚等，2012）均与La Nñia事件的发生密切相关，2009-2012年El Nñio和La Nñio事件的发生，特别是La Nñio事件的频繁发生可能是这几年我国气候明显异常的重要原因之一（艾婉秀等，2010；贾小龙等，2011；王遵娅等，2012；王晓敏等，2012；孙丞虎等，2012；王艳姣等，2013）。

从以上分析可见，由于ENSO事件划分标准的不一致，研究区域和时间长度的不一致，导致研究的结果也存在差异，并且这些研究着重于分析El Nñio和La Nñia事件的出现对气温的影响，而进一步考虑ENSO本身的不同类型、持续时间、SSTA峰值月份、海温强度等对气温影响的研究很少见。而ENSO暖、冷事件差异导致它对大气环流的影响以及相应的遥相关过程可能也不同，研究表明（Rasmusson et al，1982），ENSO通过经向Hadley环流影响中高纬度大气环流。在El Nñio年，赤道东太平洋地区Walker环流减弱，Walker环流上升支东移，对流活动旺盛，使得Hadley环流的上升支得到加强，中纬度地区的西风加强，容易在大气中激发PNA型遥响应（Horel et al，1981）。那么ENSO是如何影响华南冬季气温以及影响的机理是什么？均有待进一步研究。因此本文利用1951-2012年华南192个测站逐月气温资料和NCEP/NCAR再分析资料、NCC和CPC的ENSO监测资料，分析华南冬季气温异常与NCC按新30年标准划分的ENSO不同类型、海温异常出现的不同峰值月份、不同海温强度等的关系，然后探讨ENSO暖、冷事件影响华南冬季气温的机理，研究结果为华南冬季气温预测提供参考。

1 资料和方法

资料采用1951-2012年华南192个测站逐月气温资料、NCEP/NCAR再分析的气温资料、NCC和Climate Prediction Center/NCEP的ENSO监测资料，采用NCC按新30年标准划分的ENSO冷暖事件。ENSO事件发生年对应的华南冬季指当年12月至次年2月，如1960年冬季为1960年12月至1961年2月。采用相关分析、合成分析等统计方法。气候标准值为1981-2010年。

2 ENSO事件与华南冬季气温的关系 2.1 ENSO事件的划分

El Nñio和La Nñia事件是指赤道中、东太平洋海表面大范围持续异常偏暖（冷）的现象，其评判标准在国际上还存在一定差别（任福民等，2012）。表征ENSO事件的特征值主要有赤道中、东太平洋海域的海表温度指数 (Sea Surface Temperature Indi-ces，SSTA)、南方涛动指数 (Southern Oscillation Index，SOI)、向外长波辐射指数（OLR）和赤道西太平洋 (5°~5°N、135°~180°E)850 hPa信风指数等。在监测、预报El Nñio和La Nñia时，主要是根据热带太平洋海表温度距平 (Sea Surface Temperature Anomaly, SSTA) 资料，取某一海域海表温度距平SSTA的平均值为指数，当该海域平均海表温度距平超过某一规定的阈值 (临界值) 时，就定义为一次ENSO事件（李晓燕等，2000；2005）。通常赤道中、东太平洋被划分为4个ENSO监测区：Nino1区 (5°~10°S、90° ~80°W)、Nino2区 (0°~5°S、0°~80°W)、Nino3区 (5°S~5°N、150 °~90°W) 和Nino4区 (5°S~5°N、160°E~150°W)。Nino3.4区指5°S~5°N、170°E~120°W。目前美国以Nino3.4区海表温度距平的3个月滑动平均值连续5次≥0.5℃(或者≤-0.5℃) 定义为一次El Nñio (La Nñia) 事件。

目前国家气候中心在业务上主要以NinoZ区 (亦称Nino综合区，即Nino 1+2+3+4区) 的海温距平指数作为判定El Nñio（La Nñia）事件的依据。当Nino综合区海温距平指数≥0.5℃（或者≤-0.5℃），并预计这种状况能持续3个月及以上时，即认为进入El Nñio（La Nñia）状态。当Nino综合区海温距平指数≥0.5℃（或者≤-0.5℃）至少持续6个月（过程中间可有一个月未达标准）则定义为一次El Nñio和La Nñia事件；如若该区指数≥0.5℃（或者≤-0.5℃）持续5个月，且5个月的指数之和≥4.0℃（或者≤-4.0℃）时，也定义为一次El Nñio和La Nñia事件。

2.2 ENSO事件与华南冬季气温的统计

根据国家气候中心ENSO监测小组对El Nñio (La Nñia) 事件的定义标准，在1951-2012年的62年中，发生El Nñio和La Nñia事件分别有13次，具体发生时间、强度和类型，国家气候中心ENSO监测小组统计如表 1，将NinoZ区海温强度划分为极强、强、中等、弱和极弱5个等级，按照海温距平首先稳定进入0.5℃(或-0.4℃) 的海区把ENSO事件分为东部型（E型）和中部型（C型），以Nino1+2区或Nino3区开始的事件为东部型，以Nino4区开始的事件为中部型，具体定义、标准详见参考文献（李晓燕等，2000；2005），统计ENSO暖（冷）事件特征量与对应的华南冬季气温异常情况（表 1和表 2）。

对1951-2012年来华南冬季气温距平进行EOF分解得到第一特征向量 (图略) 的方差贡献率高达89.9%，说明华南冬季气温一致冷暖是其最重要的特征，所以用华南冬季平均气温就可以很好代表华南区域的气温变化及其异常，因此以下分析均是把华南作为一个整体来研究。

由表 1和表 2可见，El Nñio和La Nñia事件基本上在春夏季开始发展，冬季发展成熟，强度最强，此后逐渐衰减，持续时间一般约1年，有些La Nñia事件长达2~3年。由表 1可以看出，1951-2012年的62年中，有14年发生El Nñio事件。统计发生El Nñio事件的当年华南冬季气温的情况，正距平有8年，负距平有6年，其中20世纪50年代到60年代初、80年代初到90年代中期（除1986年气温偏高外），发生El Nñio事件的当年，华南冬季气温均偏低；而在60年代中期到70年代前期，1997年以来，发生El Nñio事件的当年，华南冬季气温偏高，特别是2002以来的El Nñio发生年冬季气温出现0.8~1.0℃的显著正距平，说明2002年以来发生El Nñio事件的当年冬季华南气温偏高明显，可见El Nñio事件对华南冬季气温的影响具有年代际差异。

下面统计发生El Nñio事件的强度与当年华南冬季气温的关系。1951-2012年间发生极强El Nñio事件有2次，这两次是王绍武（1985）和王绍武（1999）指出的1982/1983年、1997/1998年的暖事件，对应El Nñio事件的当年华南冬季气温有两年：1982年显著偏低1.9℃，1997年偏高0.4℃。发生强El Nñio事件有1次，出现在1986年10月到1988年1月，对应的当年华南冬季气温：1986年显著偏高1.8℃，1987偏低0.6℃。发生中等El Nñio事件有5次，对应当年华南冬季气温的8年中有3年偏高，2年偏低。发生弱到极弱El Nñio事件有5次，对应当年华南冬季气温的5年中有3年偏高，2年偏低。可见El Nñio事件的强度与当年华南冬季气温无明显的对应关系。

El Nñio事件的类型有三种：东部型（E型）、中部型（C型）、东部与中部型（E+ C型），统计发生El Nñio事件的类型与当年华南冬季气温的关系。发生中部型El Nñio事件有6次，对应当年华南冬季气温的6年中有3年偏低，3年偏高，其中20世纪80年代到21世纪10年代初，暖事件多为中部型，1991-1995年初赤道中、东太平洋持续偏暖，对应华南冬季气温以偏低为主；发生东部型El Nñio事件有4次，对应当年华南冬季气温的4年中有除1963年偏低1.3℃外，其余3年偏高；发生东部与中部型El Nñio事件有3次，对应当年华南冬季气温的3年中除1957年冬季气温偏低0.6℃，1997和2006年气温偏高。可见El Nñio事件的类型与当年华南冬季气温关系除东部型对应华南冬季气温偏高外，其余对应不明显。

El Nñio事件发生的Nino区海温异常的峰值月份出现在秋冬季的年份有11年，对应的当年华南冬季气温有8年偏高，3年偏低。可见El Nñio事件发生的Nino区海温异常的峰值月份出现在秋冬季时华南冬季气温易偏高。

由表 2可以看出；这62年中，有22年发生La Nñia事件，对应当年华南冬季气温负距平有18年，正距平有4年，负距平占81.8%，说明发生La Nñia事件的当年冬季华南气温以偏低为主。

统计发生La Nñia事件的强度与当年华南冬季气温的关系，发生极强La Nñia事件有2次，对应当年华南冬季气温的6年中除1974年略高0.3℃外，其余5年均显著偏低1.0~1.6℃；发生强La Nñia事件有1次，对应当年华南冬季气温的3年中1998年、2000年分别偏高1.7和1.1℃，而1999年偏低0.5℃；发生中等La Nñia事件有5次，对应当年华南冬季气温的8年均偏低0.5~2.6℃。发生弱到极弱La Nñia事件有5次，对应华南冬季气温的5年中除1964年略高0.5℃外，其余4年均偏低。可见发生La Nñia事件的当年华南冬季气温除1998和2000年偏高明显外，极强、中等、弱、极弱强度的La Nñia事件当年都是以偏低为主，特别是极强La Nñia事件当年华南冬季气温偏低明显。

La Nñia事件的类型有东部型（E型）、中部型（C型）、东部与中部型（E+ C型）三种，统计发生东部型La Nñia事件有10次，对应当年华南冬季气温的15年中除1964、1974年这两年略偏高外，其余13年均偏低。发生中部型La Nñia事件有2次，对应的当年华南冬季气温的6年中有4年偏低，2年偏高，特别是1998发生的典型的中部型强冷事件（李晓燕，2001）导致1998和2000年的华南冬季气温分别显著偏高1.7和1.1℃，与通常偏低相反（赵振国等，2000）。发生东部与中部型La Nñia事件仅有1次，对应1962年冬季气温显著偏低1.4℃。可见La Nñia事件为东部型、东部与中部型对应华南冬季气温以偏低为主，但中部型出现过华南冬季气温异常偏高的异常情况。

La Nñia事件发生的Nino区海温异常的峰值月份除1998年8月至2001年2月这次事件出现在2000年1月外，其对应华南冬季气温的3年中有2年偏高，1年偏低，其余12个La Nñia事件的SSTA峰值月份均出现在9-12月，对应的华南冬季气温19年中有17年偏低，两年略高（1964和1974年）。可见La Nñia事件发生的Nino区海温异常的峰值月份出现在9-12月，华南冬季气温以偏低为主。

对华南冬季气温去除趋势变化，（表 1和表 2），可见El Nñio事件或La Nñia事件对应的冬季温度距平变化和去除趋势变化总的结论是一致的，说明气候变暖趋势与La Nñia（或El Nñio）事件对华南冬季气温的影响关系不显著。

2.3 两次中部型La Nñia事件的海气特征对比分析

上面分析得出，1951-2012年，发生东部型La Nñia事件10次，对应华南冬季气温以偏低为主，发生中部型La Nñia事件有2次，一次发生在1983年10月至1986年1月（简称事件1），对应1983-1985年冬季华南气温显著偏低，另一次发生在1998年8月至2001年2月（简称事件2），对应1998和2000年的华南冬季气温显著偏高，与发生La Nñia事件年的冬季华南气温通常偏低相反。下面对这两个中部型La Nñia事件对应的冬季环流和前秋9-11月海温进行差值合成分析，探讨其影响华南冬季气温异常的成因。

图 1a为中部型La Nñia事件2与事件1的前秋9-11月SST差值合成，可见1998年发生的La Nñia事件比1983年发生的La Nñia事件在赤道西太平洋、我国近海包括南海、东海、黄渤海以及日本海、北太平洋中纬度 (25°~50°N、120°~180°E) 的SST存在明显差异，海温偏高0.5~3.0℃，大值中心在西北太平洋，而赤道中、东太平洋海温是相似，可见这两个中部型La Nñia事件的SST差异最大的区域位于北太平洋中纬度地区，特别是西北太平洋。对应两事件的冬季500 hPa高度场的差值合成（图 1b）可见，在50°N以南的亚洲中低纬广大地区均为明显正高度异常，亚洲大陆东岸和中纬度太平洋存在正异常中心，而乌拉尔山和白令海峡附近存在负异常中心，说明在对流层中层高度场上，中部型La Nñia事件2相对事件1而言，东亚大槽明显减弱，乌拉尔山高压脊也减弱，西太平洋副热带高压加强，东亚中高纬纬向环流明显。对应的对流层低层冬季850 hPa风场的差值合成（图 6c）可见，在我国东部和北太平洋存在一异常气旋环流，来自南海的异常偏南气流从东回流影响长江以南地区，我国北方为偏南异常气流影响，说明冬季风在事件2比事件1明显减弱。以上分析可以得出，虽然1998年发生的La Nñia事件和1983年发生的La Nñia事件都是中部型La Nñia事件，赤道中、东太平洋海温情况近似，但在我国近海、西太平洋和中纬度太平洋海温前者比后者明显升高，大气对这种海温的响应是通过在对流层低层激发西太平洋异常气旋环流，对应着对流层中层西北太平洋副热带高压明显加强，乌拉尔山高压脊和东亚大槽均减弱，来自南海的异常偏南气流从东回流影响长江以南地区，东亚中高纬纬向环流明显，冬季风偏弱，导致1998年发生的La Nñia事件比1983年发生的La Nñia事件华南冬季气温存在显著差异，前者气温显著偏高，后者气温显著偏低，也说明中纬度的北太平洋海温对华南冬季气温也有显著影响，那么这种影响是否与华南冬季气温的年代际变化相联系？以下进一步分析说明ENSO对华南冬季气温的影响具有明显的年际和年代际变化。

3 ENSO影响华南冬季气温年际变化的机制探讨

下面进一步分析华南冬季气温与海温的关系。从1951-2012年华南冬季气温与前期9-11月海温的相关系数（图 2）可见，华南冬季气温与赤道中、东太平洋 (10°S~10°N、160°E~80°W)，赤道印度洋及其北部（5°S~20°N、60°~100°E)、我国近海、西北太平洋 (30°~50°N、140°E~180°E) 以及东北太平洋 (30° ~50°N、130° ~150°W) 相关系数通过0.05的显著性水平检验，也说明ENSO与华南冬季气温是密切相关的，但太平洋东北部海温也与华南区域显著相关，通过0.001的显著性水平检验。

以上分析可以得出ENSO冷、暖事件影响华南冬季气温的可能机理是，当冷事件发生时，赤道中、东太平洋海温异常偏低，而赤道西太平洋海温异常偏高，在中纬度的北太平洋海温异常偏高，大气对这种海温的响应是通过在对流层低层激发西太平洋异常气旋环流和北风异常（Zhang et al，1996；Wang et al，2000）来实现，对应着对流层中层北太平洋高压明显加强，乌拉尔山高压脊明显偏强，东亚大槽南段加强，西太平洋副热带高压减弱，对流层高层中低纬存在东风急流，东亚中高纬经向环流明显，冬季风偏强，我国大部分地区包括华南冬季气温偏冷，反之，华南冬季气温偏暖。说明从年际尺度上，前秋的赤道中、东太平洋海温对华南冬季气温有预测指示意义，发生El Nñio（La Nñia）现象有利于华南冬季气温升高（降低），这也表明ENSO是太平洋海气系统最强的年际信号。

4 华南冬季气温的年代际成因探讨

对1951-2012年华南冬季平均气温进行突变分析（图略）表明其在20世纪90年代初发生升温的突变，9年滑动平均（图略）也表明华南冬季气温在1951-1989年以偏低为主，在1990-2012年以偏高为主，具有显著的年代际变化，那么对应的前期9-11月SST以及冬季环流上有何变化。图 4a为1990-2012年与1951-1989年的9-11月SST差值，可见在赤道西太平洋、我国近海包括南海、东海、黄渤海以及日本海、北太平洋中纬度 (25°~40°N、110°~140°E) 的SST在1990年后海温偏高0.5°~1.2℃，大值在我国近海和中、高纬度的太平洋，而赤道中、东太平洋海温变化不明显，可见对应华南冬季气温年代际变化明显的SST区域位于北太平洋中纬度地区，而与ENSO关系不明显。研究表明（康丽华等，2009），在年代际尺度上，ENSO对东亚冬季风的影响受到太平洋年代际振荡 (PDO) 的调制。由于20世纪70年代以来PDO基本处于年代际暖位相，因此近几十年来ENSO和东亚冬季风的关系经历了显著的年代际减弱，相应对华南冬季气温的影响也在减弱。下面分析华南冬季气温年代际差异对应的对流层中高层环流场变化。图 4b为1990-2012年与1951-1989年冬季500 hPa高度场的差值合成，可见，赤道太平洋到50°N以南的亚洲中低纬广大地区均为正异常，在我国北方，特别是华北、东北存在正异常中心，亚洲大陆东岸均为正异常，而乌拉尔山和白令海峡附近存在负异常中心，说明在对流层中层高度场上，1990年以来，冬季东亚大槽减弱，乌拉尔山高压脊偏弱，西太平洋副热带高压加强，东亚中高纬纬向环流明显，得到和ENSO影响华南冬季气温年际变化相一致的结果，但两者存在差别，500 hPa高度场正、负异常大小和范围年际变化、年代际明显增大，且南北的反位相变化的差异更加地明显，这与华南冬季气温的年际变化较年代际变化更加显著密切相关。图 4c是两者冬季850 hPa风场的差值合成，可见，在东海、南海和我国35°N以南为一异常气旋环流，来自南海的异常偏南气流从东回流影响长江以南地区，贝加尔湖以东存在异常的气旋环流，从西西伯利亚到亚洲大陆东岸的中高纬地区主要是偏南异常气流影响，而鄂霍次克海以东的西北太平洋上存在一异常反气旋环流，说明在对流层低层流场上，冬季风在1990-2012年期间是比1961-1989年期间减弱了。图 4d为1990-2012年与1951-1989年冬季200 hPa风场的差值合成，可见，在90°N的东亚为异常偏西气流影响。以上分析可以得出北太平洋海温影响华南冬季气温的可能原因，在1990-2012年相对1951-2012年，我国近海和中纬度北太平洋海温明显升高，而赤道中、东太平洋海温变化不明显，大气对这种海温的响应是通过在对流层低层激发西太平洋异常气旋环流和北风异常来实现，对应着对流层中层西北太平洋副热带高压明显加强，乌拉尔山高压脊和东亚大槽均减弱，相应对流层高层我国存在异常西风气流，东亚中高纬纬向环流明显，冬季风偏弱，导致我国大部分地区包括华南冬季气温偏暖。说明从年代际尺度上，前秋我国近海和中纬度的北太平洋海温对华南冬季气温有影响，导致我国包括华南的冬季气温在1990-2012年期间比1961-1989年期间升高，存在明显的年代际变化。

5 结论

利用1951-2012年华南192个测站逐月气温资料、NCEP/NCAR再分析月资料、NCC的ENSO监测资料，分析了华南冬季气温异常与ENSO的关系，探讨ENSO影响华南冬季气温的可能机制，结论如下:

（1）这62年中，发生La Nñia事件的当年冬季华南气温以偏低为主。发生东部型La Nñia事件、Nino区海温异常的峰值月份出现在9-11月，对应华南冬季气温偏低明显为主，而中部型出现过华南冬季气温显著偏高的情况，极强La Nñia事件的华南冬季气温显著偏低，中等、弱、极弱强度的La Nñia事件当年华南冬季气温都是以偏低为主。

（2）El Nñio事件对华南气温的影响具有年代际差异，在20世纪50年代和60年代初、80年代初到90年代中期（除1986年气温偏高外），发生El Nñio事件的当年，华南冬季气温易偏低；而在60年代中期和70年代前期，1997年以来，发生El Nñio事件的当年，华南冬季气温易偏高，特别是2002年以来偏高明显。发生东部型El Nñio事件以及Nino区海温异常的峰值月份出现在秋冬季，对应华南冬季气温易偏高。

（3）ENSO影响华南冬季气温年际变化的可能机理是，当La Nñia事件发生时，在对流层低层激发西太平洋异常气旋环流和北风异常，对应对流层中层北太平洋高压明显加强，乌拉尔山高压脊明显偏强，东亚大槽南段加强，西太平洋副热带高压减弱，对流层高层中低纬存在东风异常急流，东亚中高纬经向环流明显，冬季风偏强，我国大部分地区包括华南冬季气温偏冷，反之，华南冬季气温易偏暖。

（4）华南冬季平均气温在20世纪90年代初发生升温的突变，对应华南冬季气温年代际变化的前秋海温变化明显的区域位于北太平洋和我国近海，而与ENSO关系不明显。大气对这种海温的响应是通过在对流层低层激发西太平洋异常气旋环流和北风异常来实现，冬季风偏弱。对应着对流层中层西北太平洋副热带高压明显加强，乌拉尔山高压脊和东亚大槽均减弱，相应对流层高层我国存在异常西风气流，东亚中高纬纬向环流明显，这种配置导致我国大部分地区包括华南冬季气温偏暖，华南气温在90年代初发生升温的突变。

华南冬季气温异常是许多因子共同作用的结果，ENSO对华南冬季气温影响是十分复杂的，有待于今后更进一步研究。