引言

我国地处亚澳季风区，在亚澳季风系统多个成员的协同影响下，气候复杂多变，而汛期的气候异常往往会导致严重的旱涝灾害(黄荣辉等，2006；李崇银等，2009；封国林等，2013)，如1998年长江流域的洪涝灾害，2003和2007年淮河流域的洪涝灾害等，都对人民生活造成巨大影响，给经济发展造成严重损失(李维京，1999；冯明等，2000；徐良炎，2003；高荣等，2018)。在全球变暖背景下，异常和极端的气候事件频发(Donat et al, 2016)，气候异常的影响变得更大。因此，深入认识我国汛期气候异常特征及成因有助于提高气候预测准确率(王东阡等，2016；翟盘茂等，2016；袁媛等，2017；郑志海和王永光，2018)，可更好地为政府和公众提供保障服务，对我国的防灾减灾部署具有重要意义。

我国夏季天气气候受多因子的影响和控制，既与东亚夏季风系统中多成员的相互协同作用有关，也与中高纬冷空气的活动密切相关(张庆云和陶诗言，1998a；1998b)。同时，东亚夏季风系统还受到海温等外强迫因子的显著影响(陈丽娟等，2013；王永光和郑志海，2018)。2017年10月至2018年4月，热带中东太平洋发生了一次拉尼娜(La Niña)事件，东亚夏季风异常偏强。2018年夏季，我国气候出现较为明显的异常特征，中东部地区降水呈现“南北多、中间少”的空间分布，我国北方和华南大部分地区降水偏多，长江中下游地区降水偏少；气温则以全国总体偏暖为主要特征。2018年夏季我国气候受到东亚夏季风环流系统的何种影响？2017—2018年的La Niña事件对东亚夏季风环流的影响程度如何？本文将针对上述问题开展分析和讨论，希望能够加深对2018年夏季气候异常成因的了解，为今后的汛期气候预测提供更多的参考和依据。

1 资料和方法

本文用到的降水和气温资料来自中国气象局国家气象信息中心发布的《中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集(V3.0)》(任芝花等，2012)，资料时段为1951—2018年。各等压面的位势高度场、水平风场等大气环流资料为NCEP/NCAR逐日再分析资料，资料分辨率为2.5°×2.5°(Kalnay et al, 1996; Kistler et al, 2001)。海温资料为美国NOAA提供的最优插值全球海温数据，水平分辨率为1°×1°(Reynolds et al, 2002)，资料起始时间为1981年12月。除海温资料的气候平均值因受起始时间限制取1982—2010年平均以外，其余数据的气候平均值均为1981—2010年平均。本文中冬季指上一年12月至当年2月平均，春、夏、秋季分别为3—5、6—8和9—11月平均。

本文选用的东亚夏季风指数为：(1)张庆云等(2003)利用东亚热带季风槽区与东亚副热带地区平均850 hPa风场的纬向距平差定义的东亚夏季风指数。(2)祝从文等(2000)综合考虑东西和南北向热力差异所定义的季风指数。西太平洋副热带高压(以下简称副高)脊线南北位置采用刘芸芸等(2012)定义的方法计算。Niño3.4指数为Niño3.4区(5°S~5°N、170°~120°W)平均海温距平。在分析海温对夏季环流的可能影响时，使用一元线性回归的方法，回归时段选1982—2017年。

2 2018年夏季我国气候异常特征

2018年夏季风季节进程总体表现为前晚后早的特征，主要气候事件的强度也是前弱后强。华南前汛期开始时间较常年偏晚15 d，结束时间较常年偏早4 d，总降水量较常年偏少19%。我国梅雨开始时间偏晚、雨量偏少：江南梅雨开始时间较常年偏晚11 d, 结束时间偏晚5 d, 雨量偏少31.8%；长江中下游梅雨开始时间偏晚8 d, 结束时间偏早1 d, 雨量偏少39.4%；江淮梅雨开始偏晚7 d, 结束偏早5 d, 雨量偏少34.6%。但是华北雨季开始和结束时间均偏早, 雨量较常年偏多22.0%。西南雨季开始和结束时间均接近常年，总雨量较常年偏多8.6%(表 1)。

2018年夏季，全国平均降水量为356.4 mm，较常年平均(325.2 mm)偏多9.6%，为1998年之后最多的一年(图 1a)。从空间分布来看(图 2a)，我国中东部降水总体呈现“南北多、中间少”的分布特征。西北大部、华北东部、东北北部和华南南部沿海等地降水较常年同期偏多20%~50%，部分地区偏多50%以上。北方地区多雨特征最为明显，东北(黑龙江、吉林、辽宁)、华北(北京、天津、河北、陕西、内蒙古)和西北(陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆)等地区平均降水量为307.1 mm，较常年平均(263.0 mm)偏多17%，列1998年之后的第二位，仅次于2013年(图 1b)。江汉和江南大部分地区降水较常年同期偏少20%~50%(图 2a)。

2018年夏季，全国平均气温为21.9℃，较常年同期(20.9℃)偏高1℃，为我国夏季平均气温有记录以来最高的一年(图 1c)。从空间分布特征来看，除华南南部气温较常年同期略偏低以外，全国大部分地区气温较常年同期偏高，江淮、江汉、华北、东北南部、西北大部和内蒙古大部气温偏高1~2℃(图 2b)。

3 东亚大气环流异常特征及影响

2018年夏季，在对流层上层200 hPa，东亚地区北部存在一个异常正高度中心和一个相应的反气旋式环流，在40°N以南为异常偏东风，以北为异常偏西风，即东亚副热带高空急流位置较常年同期(40°N附近)偏北(图 3a)。在500 hPa高度距平场上东亚沿岸为“负—正—负”的距平分布，在30°N以南为高度场负异常中心，以北为正异常中心，即副高脊线位置较常年同期偏北(图 3b)。从夏季副高脊线位置指数的年际变化(图 4a)来看，2018年夏季副高脊线指数的正距平达到3个标准差，是1981年以来最偏北的一年。850 hPa距平风场上(图 3c)最显著的特征是菲律宾附近为异常气旋式环流，而且在东亚沿岸由南至北表现出“气旋—反气旋—气旋”的分布特征，与500 hPa东亚沿岸“负—正—负”的高度距平特征相对应，呈现“东亚—太平洋型”遥相关负位相的特征(黄荣辉等，2003)。从海平面气压距平场(图 3d)来看，东亚地区为异常偏低区域，即夏季大陆热低压明显偏强。总体来看，2018年夏季对流层高、中、低层大气的异常都一致反映出东亚夏季风偏强的典型特征。

除了热带、副热带大气环流系统以外，2018年夏季欧亚大陆中高纬度环流系统的异常特征也有利于东亚夏季风偏强。在500 hPa高度场上(图 3b)，欧亚大陆地区表现为“两槽一脊”的距平分布特征，在乌拉尔山和鄂霍次克海附近分别存在负高度距平中心，而在贝加尔湖附近则为正高度距平中心。由于乌拉尔山和鄂霍次克海是夏季欧亚大陆阻塞高压最活跃的两个区域，“两槽一脊”的这种高度场异常分布特征意味着2018年夏季几乎没有明显的阻塞活动。从国家气候中心对中高纬度阻塞活动的监测(图 5)也可以看到，在2018年夏季，欧亚中高纬度地区没有异常偏强且较为持续的阻塞高压形势出现。阻塞高压偏弱有利于梅雨锋偏弱，从而使得东亚夏季风偏强(孙建华和赵思雄，2003；张庆云和陶诗言，1998a；张庆云等，2003)。因此，2018年中高纬度阻塞高压不活跃的特征也有利于东亚夏季风偏强。

上述分析显示，无论从对流层高、中、低层大气环流，还是从热带、副热带到中高纬度大气环流都表现出东亚夏季风偏强年的典型特征。从张庆云等(2003)定义的东亚夏季风指数的年际演变(图 4b)看，2018年东亚夏季风是1981年以来最强的一年。祝从文等(2000)定义的东亚夏季风指数的年际变化也显示，2018年是1981年以来第三强(图 4c)。

在强东亚夏季风环流系统影响下，长江流域受到其南侧的气旋式异常环流和北侧的反气旋式异常环流的共同影响，水平风场和水汽通量的辐散形势非常明显(图 6a)，有利于出现异常下沉运动。从图 6b可以清楚地看出在30°N附近长江中下游地区的确出现较明显的异常下沉运动，从而使得该地区降水异常偏少。对我国35°N以北的大部分地区来说，低层风场以偏南风距平为主(图 3c和图 6b)，有利于暖湿气流的输送，从而有利于降水偏多。华南和南海等地处于异常低压中心(图 3d)，对流活动异常活跃，上升运动明显加强(图 6b)，降水偏多。同时，由于欧亚中高纬度以纬向环流特征为主，冷空气活动偏弱，有利于我国大部地区气温较常年同期偏高。

4 La Niña事件的可能影响

根据国家气候中心对Niño3.4海温指数的监测(图 7a)，2017年10月至2018年4月，赤道中东太平洋发生了一次弱的La Niña事件。从海表温度距平(SSTA)的空间分布(图 7b)来看，这次La Niña事件表现出明显的东部型特征，冷中心位于赤道东太平洋，西太平洋海温明显偏暖。

以往研究显示，ENSO事件会对次年东亚夏季风和我国夏季降水产生显著影响。在El Niño次年，夏季风易偏弱；长江流域降水偏多；而在La Niña次年，东亚夏季风偏强；长江流域降水偏少(Huang and Wu, 1989；陈丽娟等，2013)。当ENSO事件发生后，热带中东太平洋SSTA会通过激发大气中的异常波动使得菲律宾附近低层大气出现异常的反气旋/气旋，从而对东亚夏季风产生显著影响(Zhang et al, 1996；Wang et al, 2000)。图 8显示了根据冬季Niño3.4指数回归的850 hPa速度势和水平风场。可以看到当Niño3.4区海温偏冷时，冬季热带东太平洋低层出现异常辐合形势，西太平洋地区则为异常辐散形势(图 8a)，即沃克环流加强，热带西太平洋地区对流活动加强。热带西太平洋加强的对流活动可以在赤道两侧分别激发一个气旋式环流(Gill，1980)，北侧的气旋式环流位于菲律宾附近(图 8b)。热带西太平洋地区的异常辐合形势和菲律宾附近的气旋在春季和夏季也都十分显著(图 8c~8f)，说明在La Niña事件的影响下，西太平洋地区的对流活动异常及其所激发的菲律宾异常气旋可以从冬季一直持续至夏季。

2018年冬、春和夏季热带和东亚副热带大气环流异常形势(图 9)与根据Niño3.4指数对环流的回归场(图 8)表现出相似的特征，这说明热带大气和东亚大气环流对于2017—2018年的弱La Niña事件产生了较明显的响应。在冬季和春季的850 hPa速度势距平场(图 9a和9c)上可以看到，热带中东太平洋出现异常辐散运动，而热带西太平洋附近则以辐合上升运动为主，沃克环流加强。在热带西太平洋地区辐合上升运动加强意味着该地区的对流活动更加活跃，从而可以在菲律宾附近对流层低层大气中激发出异常的气旋式环流(图 9b和9d)。到了夏季，虽然热带中东太平洋的异常辐散运动减弱消失，但热带西太平洋的异常辐合运动依然持续，且位置有所北移(图 9e)。相应在850 hPa菲律宾地区附近，异常的气旋式环流也依然持续，位置也较冬季和春季明显北移(图 9f)。菲律宾附近的这一异常气旋式环流，有利于副高偏北、东亚夏季风偏强，从而有利于我国降水出现“南北多、中间少”的特征。由此可见，La Niña事件是2018年东亚夏季风异常偏强的重要原因之一。

5 结论和讨论

2018年夏季，全国平均降水量较常年平均偏多9.6%，是1998年之后最多的一年。我国中东部地区降水总体呈现“南北多、中间少”的分布特征：北方大部分地区和华南降水较常年同期偏多，长江中下游地区较常年同期明显偏少。2018年梅雨开始时间均较常年偏晚、雨量偏少；华北雨季开始偏早、雨量偏多。2018年夏季全国大部气温较常年同期偏高，夏季平均气温为有历史记录以来最高的一年。

2018年夏季对流层高、中、低层大气的异常都一致表现出东亚夏季风偏强的典型特征：东亚副热带高空急流和西太副高位置都较常年同期明显偏北，东亚沿岸由副热带至中高纬出现“负—正—负”的高度距平分布特征，菲律宾附近为异常的气旋式环流，东亚地区大陆低压加强。同时，欧亚中高纬度高度场表现出“两槽一脊”的分布特征，在乌拉尔山和鄂霍次克海附近分别存在负高度距平中心，中高纬度没有明显阻塞活动。在这种环流形势的影响下，长江流域以南为东北风距平，以北为偏南风距平，使得长江流域出现明显的异常辐散下沉运动、降水偏少。而北方大部分地区低层以偏南风为主，有利于降水偏多。华南地区由于受到热带对流活跃的影响，上升运动加强，降水偏多。同时，欧亚中高纬度大气纬向环流特征十分明显，冷空气活动偏弱，有利于我国大部地区气温较常年同期偏高。

2017年10月至2018年4月赤道中东太平洋发生的La Niña事件对2018年夏季东亚大气环流产生了明显的影响，有利于东亚夏季风偏强。伴随着这次La Niña事件的发生，热带中东太平洋海温偏低，西太平洋海温偏高，沃克环流加强，热带西太平洋出现异常的辐合上升形势，对流活动加强，从而能够在菲律宾附近激发出一个异常的气旋式环流。热带西太平洋对流活跃的特征从冬季一直持续到夏季，相应的，菲律宾附近的异常气旋也一直持续至夏季，从而有利于副高偏北、东亚夏季风偏强。

值得注意的是，有研究表明，ENSO事件对东亚夏季风的影响在20世纪80年代之后(高辉和王永光，2007)明显减弱，而2017年10月发生的这次La Niña事件强度偏弱，意味着这次弱La Niña事件对东亚夏季风的影响可能是有限的，即今年东亚夏季风异常偏强的特征有可能还同时受到其他因子的影响，具体影响因子和过程还有待进一步深入分析。