海温异常对云南5月降水主要模态的影响

晏红明

（云南省气候中心, 昆明 650034）

引言

5月是冬季风向夏季风转换的关键季节，大气环流突变使得气候异常的年际波动更加显著，增加了气候预测的难度，开展季节转换期的气候异常及相关的大气环流季节突变特征和主要影响因子的研究，对于准确把握亚洲夏季风的活动规律，提高季节转换期的气候预测能力，做好防灾减灾气象保障服务具有十分重要的科学价值。5月降水以及雨季开始期早晚一直是云南短期气候预测业务的重点和难点，其原因主要包括两个方面：（1）首先是预测难度大，5月是亚洲夏季风爆发及逐渐向北推进的关键时段，亚洲季风一般最早于4月底在赤道东印度洋和苏门答腊地区建立，之后逐渐向东北和西北方向推进，5月上旬孟加拉湾夏季风爆发，下旬南海夏季风爆发，6月上旬南亚夏季风爆发[1]。因此，5月大气环流的季节突变特征非常显著，气候变化极其复杂，年际差异非常大。最近的研究表明孟加拉湾夏季风最早可在4月11日爆发，最晚可以推迟到6月1日[2]；南海夏季风的活动亦如此，最早4月20日，最晚6月8日[3]，早晚相差近50 d。由于云南5月降水与季风爆发早晚密切联系，随季风爆发的年际波动，云南5月降水也存在十分显著的年际变率，云南5月全省平均降水偏少年仅有39 mm（1963年），偏多年高达 211.1 mm（2001年），如此之大的年际差异给气候预测工作带来了相当大的难度。（2）其次，从气象服务的角度而言，受亚洲季风影响，云南干湿季节分明，大部分地区年降水量的85%以上主要集中在湿季5～10月，干季11月～次年4月的降水所占比例非常小，云南所谓的“十年九旱”主要指整个冬春季节的气候状况。5月是干湿季节转换的关键时期，在经历了长达半年的干季之后，水库、池塘蓄水急剧下降，而随着农事季节的来临和气温的逐渐升高，工农业生产以及人民生活用水等需求快速增加，雨季开始期早晚的影响就显得尤为重要。特别是由于云南大部分地区的玉米、水稻等大春作物在5月开始栽种，雨季开始期早晚会直接影响到农作物的栽种及其生长发育。因此，雨季开始期早晚一直是云南短期气候预测业务的重要内容，受到各级政府决策部门的广泛关注。为了提高气象服务保障能力，深入认识影响云南5月降水的前兆信号和关键影响因子是非常必要的。

一般情况下，云南5月降水多少与雨季开始期早晚密切联系，5月降水多，雨季开始期偏早，反之则雨季开始偏晚，两者之间的相关高达80%以上。因此，雨季开始期早晚的预测在很大程度上可以归结为对5月降水量的预测。长期以来，云南气象工作者针对5月降水异常的成因从大气环流、海温、季风、热带季节内振荡等方面进行了大量研究。在大气环流方面，王裁云等[4]指出西风带长波槽脊在2～5月平均位置的逐月西移与云南雨季开始密切联系；琚建华等[5]指出前期500 hPa高纬度东亚大槽强弱对云南5月降水有重要影响；严华生等[6]发现云南5月降水可能与3月份低纬度定常行星波列在球面大气中的传播有关。在海洋方面，很多工作发现ENSO冷暖事件与云南5月降水密切联系，冷事件有利于云南5降水偏多，暖事件有利于降水偏少[7-9]。季风的爆发早晚带来的水汽输送变化对云南5月降水也有重要影响，晏红明等[10]指出初夏孟加拉湾季风爆发早有利于云南5月降水偏多，反之偏少，但同时也指出，季风爆发早晚和中纬度地区冷空气的共同作用才是影响云南5月降水多少的重要原因；刘瑜等[11]的工作也表明了孟加拉湾季风低压对云南雨季开始期降水的重要影响。季节内振荡对全球很多地区的天气和气候都有不同程度的影响，李汀等[12]研究发现5月热带大气季节内振荡（Madden-Julian Oscillation，MJO）的纬向变化与云南5月雨量密切联系，4～6位相对应云南5月降水偏多，7～8位相和1～3位相则对应降水偏少。这些研究得到了很多有意义的结论，对云南5月短期气候预测有很好的指导作用。然而，影响云南5月降水变化的因子比较复杂，目前对影响云南5月降水变化的因子及其影响的物理过程仍缺乏深入认识。特别是近年来热带海表温度（Sea Surface Temperature，SST）与云南5月降水变化的关系与现有的研究结论存在很大的差异，例如2016年El Nino事件的强度达到本世纪最强，而该年5月雨量却明显偏多；2021年在赤道中东太平洋冷SST背景下云南雨季于6月6日开始，比历史同期偏晚12 d。另外，云南5月雨量的变化存在多模态的特征，对于不同模态的降水分布而言，其相应的大气环流及海洋因子之间存在怎样的影响差异还不清楚。因此，有必要对影响云南5月降水不同模态的主要影响因子展开进一步的讨论。

1 资料和方法

本文所用资料包括云南省气象信息中心提供的1961～2016年云南125个站月平均降水资料；1961～2016年美国国家环境预测中心和国家大气研究中心（National Centers for Environmental Prediction /National Center for Atmospheric Research，NCEP /NCAR）提供的高低层经向风和纬向风、高度场、比湿等月平均再分析资料，网格分辨率为 2.5°×2.5°[13]；1961～2016 年英国哈德莱中心（Hadley Center）提供的全球月平均SST资料，网格分辨率为 1.0°×1.0°[14]。气候平均统一采用 1981～2010年的30 a气候平均值。PDO指数是对20°N以北的北太平洋地区海表温度距平（Sea Surface Temperature Anormaly，SSTA）进行经验正交函数分解（Empirical Orthogonal Function，EOF）得到的第一时间系数[15-16]，该数据来源于日本气象厅网站（http://ds.data.jma.go.jp/tcc/tcc/products/elnino/decadal/pdo.html）。

本文使用的分析方法有经验正交函数分解（EOF）、一元线性回归、相关分析、合成分析等统计诊断方法，显著性检验采用t检验方法。

2 云南 5 月降水的主要模态及其变化

EOF方法可以提取气象要素场主要特征。图1给出了云南5月降水EOF分解的两个主要模态，解释方差分别为52%和10%。如图1a所示，第一模态（EOF1）反映出云南5月降水全区一致的变化特征，大值中心位于云南南部；如图1b所示，相应的时间系数（PC1）表明该模态分布主要以年际波动为主，如果以标准差 ≥1（≤ - 1）为标准来衡量云南5月降水全区一致降水多少，则 1978、1981、1990、1999、2000、2001、2002、2004年为云南全区一致降水偏多型，1963、1969、1979、1982、1983、1987、1997、2005、2014、2015年为云南全区一致降水偏少型。

如图1c所示，云南5月降水第二模态（EOF2）反映了云南降水东西反相差异的分布特征，大的正值区位于德宏和怒江，负的大值区位于曲靖东南部。如图1d所示，相应的时间系数（PC2）不仅反映了年际差异特征，在一定程度上还反映了该模态降水年代际特征，降水在1971～2011年表现的东西差异特征显著，其中1970～1980年以东多西少的降水差异为主，1995～2011年刚好相反，为东少西多。同样以标准差 ≥ 1（≤ - 1）为标准来衡量降水东西差异变化的典型年份，则 1961、1963、1977、1988、1991、1998、2000、2004、2007、2011年云南降水为东多西少分布型，1972、1974、1976、1980、1981、1986、1989、1994、2015年为云南降水东少西多分布型。

图1 云南5月降水EOF分解前两个主要模态的空间分布（a、c）和对应时间系数的标准化序列（b、d）

对比以上第一模态和第二模态相应的正负异常年，发现2000、2004和2015年在两个模态中是重复的，既属于全区一致型异常年，又属于东西差异型异常年。仔细分析这三年的情况，发现云南东部区域的文山、曲靖和昭通的降水确实与其它地区的降水变化相反，特别是2015年和2000年，而2004年仅在曲靖和文山北部很小区域的降水与其它地区的降水变化相反，差异特征不明显。因此，在分析第一模态和第二模态正负异常年合成时，将2000年和2015年作为东西差异型异常年，2004年为全区一致型异常年。图2给出了第一模态和第二模态正负异常年的合成场。如图2a、b所示，在第一模态正负异常年，云南全区域降水变化的一致性特征比较明显，除了西北、东北及东部边缘地区之外，其余地区均通过90%的显著性检验。如图2c、d所示，第二模态正负异常年表现出东西差异特征；对于正异常年而言，西部降水偏多的范围较小，仅包括西北部和西部边缘地区，而中部和东部降水偏少的范围较大；负异常年降水东多西少的范围差异不大，南北向的降水距平“0”值分界线位于云南中部地区；上述特征在一定程度上反映了云南降水第二模态东西差异存在的不对称性，负异常年时，由于东多西少的范围基本一致，因此东西差异特征更加显著。

图2 对应不同模态正负异常年合成的云南5月降水距平百分率空间分布（a.第一模态正异常年，b.第一模态负异常年，c.第二模态正异常年，d.第二模态负异常年，阴影表示通过90%显著性检验，单位：%）

3 降水主要模态与海温变化的关系

由PC1回归到前期1月至同期5月的海温异常场（图3左列）可知，云南5月全区一致型降水与太平洋海温变化的联系最为密切。当云南5月降水一致型偏多时，前期1～4月和同期5月北太平洋至南太平洋为“负-正-负-正”的南北向海温异常分布，显著的海温负异常区分别位于东北太平洋海盆和赤道中东太平洋，显著的海温正异常区分别位于西北太平洋海盆和南太平洋西南部；这一空间型与前期1～4月印度洋海温变化的关系不显著，与5月印度洋西部地区海温呈显著的负异常。云南5月降水一致型偏少时，海温变化刚好相反。很多研究表明，El Nino-Southern Oscillation（ENSO）和北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO） 是太平洋海温场中存在的两种主要模态。ENSO主要表现为年际变化，是影响年际气候异常的最强信号因子；PDO主要表现出明显的年代际特征，在PDO暖位相时，北太平洋中部偏冷，而北美西海岸却异常偏暖，与之相反，冷位相时北太平洋中部偏暖，而北美西海岸却异常偏冷。PDO对中国气候也有重要影响[17-18]。从图3可以看到，PC1回归的北太平洋海温异常分布比较类似于PDO年代际模态，但与PDO模态中北太平洋上海温变化显著的两个关键区域存在差异，位置明显偏南，回归的中东太平洋海温类似于ENSO冷暖事件。上述特征表明云南5月全区一致型降水与太平洋地区的两种海温主模态有一定联系，这种联系从1～5月呈逐渐加强的趋势，同期5月PC1与赤道中东太平洋地区的联系表现得更加显著，同时由于海气相互作用的影响，海温异常区域逐渐扩展到印度洋，5月热带印度洋地区海温也出现了异常。

与PC1回归的1～5月海温异常场相比，PC2回归的异常海温场（图3右列）主要表现为云南5月第二模态降水与前期印度洋和赤道中太平洋地区海温变化的关系密切，但这种联系从1～5月逐渐减弱，在同期5月减弱明显。当云南5月降水呈现西多东少分布时，1月印度洋西部和赤道中东太平洋海温表现为明显正异常（图3b）；2月印度洋正异常区域维持，赤道中东太平洋海温正异常区范围减小（图3d）；3～4月印度洋和赤道中东太平洋海温正异常区的范围均逐渐减小，而南太平洋中部地区的海温正异常逐渐发展，太平洋显著的正异常区位于赤道中太平洋至南太平洋中部地区（图3f、h）；5月印度洋和赤道太平洋的正异常范围明显减小，而南太平洋中部正异常的强度却有所增加（图3j）。当云南5月降水呈现西少东多分布时，海温变化表现出相反的特征。

图3 根据云南5月降水EOF分解第一模态PC1（左）和第二模态PC2（右）回归的前期逐月异常海温场（a、b.1月，c、d.2月，e、f.3 月，g、h.4 月，i、j.5 月，填色表示显著性检验水平，单位：℃）

4 海温异常影响降水主要模态的可能原因

从以上分析可知，云南5月降水的主要模态与太平洋和印度洋的海温变化密切联系。本节将探讨这些区域的海温如何通过影响大气环流进而导致云南5月降水异常的物理机制。由于海温对大气的作用存在一定的滞后效应，从上节分析看到云南5月降水的主要模态不仅与同期的海温变化有联系，与前期海温变化的关系也十分紧密，特别是5月降水第二主模态与前期1月海温变化的关系尤为密切。因此，为了寻找影响云南5月降水的前期海洋信号，这里主要通过分析前期海温异常与后期5月大气环流的关系来探讨海温影响云南5月降水的主要途径。另外，在短期气候预测业务中，一般在每年的3月底发布5月雨季开始期的气候预测，如果能够根据1～2月的海温变化来预测5月的降水异常就更有意义。

4.1 海温异常对第一模态降水的影响

4.1.1 降水第一模态与大气环流的关系

本节首先分析云南降水一致型偏多或偏少年高低层大气环流的特征。从PC1回归的同期5月850 hPa水平风场(图4a)可以看到，云南5月降水一致型变化与印度洋、东南亚、中国南部地区的环流异常密切联系。当云南全区5月降水偏多时，低层850 hPa索马里由南向北的越赤道气流和北印度洋的偏西气流加强，北印度洋异常西风东移至孟加拉湾东部转向北，东亚东部异常偏北气流在华南转向西，这两支转向的异常气流在西南低纬高原地区形成明显的辐合，表明了低层印度洋水汽输送和北方冷空气交汇的共同作用对云南降水一致偏多的重要影响。5月是冬季风向夏季风转换的关键季节，850 hPa回归风场上印度洋索马里越赤道气流与北印度洋纬向西风的加强在很大程度上反映出南亚季风建立偏早的特征。根据晏红明等[2]研究的孟加拉湾夏季风爆发的判断标准，计算可知1961～2015年孟加拉湾夏季爆发日期与PC1的相关为0.25，通过90%的显著性检验，表明了孟加拉湾季风的爆发与云南5月降水确实有一定的联系。对于云南初夏大范围降水而言，水汽输送的影响是一个方面，同时冷空气的配合也是非常重要的一个方面[10]。

PC1与500 hPa高度场的回归表明云南降水偏多时，欧亚中高纬度表现为东负西正的高度异常，负异常中心位于西伯利亚平原，正异常中心位于贝加尔湖至鄂霍次克海；在青藏高原以南的南亚区域和中国南部地区为高度负异常，特别是孟加拉湾和阿拉伯海为显著的负异常中心，有利于南支低压槽发展及相应的水汽输送。高度场异常在东亚东部和南亚区域形成了明显的北高南低形势，这种形势不仅有利于中纬度地区的冷空气南下影响，同时也有利于热带印度洋水汽输送的影响（图4b）。一般而言，东亚槽强弱与冷空气的活动密切相关，而从图4b看到，云南5月降水一致偏多年，在500 hPa东亚东部中高纬度地区为正高度异常，不利于东亚槽的加深，反而是东亚中低纬度地区北高南低的形势更有利于云南5月全区降水偏多。从西南地区低层温度与500 hPa高度场的相关可以很清楚地看到这种北高南低的异常形势更有利于冷空气活动对低纬度地区的影响（图略）。另外，由850 hPa水平风场回归显示云南区域为明显的冷暖空气交汇区，本节选取 90°～110°E 和 20°～30°N 范围，将PC1回归到经向（图4c）和纬向（图4d）垂直环流上。如图所示，经向剖面在云南南部有非常显著的上升气流，而纬向剖面在云南地区的气流上升也非常显著，表明在云南降水一致偏多时该区域确实存在较强的冷暖气流辐合的影响。

4.1.2 第一模态关键海区对降水的影响

在了解云南降水一致偏多或偏少型相应环流特征的基础上，本节进一步研究海温对大气环流的影响，并通过对比分析，认识海温变化对云南5月雨量降水的作用和贡献。根据上节分析，5月云南一致型降水与太平洋海温变化密切联系，那么前期海温对后期大气环流的影响是否也会产生类似于如图4所示的环流变化？PC1回归的海温异常场表明了前期1～2月太平洋海温的异常也比较显著，并呈现出类似于PDO和ENSO模态的特征。因此，这里主要讨论1～2月这两种太平洋海温异常模态对后期大气环流的影响。根据PC1回归的海温异常场（图3a和图3c），选取三个区域分别为 A 区 (40°～50°N,180°～220°E)、B 区 (18°～28°N,170°～210°E)、C 区 (10°S～15°N,185°～230°E)。 如图所示，A区和B区反映的海温异常与PDO模态反映的海温异常特征相似，而C区与Nino34区相近。为了考察北太平洋海温以及赤道中东太平洋地区海温变化的影响，本文将A区和B区的区域平均海温差（Asst-Bsst）称为类PDO指数，指数为正表示暖位相，反之为冷位相；而C区的区域平均海温（Csst）称为类ENSO指数，指数为正表示暖位相，反之为冷位相。需要指出的是，类PDO指数两个区域的海温变化虽然与PDO模态的海温变化特征相似，但选取的区域差异较大，类PDO与PDO指数显著负相关为-0.29，表明两个模态的位相刚好相反，这主要是由于类PDO的A区和B区的位置明显比PDO中两个海温变化显著区域的位置偏南。图5a为1～2月标准化的类PDO指数和PDO指数的年际变化，在大部年份两者变化呈反位相。而类ENSO指数和Nino34指数的年际变化比较一致，两者相关高达0.96（图5b）。

图4 根据云南5月降水EOF分解第一模态PC1回归的850 hPa异常风场（a，单位：m/s）、500 hPa异常高度场(b，单位：gpm）、沿90°～110°E平均的高度-纬度垂直环流（c，垂直速度扩大100倍）和沿20°～30°N平均的高度-经度垂直环流（d，垂直速度扩大100倍）（a中绿色箭头表示通过95%的显著性检验，b～d中填色表示显著性检验水平）

图5 1961～2016年1～2月标准化的（a）PDO指数（曲线）和类PDO指数（棒线）；（b）Nino34指数（曲线）和类ENSO指数（棒线）的年际变化

根据类PDO和类ENSO指数的定义，图3左列表明当云南降水一致偏多时，类PDO和类ENSO为冷位相，反之为暖位相。为了在分析时方便与图4进行对比，将类PDO指数和类ENSO指数分别乘以-1后再回归到高低层环流场（图6），转换为全区降水偏多背景下的影响来进行环流对比分析。图6a和图6c分别反映了前期1～2月类PDO和类ENSO模态海温对后期5月低层850 hPa流场的影响，可见两种不同模态负位相对印度洋风场的影响非常相似。当云南降水一致偏多时，其作用均使得索马里地区由南向北的赤道气流和北印度洋地区纬向西风气流加强，并在孟加拉湾北部和阿拉伯海北部分别形成气旋环流，有利于印度洋西南季风建立偏早，水汽输送得以相应加强。但值得注意的是两种模态海温对中国西南低纬高原、东南亚和赤道西太平洋地区环流变化的影响却明显不同，主要体现在对水汽输送路径和低纬度冷空气活动的影响。以云南降水全区一致偏多为例：（1）类PDO负位相时，北印度洋异常西风在孟加拉湾东部转向北移动影响西南地区，有利于印度洋地区水汽输送至西南地区，但中国东部由北向南的冷空气活动不显著（图6a）；（2）类ENSO模态负位相时，中国东部由北向南的冷空气活动显著，并在华南南部转向西移动，进而影响西南地区，华南至西南为异常东风控制，但类ENSO模态负位相时北印度洋的异常西风较强，一直向东流到菲律宾以东的150°E附近海洋，孟加拉湾地区转向北输送的水汽很弱（图6c）。因此，类PDO和类ENSO两个模态对云南区域的影响是不同的，类PDO负位相有利于印度洋水汽输送影响云南，而类ENSO负位相却有利于加强低纬度地区冷空气活动对云南的影响。

图6b和图6d分别为类PDO指数和类ENSO指数回归的500 hPa高度异常场，可以看到欧亚中高纬度地区的高度异常与图4b非常类似，均表现为“负-正”的高度异常型，西伯利亚为高度负异常，东亚东部为高度正异常。而低纬度地区高度异常场的差异较大，类PDO指数回归的高度异常场仅在阿拉伯海和孟加拉湾表现为负异常；而类ENSO指数回归的高度场在整个低纬度地区为显著的负异常，东亚地区北高南低的形势非常显著，进一步表明了赤道中东太平洋冷海温异常对初夏冷空气频繁活动的影响。

图6 前期1～2月平均各海温指数（a、b.类PDO指数，c、d.类ENSO指数，e、f.综合指数）回归的 850hPa异常风场（左，绿色箭头表示通过90%的显著性检验，单位：m/s）和500hPa高度异常场（右，填色表示显著性检验水平，单位：gpm）

为了综合考虑类PDO指数和类ENSO指数的作用，定义综合指数为类PDO指数与类ENSO指数之和的相反数，可以看到综合指数的作用对高低层环流的影响更类似于云南降水一致型变化时的环流特征（图4a、b），进一步表明了北太平洋和赤道中东太平洋海温对云南5月一致型降水的重要影响，即当类PDO和类ENSO负位相时有利于云南降水一致型偏多，反之则有利于云南降水一致型偏少。

PC1与类PDO和类ENSO的关系在年际尺度上呈显著负相关，其中与类PDO的年际相关为-0.47，与类ENSO的年际相关为-0.30。PC1与类PDO和类ENSO在年代际尺度上的相关存在一定差异。图7分别为1961～2016年PC1与类PDO指数和类ENSO指数的11 a滑动相关。如图所示，类PDO对云南5月降水变化的影响比类ENSO更加显著，尤其是1990s中期至今；而PC1与类ENSO指数一直保持负相关，但相关性并不显著，尤其在最近几年与云南一致型降水的关系明显减弱。

图7 PC1分别与1～2月（a）类PDO指数和（b）类ENSO指数的11 a滑动相关

4.2 海温异常对第二模态降水分布的影响

4.2.1 降水第二模态与大气环流的关系

同样，在研究海温对云南东西差异降水分布影响之前，本节首先分析了云南降水东西差异的环流背景特征。PC2回归的850 hPa风场（图8a）表明在云南降水呈现西多东少异常分布时索马里越赤道气流加强，但该异常气流一直向北流到阿拉伯海北部，印度洋北部的异常西风并没有加强，反而是赤道西太平洋地区的异常东风向西扩展到孟加拉湾东部，并在孟加拉湾东部转向北影响云南西部；云南东部、华南南部和中南半岛为异常反气旋环流控制，不利于该区域的降水产生。异常风场特征表明云南降水呈西多东少分布时，直接来自孟加拉湾的水汽输送非常弱，反而是赤道西太平洋的异常东风向西流动后在孟加拉湾东部转向北带来的水汽影响较大，而云南东部因受异常反气旋的影响降水偏少。

PC2回归的500 hPa高度场（图8b）表明云南降水西多东少分布时，从乌拉尔山至北太平洋为“正-负-正-负”的异常波列，高度正异常区分别位于西伯利亚平原和东亚沿海，高度负异常区分别位于巴尔喀什湖附近和北太平洋地区，东亚沿海附近的高度正距平有利于东亚槽减弱；赤道太平洋附近为高度正异常，5月西太平洋副热带高压位置还比较偏南，赤道西太平洋地区的高度正异常有利于5月西太平洋副热带高压偏西偏强，并可向西伸展控制华南地区。

图8 根据云南5月降水EOF分解第二模态PC2回归的 850 hPa风场（a，绿色箭头表示通过95%的显著性检验，单位：m/s）和 500 hPa高度场（b，填色表示显著性检验水平，单位：gpm）

4.2.2 第二模态关键海区对降水的影响

根据PC2回归的1～5月海温异常场（图3），云南第二模态降水与印度洋和赤道中太平洋海温的关系最密切，尤其是前期1月份的海温异常，2～5月赤道中太平洋海温异常的影响逐渐减弱。同样，为了探讨前期海温变化对后期5月降水的影响，选用1～2月区域平均的海温指数，根据图3b和图3d，选取印度洋区域（Dsst指数，30°S～18.5°N，40°～90°E）和赤道中东太平洋区域（Esst指数，15°S～10°N,180°～240°E），分别分析这两个指数和综合海温指数（Dsst+Esst）对后期5月环流的影响。

比较 Dsst指数（图9a）和 Esst指数（图9c）回归的低层850 hPa风场，发现环流差异最大的是赤道印度洋地区异常东风向西扩展的范围不一致，赤道中东太平洋暖海温影响可使异常东风一直扩展到赤道西印度洋，而赤道印度洋暖海温影响下的异常东风仅扩展至赤道印度洋东部，表明赤道中东太平洋暖海温异常对初夏5月南亚初夏季风减弱的影响更加明显。同时，由于印度洋暖海温时异常东风仅向西扩展至印度洋东部，并在孟加拉湾西部转向西南流动，印度洋暖海温对环流的影响更有利于云南降水西多东少的分布，而赤道中东太平洋暖海温却有利于使云南全区降水偏少。两个指数的综合影响（图9e）使得赤道异常东风向西扩展的位置稍偏东，即印度洋暖海温的作用部分抵消了赤道中东太平洋暖海温对南亚初夏季风减弱的影响。

比较PC2回归的异常高度场（图8b）与Dsst指数（图9b）、Esst指数（图9d）以及综合指数（图9f）回归的异常高度场发现，除了正负异常中心的强度以外，中高纬度地区异常波列的形式非常类似，自乌拉尔山-西北太平洋地区均为“正-负-正-负”的异常波列。而海温对低纬度地区高度场的影响却明显偏强，暖（冷）海温的作用有利于使西太平洋副热带高压加强西伸（减弱东退）。上述分析进一步表明了热带印度洋和赤道中东太平洋地区的海温变化对云南5月降水东西差异变化的重要影响，印度洋和赤道中东太平洋地区暖海温异常有利于云南5月降水西多东少，反之则有利于云南5月降水西少东多。

图9 同图6，但为Dsst指数、Esst指数和综合指数（Dsst+Esst）

5 结论和讨论

针对云南5月降水多寡对云南工农业生产的重要影响，本文首先揭示了云南5月降水主要模态与海温的关系，在确定影响显著的几个关键海区的基础上，通过分析这些关键海区对大气环流的影响，进一步考察了云南5月降水主要模态与海温异常的关系，得到以下几点主要结论：

（1） 云南5月降水有全区一致型和东西差异型两种主要模态，其中全区一致型模态主要表现为年际差异，而东西差异型降水分布不仅年际差异明显，还呈现出明显的年代际特征， 1970～1980年以东多西少的降水差异为主，1995～2011年东西差异的特征刚好相反，为东少西多。另外，云南降水东西差异变化存在一定的不对称，降水东多西少时的东西差异特征更加显著，而西多东少时，西部降水偏少的范围很小，主要以东部降水偏多的特征为主。

（2） 北太平洋地区的类PDO和类ENSO海温异常模态是影响云南降水全区一致型变化的主要因子。其中，类PDO负位相有利于印度洋水汽输送影响云南，而类ENSO负位相却有利于加强低纬度地区冷空气活动对云南的影响。当北美沿岸海温偏低、北太平洋中部海温偏高和中东太平洋海温偏低时有利于云南全区一致型降水偏多，反之则有利于降水偏少。

（3） 印度洋海温变化是影响云南5月降水出现东西差异的主要因子。当印度洋海温偏高时有利于云南降水西多东少，反之则有利于云南降水西少东多；而赤道中东太平洋冷暖海温的变化却会减弱印度洋海温对降水东西差异型的影响，使云南降水更偏向于全区一致型的变化，中东太平洋暖海温有利于云南全区降水偏少，反之有利于降水偏多。

以前的分析一直认为赤道中东太平洋的海温是影响云南降水的主要因子，而本文的分析却发现北太平洋和热带印度洋海温异常才是影响云南5月降水的主要因子，赤道中东太平洋海温对印度洋海温的影响起到一定的调制作用。因此，印度洋海温和北太平洋海温变化对云南初夏降水变化的影响是一个非常值得关注的问题。