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在全球气候变暖的背景下,极端天气事件如冻雨、强降雪伴极寒的湿冷天气等频发,对国民经济和人民生命财产造成了极大的影响。研究湿冷天气事件的时空变化规律及成因,提高对其预测预警能力是一项具有现实意义的工作。基于台站观测资料、再分析资料诊断和数值模拟相结合等方法,本文对1980~2018年冬季中国南方湿冷天气年际变化的时空分布特征,环流背景进行了分析,发现其与前期秋季南极涛动(AAO)之间存在联系。进一步地,分析了南半球热带外海表温度(SST)、南极海冰以及平流层过程在二者联系中的作用,揭示了南半球“海-冰-气”系统跨赤道、跨季节影响冬季中国南方湿冷天气的具体物理机制。主要得出以下几点结论:(1)湿冷天气通常发生于1-2月份。在湿冷天气偏强(偏弱)的冬季,蒙古高压呈正(负)异常,近地层冷空气活动偏强(弱),南支槽加深(减弱),对流层中低层暖湿气流活跃(不活跃)。受强(弱)暖湿气流和强(弱)冷空气入侵影响,中国南方上空对流层中层被气旋(反气旋)性环流异常控制,低层为异常辐合(辐散),高层为异常辐散(辐合)。与之对应,北大西洋上空位势异常呈北高南低(北低南高)偶极型结构,类似北大西洋涛动(NAO-like)负(正)位相,南半球AAO则呈负(正)位相结构。与湿冷天气相关的AAO异常可追溯到前期秋季9-10月。当9-10月AAO增强(减弱)时,后期1-2月NAO-like呈正(负)位相,东亚中纬位势呈正(负)异常,南支槽减弱(加深),蒙古高压减弱(增强),不利(有利)于中国南方湿冷天气的产生;同时,大西洋-南美热带辐合带(ITCZ)降水正(负)异常,西太平洋ITCZ降水负(正)异常,南大西洋和南印度洋SST呈经向梯度,二者充当了秋季AAO影响冬季中国南方湿冷天气的“接力棒”。(2)前期9-10月AAO异常信号通过动力热力过程,被存储至下垫面海洋中,激发南大洋SST偶极子型(SOD)模态。SOD再通过“海气相互作用”,跨季节持续至后期冬季1-2月,并通过两个过程影响湿冷天气:一方面调节南大西洋局地经向-垂直环流,影响热带-副热带北大西洋异常对流降水,进而影响北大西洋-欧亚的东传罗斯贝波,从而影响东亚大气环流;另一方面,SOD调节东南印度洋局地经向-垂直环流,直接影响中国华南及江淮流域上空的垂直运动。当SOD增强(减弱)时,乌拉尔阻塞增强(减弱)、东亚大槽加深(减弱)、蒙古高压增强(减弱),东亚局地Hadley环流增强(减弱),冷空气南侵增强(减弱),孟加拉湾水汽入侵减弱(西太平洋水汽入侵增强),不利(有利)于湿冷天气的产生。(3)平流层过程在SOD与湿冷天气联系中起到一定的作用。1-2月SOD增强(减弱),对应了平流层中下层(30-70 h Pa,以50 h Pa为主)热带纬向风准两年振荡(记为QBO50)向西风(东风)位相发展;QBO50西风(东风)位相与SOD增强(减弱),都与北半球高纬平流层行星波下传的增强(减弱)相对应。当QBO50向西风(东风)位相发展时,北极极涡加深(减弱),南支槽加深(减弱),蒙古高压增强(减弱),有利(不利)于中国南方湿冷天气的产生。因此,QBO50在SOD影响中国南方湿冷天气过程中,起到了调制作用。(4)南极海冰偶极子模态(ADP)也起到了一定的作用。9-10月AAO信号影响威德尔海与阿蒙森海-罗斯海ADP海冰异常,该异常跨季节持续并影响后期湿冷天气。AAO对ADP的激发独立于SOD,冬季1-2月大气环流对同期ADP的响应在南大洋上呈明显的波列结构。其中一支波列源于东南太平洋-南大西洋,向北传播,抵达热带北大西洋,引起异常对流降水,影响大西洋-南美热带辐合带(ITCZ)对流降水的变化;另一支波列同样源自ADP区域,但沿着南大西洋、南印度洋向东向北传播,从而影响西太平洋ITCZ。ITCZ的异常变化进一步通过罗斯贝波频散影响东亚环流。当ADP增强(减弱)时,大西洋-南美ITCZ降水正(负)异常,西太平洋ITCZ降水负(正)异常,华东-西太平洋位势负(正)异常,东亚大槽减弱(加深),暖湿气流与冷空气对中国南方的入侵显著减弱(增强),不利(有利)于湿冷天气的产生。(5)ADP也能引发平流层极涡的异常响应,并通过上传行星波的频散与平流层中层(30 h Pa)的QBO(记为QBO30)建立关联。QBO30通过影响大西洋上空深层对流,调节东亚冬季风与副热带急流的强度,进一步调制ADP对中国南方湿冷天气的影响。当QBO30处于西风位相、ADP增强(减弱)时,乌拉尔阻塞减弱(增强),南支槽减弱(加深),蒙古高压减弱(增强),不利(有利)于中国南方湿冷天气的产生;而当QBO30处于东风位相时,ADP与东亚冬季风之间的联系不显著,中国南方湿冷天气对ADP变化的响应不显著。即QBO30处于西风位相时,ADP对中国南方湿冷天气的影响更显著。