中国夏季旱涝的前期强信号预测

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  主流大气科学界的观点
  
  世界气象组织(WMO)确认:ENSO事件(赤道东太平洋异常增温所引发的厄尔尼诺和南方涛动的总称)是温带地区短期气候变化(1至几个月)的强信号。我国气象学家认为:ENSO事件、西太平洋暖池的热状态及暖池上空对流活动是我国黄河以南旱涝形成的主要原因。因此,在短期气候预测中,上述三类海洋和大气的热异常现象是旱涝变化的前期强信号。
  但从10年(1997~2006)主管部门研制与发布的夏季降水预报看,效果并不令人满意,10年中主雨带基本趋势大体符合实况的只有1998、2000、2001年。当然,这些预测除上述强信号外,还考虑了高原雪盖、季风、太阳黑子等其它信号。但值得思考的是:宇宙问是否存在着一类较之上述各信号更为强大和完整的夏季旱涝前期信号?
  
  猜想与证明一
  
  ENSO事件等之所以在预测中效果不理想,笔者认为它只考虑了1-2个外部因子对大气的加热作用,事实上,陆地、人类活动、植被生消、星球辐射——等因子都在加热大气。
  20世纪70年代,Newell等计算了全球平均纬向西风随纬度与高度的分布,得出:冬季北半球30度上空约12000m处是一西风极大区(即副热带西风急流),夏季在同纬度处变为极小西风区(即副热带高压中心)。由于(1)大气运动的能量虽然分别来自太阳辐射、海洋(包含上述ENSO事件等)、陆地、人类活动等等方面的加热过程,但最终的总和却表现为:Newell等算出的大气层内冬季极大西风(动能)区与夏季极小西风(动能)区的存在与互补。(2)冬季副热带西风急流与夏季副热带高压中心的动能和位置互补,提供了夏季副高位置正确预测的可能。(3)夏季副高位置与形状是影响中国夏季主雨带的卡要因子。
  因此,笔者猜想:冬季中国上空的西风急流(大值区)状态是与夏季主雨带位置一一对应的最强前期信号。
  为证实这一信号的存在,笔者将中国上空30000m以下大气划分为16层,分别计算1961-1990三十年各层冬季平均大值西风区,同时,将国家气候中心计算的夏季1、2、3型降水的平均多雨(正距平)区绘于大值西风区图上,结果见图1。
  
  2006年预报是初步建立“选层”技术后做出的。
  笔者深信,存有足够多的探空资料(而不是几个标准层)和小断改进选层技术条件下,中国夏季主雨带预测将在短期内达到“十年九对”的高水平。
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