摘要 利用1979—2012年日本气象厅次表层海温资料和NCEP/NCAR再分析资料，分析了前期冬季热带太平洋次表层海温与东亚夏季风的关系，并讨论了其可能机制。结果表明，前期冬季热带太平洋次表层海温与后期东亚夏季风强弱有显著的相关关系。冬季次表层海温呈现东正西负的类El Nio分布型时，夏季副热带高压偏强，西北太平洋地区受反气旋型环流控制，能将大量的水汽输送到长江和淮河流域，有利于水汽在该区域辐合，为夏季降水偏多创造了条件，此时东亚夏季风活动整体偏弱，反之亦然。但类El Nio分布型对东亚夏季气候变化的影响较类La Nia分布型更显著。此外，冬季热带太平洋次表层海温可能通过其自身能够持续性地影响东亚—太平洋地区的大气环流异常，次表层海温随季节变化有明显的发展和移动趋势：冬季西太平洋暖池次表层冷（暖）海温不断堆积，沿温跃层向东传播使得中东太平洋次表层海温逐渐变冷（暖），冷（暖）海温上翻加强使得海表温度异常，进一步影响到西太平洋副热带高压的位置和强度，并在东亚地区形成经向遥相关波列，通过西北太平洋地区异常反气旋（气旋）环流的作用，影响东亚地区大气环流以及气候变化。
关键词热带太平洋；次表层海温异常；ENSO；西北太平洋异常反气旋；东亚夏季风
热带海洋系统的变化对大气环流和气候异常有着非常重要的影响，由海陆热力差异引起的海气相互作用，可以影响区域乃至全球大尺度环流系统，进而造成灾害性天气气候事件的发生（张人禾和李强，2004）。研究表明，热带海洋热状况的变化与季风活动有着非常重要的联系，他通过影响季风环流，进而影响到季风区的降水，同时也对年际、年代际区域气候变化造成影响（陈小婷等，2010；曾刚等，2013）。东亚季风的异常对东亚地区各国天气气候具有显著的影响。我国位于东亚季风区，天气气候形势复杂多变，尤其是在夏季汛期，中国大范围的降水分布、降水带移动以及旱涝灾害在很大程度上受夏季风控制（于淑秋等，2008）。由于海洋在调节大气环流和气候变化中起着非常重要的作用，因此各区域海温异常对东亚夏季风都有着不同程度的影响（杨晓苑等，2007；冯娟等，2010）。
暖池异常会对厄尔尼诺—南方涛动（ENSO，El NioSouthern Oscillation）、东亚季风产生重大影响，从而引起全球和区域气候的异常。早在20世纪80年代，Nitta（1987）、黄荣辉和孙凤英（1994）就指出热带西太平洋热力和菲律宾周围的对流活动经东亚/太平洋型（EAP，East Asia/Pacific Pattern）遥相关影响东亚季风系统的年际变化。暖池异常在ENSO循环中起重要作用，ENSO又是海气相互作用中影响东亚夏季风的强信号，ENSO循环的不同阶段对东亚夏季风和我国夏季降水有不同影响（陈文，2002）。近些年研究表明，ENSO循环又与次表层海温异常（SOTA，Subsurface Ocean Temperature Anomalies）密不可分，赤道太平洋温跃层上次表层海温异常信号的传播对ENSO循环有重要的影响（李崇银，2002）。Zebiak（1989）、Zhang and Levitus（1997）的研究发现热带太平洋上层热含量异常变化与ENSO循环密切相关。翁学传等（1996）注意到热带西太平洋冬季暖池热含量与我国东部夏季降水存在较好的相关关系，并具有超前副高的预测信息。李崇银（2002）分析发现暖池次表层海温正距平的出现，尤其是其向赤道中东太平洋的传播对El Nio事件的爆发有直接关系，是导致El Nio事件的重要原因。黄荣辉等（2006）讨论了热带西太平洋次表层海温准2 a周期变化特征及其对中国夏季降水准2 a周期变化的影响。
基于海表温度对东亚季风变化已有大量的研究，但由于早期次表层资料缺乏，考虑从次表层出发的研究相对较少。然而，与海表温度相比，次表层海温受海气界面影响较小，年际变化更显著，因而其对气候持续发展的作用也就更大。赵永平等（2007）就指出实际上海表温度仅是ENSO事件在海洋表面的表现形式，温跃层变化更能充分表现海洋热力异常的动力学过程。近年来，由于各种观测、同化资料的丰富，有关次表层海温变化的研究也逐渐增多：曾刚等（2006）讨论了赤道太平洋次表层海温与表面风应力之间的相互作用关系。陈永利等（2011）、Chen et al.（2012）以温跃层海温变化来研究热带太平洋次表层海温异常的年际、年代际变率及其对中国气候异常的影响，发现次表层海温通过影响副热带高压和中高纬槽脊系统，进而影响东亚季风的年代际变化。卢楚翰等（2014）从冬季暖池区热含量出发，发现其与后期春、夏季西太副高及西北太平洋夏季风变化密切相关。祁莉等（2014）在此基础上进一步研究了前期西太平洋暖池热含量异常与后期夏季我国长江流域降水的关系以及影响降水的可能途径。Li et al.（2015）通过构建一个三维立体次表层海温场，发现其与中国夏季降水具有超前相关性，对中国夏季降水预测有重要参考价值。
前人的工作主要是针对海表温度异常、ENSO事件或暖池热含量异常气候效应的研究，但直接关注次表层海温异常与我国气候变化关系的研究还不多，对于次表层海温的结构特征，特别是赤道太平洋次表层剖面结构的变化及其对中国气候的影响研究更是少见。为此，有必要将次表层海温变化与ENSO循环以及东亚大气环流联系起来。本文利用最新的日本气象厅次表层海温资料，分析热带太平洋次表层海温与后期东亚夏季风之间的关系，及其对东亚地区气候变化的影响，以揭示热带太平洋次表层海温影响东亚夏季风的可能途径。
1 资料与方法
采用日本气象厅提供的1979—2012年月平均历史海温资料，水平分辨率为1°×1°，垂直深度共24层。根据研究需要，本文仅选取了海水上部的13层（0、10、20、30、50、75、100、125、150、200、250、300、400 m）；大气资料取自美国国家环境预测中心/国家大气环境中心（NCEP/NCAR）再分析数据集，所用变量为位势高度、对外长波辐射（OLR，Outgoing Longwave Radiation）、850 hPa风场，水平分辨率为2.5°×2.5°；降水采用国家气象信息中心提供的中国160站逐月降水资料。文中所用到的Nio3.4指数定义为Nio3.4区（170～120°W、5°S～5°N）的区域平均海温距平，来自美国国家海洋和大气管理局（NOAA）气候预测中心（CPC）；El Nio Modoki指数（EMI）是根据Ashok et al.（2007）的研究定义，所用数据来自日本海洋科学技术中心（JAMSTEC）。以上资料覆盖时段均为1979年1月—2012年12月，春夏秋冬分別定义为3—5月、6—8月、9—11月、12月—次年2月。