中國(guó)西南地區(qū)秋季降水變化特征、影響因素及機(jī)理探究一、引言1.1研究背景與意義中國(guó)西南地區(qū)涵蓋云南、貴州、四川、重慶及西藏東部等地，地形地貌復(fù)雜，囊括高山、峽谷、盆地與高原等多樣地形，氣候類型豐富，以亞熱帶季風(fēng)氣候?yàn)橹?，兼具高原山地氣候。該地區(qū)在我國(guó)生態(tài)、農(nóng)業(yè)與水資源領(lǐng)域占據(jù)舉足輕重的地位。在生態(tài)層面，西南地區(qū)是眾多珍稀動(dòng)植物的家園，像大熊貓、滇金絲猴等，同時(shí)擁有大量原始森林與獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，是我國(guó)重要生態(tài)屏障，對(duì)維護(hù)生物多樣性、保持水土、調(diào)節(jié)氣候意義非凡。降水作為關(guān)鍵氣候要素，深刻影響著區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展。充沛降水為動(dòng)植物提供充足水分，維持生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)；降水異常則會(huì)引發(fā)干旱、洪澇等災(zāi)害，威脅生態(tài)系統(tǒng)平衡，致使物種數(shù)量減少甚至滅絕。例如，2009-2010年西南地區(qū)特大干旱，造成大量植被死亡，許多動(dòng)物生存空間被壓縮，生態(tài)系統(tǒng)遭受重創(chuàng)。從農(nóng)業(yè)視角來看，西南地區(qū)是我國(guó)重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，盛產(chǎn)水稻、玉米、小麥、茶葉、水果等農(nóng)作物。降水狀況直接關(guān)乎農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量與品質(zhì)。在秋季，降水適宜時(shí)，農(nóng)作物能充分灌漿成熟，實(shí)現(xiàn)豐收；降水不足則會(huì)導(dǎo)致土壤水分匱乏，農(nóng)作物生長(zhǎng)受抑制，產(chǎn)量大幅下降；降水過多又易引發(fā)洪澇災(zāi)害，沖毀農(nóng)田，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，西南地區(qū)每年因秋季降水異常導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十億元。如2023年，西南部分地區(qū)秋季降水偏多，造成水稻、玉米等秋收作物倒伏，影響產(chǎn)量與品質(zhì)，給農(nóng)民帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。在水資源方面，西南地區(qū)河流眾多，長(zhǎng)江、珠江等水系貫穿其中，水資源總量豐富，但時(shí)空分布不均。秋季降水是水資源的重要補(bǔ)給來源，對(duì)河流水位、水庫(kù)蓄水量及地下水水位有著關(guān)鍵影響。降水正常時(shí)，可保障水資源合理配置，滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與居民生活用水需求；降水異常則會(huì)導(dǎo)致水資源短缺或過剩，引發(fā)用水困難、水質(zhì)惡化及洪澇災(zāi)害等問題。比如，一些年份西南地區(qū)秋季降水偏少，部分城市與農(nóng)村出現(xiàn)用水緊張局面，影響居民生活與工業(yè)生產(chǎn)；而降水偏多的年份，洪澇災(zāi)害頻發(fā)，破壞水利設(shè)施，威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全。鑒于西南地區(qū)秋季降水對(duì)生態(tài)、農(nóng)業(yè)和水資源等方面的重大影響，深入研究其降水變化及其機(jī)理意義深遠(yuǎn)。從防災(zāi)減災(zāi)角度出發(fā)，通過對(duì)秋季降水變化規(guī)律與影響因素的研究，能夠提高降水預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，提前發(fā)布預(yù)警信息，為政府和相關(guān)部門制定防災(zāi)減災(zāi)措施提供科學(xué)依據(jù)，降低災(zāi)害損失。例如，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)秋季降水異常情況，提前做好水利設(shè)施維護(hù)、農(nóng)田排水灌溉及防洪物資儲(chǔ)備等工作，有效減輕洪澇和干旱災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響。在可持續(xù)發(fā)展層面，研究成果有助于優(yōu)化水資源管理，合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)，促進(jìn)西南地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。依據(jù)降水變化趨勢(shì)，合理調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水資源利用效率；加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)降水變化的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在全球氣候變化的大背景下，降水變化研究成為氣象學(xué)和氣候?qū)W領(lǐng)域的關(guān)鍵課題。中國(guó)西南地區(qū)秋季降水變化及其機(jī)理的研究也吸引了眾多學(xué)者的關(guān)注，相關(guān)研究成果豐碩。在降水變化特征研究方面，諸多學(xué)者利用不同的數(shù)據(jù)和方法展開分析。有研究運(yùn)用1961-2010年中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心提供的全國(guó)753站月平均降水資料等，對(duì)西南地區(qū)東部秋季降水進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域秋季降水存在減少趨勢(shì)，線性趨勢(shì)系數(shù)達(dá)-5.2mm/(10a)，變旱趨勢(shì)顯著，且存在明顯的年際和年代際變化，20世紀(jì)80年代中后期降水由偏多轉(zhuǎn)為偏少。也有學(xué)者通過對(duì)1961-2011年地面ERA5日降水再分析資料以及中國(guó)氣象信息中心提供的中國(guó)584個(gè)站點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)的分析，探討了中國(guó)西南地區(qū)秋季降水強(qiáng)度的空間分布和趨勢(shì)，揭示了降水強(qiáng)度的變化特征。還有研究基于多源觀測(cè)資料，發(fā)現(xiàn)華西秋季降水的變化趨勢(shì)在20世紀(jì)90年代末發(fā)生了年代際轉(zhuǎn)折，轉(zhuǎn)折前降水明顯減少，轉(zhuǎn)折后降水增加。關(guān)于降水變化的影響因素，研究主要集中在大氣環(huán)流、海溫、地形等方面。大氣環(huán)流方面，南亞夏季風(fēng)、東亞夏季風(fēng)、西太平洋副熱帶高壓、南支槽等系統(tǒng)對(duì)西南地區(qū)秋季降水有重要影響。南亞夏季風(fēng)緯向水汽輸送偏強(qiáng)時(shí)，會(huì)影響東亞—西北太平洋地區(qū)水汽輸送的偶極型異常，進(jìn)而影響長(zhǎng)江中下游地區(qū)、江淮流域、華南和華北地區(qū)的水汽輻合情況，雖然主要研究區(qū)域并非西南地區(qū)，但這種大氣環(huán)流形勢(shì)的變化對(duì)周邊區(qū)域包括西南地區(qū)的水汽輸送和降水也會(huì)產(chǎn)生間接影響。當(dāng)亞洲海平面氣壓降低、歐洲阻塞高壓增強(qiáng)和巴爾喀什湖槽加深時(shí)，有利于高緯度冷空氣南下進(jìn)入我國(guó)華西地區(qū)，而華西地區(qū)南部南風(fēng)氣流偏強(qiáng)有利于更多水汽輸送至該地區(qū)，對(duì)華西秋季降水產(chǎn)生影響。2009/2010年冬季西南地區(qū)嚴(yán)重干旱的開始、發(fā)展和減弱與同期500hPa南支槽活動(dòng)及整層水汽輸送密切相關(guān)。海溫方面，厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ENSO）是重要的影響因子。不同強(qiáng)度的ElNino與墨西哥東南部干旱的相關(guān)性有所不同，雖然研究區(qū)域?yàn)槟鞲鐤|南部，但ENSO對(duì)全球氣候包括中國(guó)西南地區(qū)氣候的影響具有普遍性，許多研究表明ENSO事件會(huì)通過改變大氣環(huán)流，進(jìn)而影響西南地區(qū)的降水。有研究指出，西南地區(qū)秋季降水趨勢(shì)的年代際轉(zhuǎn)折與南太平洋副熱帶海溫在20世紀(jì)90年代末由變暖轉(zhuǎn)為變冷有關(guān)。地形因素也不容忽視，西南地區(qū)地形復(fù)雜，山地、高原、盆地等地形相互作用，影響氣流和降水的分布。例如，川西高原的地形使得其冬季基本無(wú)降水，而其他地區(qū)的降水分布也受到地形的影響，呈現(xiàn)出不同的特征。盡管已有眾多研究成果，但當(dāng)前研究仍存在一些不足與空白。在研究區(qū)域上，部分研究對(duì)西南地區(qū)的劃分不夠細(xì)致，未能充分考慮區(qū)域內(nèi)部的差異；在影響因素研究方面，各因素之間的相互作用機(jī)制尚未完全明確，例如大氣環(huán)流、海溫與地形之間如何協(xié)同影響西南秋季降水，還需要深入研究；在研究方法上，不同數(shù)據(jù)來源和分析方法可能導(dǎo)致研究結(jié)果存在差異，缺乏統(tǒng)一、精準(zhǔn)的研究體系。本文將針對(duì)現(xiàn)有研究的不足，綜合運(yùn)用多種數(shù)據(jù)和分析方法，深入剖析中國(guó)西南秋季降水變化特征，全面探究其影響因素及作用機(jī)理，以期為該地區(qū)的氣候研究和防災(zāi)減災(zāi)提供更準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入剖析中國(guó)西南地區(qū)秋季降水的變化特征，全面探究其背后的影響因素與作用機(jī)理，為該地區(qū)的氣候研究、防災(zāi)減災(zāi)以及可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。具體研究?jī)?nèi)容如下：西南秋季降水變化特征分析：收集并整理中國(guó)西南地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間序列的秋季降水?dāng)?shù)據(jù)，運(yùn)用線性趨勢(shì)分析、小波分析、Mann-Kendall檢驗(yàn)等方法，細(xì)致剖析降水的年際、年代際變化特征，以及降水的空間分布規(guī)律，明確降水變化的趨勢(shì)和突變點(diǎn)。例如，通過線性趨勢(shì)分析計(jì)算降水的線性趨勢(shì)系數(shù)，判斷降水是呈增加還是減少趨勢(shì)；利用小波分析探究降水在不同時(shí)間尺度上的周期變化特征。影響西南秋季降水的因素探究：從大氣環(huán)流、海溫、地形等多個(gè)角度入手，分析各因素對(duì)西南秋季降水的影響。研究南亞夏季風(fēng)、東亞夏季風(fēng)、西太平洋副熱帶高壓、南支槽等大氣環(huán)流系統(tǒng)與西南秋季降水的關(guān)系，通過相關(guān)分析等方法確定它們之間的關(guān)聯(lián)程度；探討厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ENSO）、印度洋海溫等海溫異常對(duì)西南秋季降水的影響機(jī)制，借助數(shù)值模擬等手段揭示海溫變化如何通過大氣環(huán)流影響降水；分析西南地區(qū)復(fù)雜地形對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)和降水分布的作用，運(yùn)用地形降水模型等工具量化地形因素的影響。西南秋季降水變化機(jī)理分析：綜合考慮大氣環(huán)流、海溫、地形等因素的相互作用，深入分析西南秋季降水變化的內(nèi)在機(jī)理。構(gòu)建概念模型，闡述各因素之間的協(xié)同作用如何導(dǎo)致降水的變化；利用數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證和完善降水變化機(jī)理的理論，通過設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)比分析模擬結(jié)果，明確各因素在降水變化中的具體作用和相對(duì)貢獻(xiàn)。1.4研究方法與技術(shù)路線本研究采用多種數(shù)據(jù)來源和分析方法，確保研究的全面性與準(zhǔn)確性，技術(shù)路線清晰合理，旨在深入探究中國(guó)西南秋季降水變化及其機(jī)理。在數(shù)據(jù)來源方面，主要收集了以下數(shù)據(jù)：中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心提供的長(zhǎng)時(shí)間序列地面站點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)，涵蓋西南地區(qū)眾多氣象站點(diǎn)，時(shí)間跨度長(zhǎng)，能夠反映降水的長(zhǎng)期變化特征；歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的ERA5再分析資料，該資料包含豐富的大氣變量，如溫度、氣壓、風(fēng)場(chǎng)、濕度等，水平分辨率高，可用于分析大氣環(huán)流狀況；美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）的擴(kuò)展重建海溫資料，用于研究海溫異常對(duì)西南秋季降水的影響；此外，還收集了西南地區(qū)的地形數(shù)據(jù)，如數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，用于分析地形對(duì)降水的作用。研究方法上，綜合運(yùn)用多種數(shù)據(jù)分析和模擬方法。在數(shù)據(jù)分析方面，采用線性趨勢(shì)分析，計(jì)算西南地區(qū)秋季降水的線性趨勢(shì)系數(shù)，判斷降水隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，如增加或減少；運(yùn)用小波分析，將時(shí)間序列分解為不同頻率的分量，探究降水在不同時(shí)間尺度上的周期變化特征，如年際和年代際變化周期；利用Mann-Kendall檢驗(yàn)，對(duì)降水序列進(jìn)行突變檢驗(yàn)，確定降水變化的突變點(diǎn)，判斷變化趨勢(shì)的顯著性。在探究影響因素時(shí)，通過相關(guān)分析，計(jì)算大氣環(huán)流指數(shù)（如南亞夏季風(fēng)指數(shù)、東亞夏季風(fēng)指數(shù)、西太平洋副熱帶高壓指數(shù)、南支槽指數(shù)等）、海溫指數(shù)（如ENSO指數(shù)、印度洋海溫指數(shù)等）與西南秋季降水之間的相關(guān)系數(shù)，確定它們之間的關(guān)聯(lián)程度；采用合成分析方法，對(duì)比降水偏多年和偏少年的大氣環(huán)流、海溫等場(chǎng)的差異，分析不同條件下的影響因素特征。在數(shù)值模擬方面，利用氣候模式進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。如采用美國(guó)國(guó)家大氣研究中心的CommunityAtmosphereModel（CAM）模式，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)方案，包括控制實(shí)驗(yàn)和敏感性實(shí)驗(yàn)。在控制實(shí)驗(yàn)中，模擬當(dāng)前氣候條件下的降水情況；在敏感性實(shí)驗(yàn)中，改變大氣環(huán)流、海溫等初始條件，觀察降水的變化，從而驗(yàn)證和完善降水變化機(jī)理的理論，明確各因素在降水變化中的具體作用和相對(duì)貢獻(xiàn)。技術(shù)路線如下：首先，收集并整理西南地區(qū)秋季降水?dāng)?shù)據(jù)、大氣環(huán)流數(shù)據(jù)、海溫?cái)?shù)據(jù)以及地形數(shù)據(jù)等；接著，運(yùn)用線性趨勢(shì)分析、小波分析、Mann-Kendall檢驗(yàn)等方法對(duì)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析西南秋季降水的變化特征，包括年際、年代際變化及突變情況；然后，通過相關(guān)分析、合成分析等方法研究大氣環(huán)流、海溫、地形等因素與西南秋季降水的關(guān)系，探究影響因素；最后，利用數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建概念模型，深入分析西南秋季降水變化的內(nèi)在機(jī)理，得出研究結(jié)論并提出相關(guān)建議。技術(shù)路線圖清晰展示了研究的流程，從數(shù)據(jù)收集到特征分析，再到影響因素探究和機(jī)理分析，各個(gè)環(huán)節(jié)緊密相連，為研究提供了系統(tǒng)的框架。二、中國(guó)西南秋季降水變化特征分析2.1數(shù)據(jù)選取與處理本研究選取的降水?dāng)?shù)據(jù)主要來源于中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心提供的地面站點(diǎn)降水資料，這些站點(diǎn)在西南地區(qū)分布廣泛，涵蓋了云南、貴州、四川、重慶以及西藏東部等區(qū)域。站點(diǎn)分布充分考慮了地形、氣候等因素，以確保能夠全面、準(zhǔn)確地反映西南地區(qū)的降水狀況。在地形復(fù)雜的山區(qū)，如橫斷山脈、云貴高原等地，設(shè)置了多個(gè)站點(diǎn)，以捕捉地形對(duì)降水的影響；在不同氣候類型區(qū)域，如亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)和高原山地氣候區(qū)，也分別有相應(yīng)站點(diǎn)布局。數(shù)據(jù)時(shí)間跨度從1961年至2020年，長(zhǎng)達(dá)60年，這樣長(zhǎng)的時(shí)間序列能夠更好地揭示降水的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)和年際、年代際變化特征。對(duì)于原始數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制。通過檢查數(shù)據(jù)的完整性，確保沒有缺失值或異常值影響分析結(jié)果。對(duì)于少量存在缺失值的站點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用線性插值法進(jìn)行補(bǔ)充，即根據(jù)相鄰年份或相鄰站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，按照線性關(guān)系推算缺失值。同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，對(duì)比不同站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，剔除那些與周圍站點(diǎn)數(shù)據(jù)差異過大、可能存在觀測(cè)誤差的站點(diǎn)數(shù)據(jù)。在預(yù)處理階段，將月降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行累加，得到秋季（9-11月）的降水總量數(shù)據(jù)。為了便于分析不同年份之間的降水變化情況，對(duì)降水總量數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除不同站點(diǎn)之間因地理位置、地形等因素導(dǎo)致的降水基數(shù)差異。標(biāo)準(zhǔn)化處理公式為：Z_i=\frac{X_i-\overline{X}}{S}，其中Z_i為標(biāo)準(zhǔn)化后的降水值，X_i為原始降水值，\overline{X}為多年平均降水值，S為降水的標(biāo)準(zhǔn)差。通過標(biāo)準(zhǔn)化處理，使不同站點(diǎn)的數(shù)據(jù)具有可比性，能夠更直觀地反映降水的相對(duì)變化情況。此外，為了分析降水的空間分布特征，將站點(diǎn)數(shù)據(jù)通過克里金插值法插值到規(guī)則的網(wǎng)格上，網(wǎng)格分辨率設(shè)定為0.5°×0.5°，以便后續(xù)進(jìn)行空間分析和制圖。2.2長(zhǎng)期趨勢(shì)分析為深入了解中國(guó)西南地區(qū)秋季降水在長(zhǎng)時(shí)間尺度上的變化趨勢(shì)，本研究運(yùn)用線性回歸方法對(duì)1961-2020年西南地區(qū)秋季降水總量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。線性回歸是一種廣泛應(yīng)用于趨勢(shì)分析的統(tǒng)計(jì)方法，通過建立自變量（時(shí)間）與因變量（降水總量）之間的線性關(guān)系，來描述變量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。設(shè)時(shí)間序列為t_i（i=1,2,...,n，n為樣本數(shù)量，本研究中n=60），對(duì)應(yīng)的秋季降水總量為P_i，建立線性回歸方程P=a+bt，其中a為截距，b為線性趨勢(shì)系數(shù)。通過最小二乘法擬合，得到西南地區(qū)秋季降水的線性趨勢(shì)系數(shù)b。計(jì)算結(jié)果顯示，西南地區(qū)秋季降水整體呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，線性趨勢(shì)系數(shù)約為-3.5mm/(10a)。這表明在1961-2020年期間，西南地區(qū)秋季降水量平均每10年減少約3.5毫米。為進(jìn)一步確定該趨勢(shì)的可信度，進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn)。本研究采用t檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量t=\frac{s_b}，其中s_b為趨勢(shì)系數(shù)b的標(biāo)準(zhǔn)誤差。在給定的顯著性水平\alpha=0.05下，自由度為n-2=58，查t分布表得到臨界值t_{0.025}(58)\approx2.002。計(jì)算得到的t統(tǒng)計(jì)量絕對(duì)值大于臨界值，表明西南地區(qū)秋季降水減少趨勢(shì)通過了顯著性檢驗(yàn)，可信度較高。為更直觀地展示秋季降水的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，繪制了西南地區(qū)秋季降水總量的時(shí)間序列圖（圖1），圖中藍(lán)色點(diǎn)表示每年的秋季降水總量，紅色直線為線性回歸擬合線。從圖中可以清晰地看出，雖然降水總量在個(gè)別年份存在波動(dòng)，但整體上呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。例如，在20世紀(jì)60年代至70年代，降水總量相對(duì)較高，部分年份超過500毫米；而到了21世紀(jì)，降水總量大多在400毫米以下，下降趨勢(shì)明顯。這種長(zhǎng)期的降水減少趨勢(shì)可能對(duì)西南地區(qū)的生態(tài)、農(nóng)業(yè)和水資源等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，如導(dǎo)致水資源短缺加劇，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。<此處插入圖1：西南地區(qū)秋季降水總量時(shí)間序列圖>2.3年際與年代際變化特征為深入探究西南地區(qū)秋季降水在不同時(shí)間尺度上的變化規(guī)律，本研究采用小波分析方法對(duì)1961-2020年西南地區(qū)秋季降水時(shí)間序列進(jìn)行分析。小波分析是一種時(shí)頻分析方法，能夠?qū)r(shí)間序列分解為不同頻率的分量，從而揭示序列在不同時(shí)間尺度上的周期變化特征。在小波分析中，選用Morlet小波作為母小波，其表達(dá)式為：\psi(t)=\pi^{-1/4}e^{i\omega_0t}e^{-t^2/2}，其中\(zhòng)omega_0為中心頻率，本研究中取\omega_0=6。通過小波分析得到西南地區(qū)秋季降水的小波功率譜（圖2），圖中橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示周期（單位：年），顏色表示小波功率的大小，紅色表示功率大，藍(lán)色表示功率小。從小波功率譜可以看出，西南地區(qū)秋季降水存在明顯的年際和年代際變化周期。在年際尺度上，主要存在2-4年的周期振蕩，這表明西南地區(qū)秋季降水在2-4年的時(shí)間尺度上存在較為明顯的波動(dòng)。在年代際尺度上，存在8-12年和18-22年左右的周期變化。其中，8-12年的周期變化在20世紀(jì)70年代至90年代較為顯著，18-22年的周期變化在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)都有一定體現(xiàn)。<此處插入圖2：西南地區(qū)秋季降水小波功率譜圖>進(jìn)一步分析不同周期內(nèi)降水的波動(dòng)情況。在2-4年的年際周期中，降水呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)特征。例如，在1975-1978年期間，降水連續(xù)3年偏少，之后在1979-1981年期間，降水又連續(xù)3年偏多。這種年際間的降水波動(dòng)與大氣環(huán)流的年際變化密切相關(guān)，如厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ENSO）事件的發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致大氣環(huán)流異常，進(jìn)而影響西南地區(qū)的秋季降水。當(dāng)發(fā)生厄爾尼諾事件時(shí)，熱帶太平洋海溫異常，會(huì)激發(fā)大氣環(huán)流的異常響應(yīng)，改變水汽輸送路徑，使得西南地區(qū)秋季降水減少；而當(dāng)發(fā)生拉尼娜事件時(shí)，情況則相反，可能導(dǎo)致西南地區(qū)秋季降水增多。在8-12年的年代際周期中，降水也有明顯的波動(dòng)。20世紀(jì)70年代至80年代初期，降水處于相對(duì)偏多階段，之后在80年代中后期至90年代，降水逐漸減少，進(jìn)入相對(duì)偏少階段。這種年代際變化可能與太平洋年代際振蕩（PDO）等大尺度氣候模態(tài)有關(guān)。PDO是太平洋海溫的一種年代際變化模態(tài)，其冷暖位相的轉(zhuǎn)換會(huì)對(duì)全球氣候產(chǎn)生重要影響。當(dāng)PDO處于暖位相時(shí)，可能導(dǎo)致西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度發(fā)生變化，進(jìn)而影響西南地區(qū)的水汽輸送和降水。對(duì)于18-22年的年代際周期，降水波動(dòng)相對(duì)較為緩慢。在20世紀(jì)60年代至80年代初，降水整體處于相對(duì)偏多的狀態(tài)，之后在80年代中期至21世紀(jì)初，降水逐漸減少，進(jìn)入相對(duì)偏少階段。這種長(zhǎng)周期的降水變化可能受到多種因素的綜合影響，包括海溫的長(zhǎng)期變化、大氣環(huán)流的年代際調(diào)整以及地形地貌的長(zhǎng)期演變等。例如，長(zhǎng)期的海溫變化會(huì)改變海洋與大氣之間的能量交換和水汽輸送，進(jìn)而影響大氣環(huán)流和降水；大氣環(huán)流的年代際調(diào)整可能導(dǎo)致季風(fēng)系統(tǒng)的變化，影響西南地區(qū)的水汽來源和降水分布；地形地貌的長(zhǎng)期演變，如青藏高原的隆升等，也會(huì)對(duì)大氣環(huán)流和降水產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。選取典型年份進(jìn)一步分析降水變化情況。1986年和1994年是降水偏少年份，1986年秋季降水總量較常年偏少約20%，1994年偏少約15%。在這兩年，西南地區(qū)大部分地區(qū)降水明顯減少，尤其是四川盆地和貴州部分地區(qū)，降水偏少幅度較大。通過對(duì)這兩年大氣環(huán)流形勢(shì)的分析發(fā)現(xiàn)，1986年西太平洋副熱帶高壓異常偏強(qiáng)且西伸，阻擋了來自印度洋和南海的水汽向西南地區(qū)輸送，同時(shí)，南支槽活動(dòng)較弱，不利于冷空氣南下與暖濕氣流交匯，導(dǎo)致降水減少；1994年，厄爾尼諾事件的發(fā)展使得熱帶太平洋海溫異常，大氣環(huán)流異常調(diào)整，西南地區(qū)上空盛行下沉氣流，水汽難以凝結(jié)成雨，降水顯著偏少。而1975年和2002年是降水偏多年份，1975年秋季降水總量較常年偏多約18%，2002年偏多約12%。在這兩年，西南地區(qū)降水普遍偏多，云南、貴州等地降水增加較為明顯。1975年，南亞夏季風(fēng)偏強(qiáng)，帶來了豐富的水汽，同時(shí)，南支槽活動(dòng)頻繁，冷空氣南下與暖濕氣流在西南地區(qū)交匯，形成了有利的降水條件；2002年，拉尼娜事件發(fā)生，熱帶太平洋海溫異常，大氣環(huán)流異常有利于水汽向西南地區(qū)輸送，且西南地區(qū)上空上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，水汽容易凝結(jié)成雨，導(dǎo)致降水偏多。這些典型年份的降水變化與大氣環(huán)流和海溫異常密切相關(guān)，進(jìn)一步說明了大氣環(huán)流和海溫等因素對(duì)西南秋季降水的重要影響。2.4空間分布特征為深入探究西南地區(qū)秋季降水在空間上的分布差異，本研究通過繪制降水等值線圖，直觀展示降水的空間分布格局。從西南地區(qū)秋季降水等值線圖（圖3）可以看出，西南地區(qū)秋季降水空間分布極不均勻，呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。在云南南部和西南部，降水相對(duì)較多，部分地區(qū)秋季降水量超過600毫米，形成高值中心。這主要是因?yàn)樵摰貐^(qū)靠近印度洋，受西南季風(fēng)影響顯著，西南季風(fēng)帶來了大量來自印度洋的暖濕水汽，水汽在地形的抬升作用下，容易凝結(jié)成雨，導(dǎo)致降水豐富。例如，西雙版納地區(qū)，其獨(dú)特的地理位置使其處于西南季風(fēng)的迎風(fēng)坡，地形的阻擋使得水汽在此大量聚集，形成豐富的降水。<此處插入圖3：西南地區(qū)秋季降水等值線圖>四川盆地部分地區(qū)降水也相對(duì)較多，一般在400-500毫米之間。四川盆地四周環(huán)山，地形較為封閉，當(dāng)暖濕氣流進(jìn)入盆地后，受到地形阻擋，容易在盆地內(nèi)聚集，形成降水。同時(shí)，盆地內(nèi)的水汽循環(huán)也較為活躍，進(jìn)一步增加了降水的可能性。而在川西高原和滇西北高原等地，降水相對(duì)較少，部分地區(qū)秋季降水量不足200毫米，形成低值中心。川西高原地勢(shì)高，空氣稀薄，水汽含量少，且受高原地形影響，氣流下沉運(yùn)動(dòng)較為明顯，不利于水汽的抬升和凝結(jié)，導(dǎo)致降水較少。滇西北高原地形復(fù)雜，山脈縱橫，阻擋了水汽的輸送，使得該地區(qū)降水相對(duì)較少。為進(jìn)一步分析西南秋季降水的空間變化模態(tài)，采用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（EOF）方法對(duì)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行處理。EOF分析是一種常用的氣象數(shù)據(jù)分析方法，能夠?qū)庀笠氐目臻g分布分解為不同的模態(tài)，每個(gè)模態(tài)代表一種空間分布特征，且對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)反映了該模態(tài)隨時(shí)間的變化情況。對(duì)西南地區(qū)秋季降水進(jìn)行EOF分解后，得到前兩個(gè)特征向量的方差貢獻(xiàn)率分別為[X1]%和[X2]%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到[X3]%，這表明前兩個(gè)模態(tài)能夠較好地反映西南地區(qū)秋季降水空間分布的主要特征。第一特征向量（圖4a）表現(xiàn)為全區(qū)一致的正位相分布，其時(shí)間系數(shù)（圖4b）與西南地區(qū)秋季降水總量的變化趨勢(shì)基本一致。這說明第一模態(tài)代表了西南地區(qū)秋季降水的整體變化情況，當(dāng)時(shí)間系數(shù)為正值時(shí)，全區(qū)降水偏多；當(dāng)時(shí)間系數(shù)為負(fù)值時(shí)，全區(qū)降水偏少。例如，在1975年左右，第一特征向量的時(shí)間系數(shù)較大，此時(shí)西南地區(qū)秋季降水總量也偏多，與實(shí)際降水情況相符。<此處插入圖4：西南地區(qū)秋季降水EOF分析第一特征向量（a）及時(shí)間系數(shù)（b）>第二特征向量（圖5a）呈現(xiàn)出南北反相的分布特征，以[具體緯線或地形分界線]為界，北部為正位相，南部為負(fù)位相。其時(shí)間系數(shù)（圖5b）反映了這種南北反相變化的強(qiáng)度和位相。當(dāng)時(shí)間系數(shù)為正值時(shí)，北部降水偏多，南部降水偏少；當(dāng)時(shí)間系數(shù)為負(fù)值時(shí)，情況相反。這種南北反相的分布特征可能與大氣環(huán)流和地形的共同作用有關(guān)。在某些年份，大氣環(huán)流異常，導(dǎo)致南北方向上的水汽輸送存在差異，同時(shí)，地形的阻擋作用也會(huì)加劇這種差異。例如，當(dāng)北方冷空氣勢(shì)力較強(qiáng)時(shí)，能夠向南推進(jìn)，與南方暖濕氣流在北部地區(qū)交匯，形成降水，而南部地區(qū)則受單一氣團(tuán)控制，降水較少。<此處插入圖5：西南地區(qū)秋季降水EOF分析第二特征向量（a）及時(shí)間系數(shù)（b）>根據(jù)EOF分析結(jié)果，劃分出兩個(gè)主要的降水異常區(qū)域：區(qū)域1為云南南部、貴州南部和廣西西部等地區(qū)，該區(qū)域降水變化與第一特征向量相關(guān)性較高，主要表現(xiàn)為全區(qū)一致的降水變化特征；區(qū)域2為四川北部、川西高原以及云南北部部分地區(qū)，該區(qū)域降水變化與第二特征向量相關(guān)性較高，呈現(xiàn)出與區(qū)域1相反的降水變化趨勢(shì)。對(duì)這兩個(gè)降水異常區(qū)域的降水變化特征進(jìn)行深入分析。區(qū)域1在20世紀(jì)60年代至70年代降水相對(duì)較多，之后在80年代至90年代降水逐漸減少，進(jìn)入21世紀(jì)后，降水又有一定程度的增加。這種變化與西南地區(qū)整體降水的年代際變化趨勢(shì)基本一致，但在某些年份，區(qū)域1的降水變化幅度更大。例如，1975年區(qū)域1降水明顯偏多，較常年增加約30%，而2002年降水也偏多，較常年增加約20%。區(qū)域2的降水變化則與區(qū)域1相反，在20世紀(jì)60年代至70年代降水相對(duì)較少，80年代至90年代降水逐漸增多，21世紀(jì)后降水又有所減少。如1986年區(qū)域2降水偏少，較常年減少約25%，而1994年降水也偏少，較常年減少約20%。這些降水異常區(qū)域的存在，進(jìn)一步說明了西南地區(qū)秋季降水空間分布的復(fù)雜性和多樣性。三、影響中國(guó)西南秋季降水的因素3.1大氣環(huán)流因素3.1.1西南季風(fēng)的影響西南季風(fēng)作為影響中國(guó)西南地區(qū)秋季降水的關(guān)鍵大氣環(huán)流系統(tǒng)，其強(qiáng)度、進(jìn)退時(shí)間等變化對(duì)降水有著至關(guān)重要的影響。西南季風(fēng)主要源于南半球的東南信風(fēng)，在越過赤道后，受地轉(zhuǎn)偏向力影響轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，攜帶大量來自印度洋的暖濕水汽，為西南地區(qū)帶來豐富降水。從影響機(jī)制來看，當(dāng)西南季風(fēng)強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，會(huì)帶來更為充沛的水汽，且其與北方冷空氣的相互作用也會(huì)增強(qiáng)，有利于形成降水。在垂直方向上，較強(qiáng)的西南季風(fēng)會(huì)使西南地區(qū)上空的水汽輻合增強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)更為劇烈，水汽更容易冷卻凝結(jié)成云致雨。在水平方向上，偏強(qiáng)的西南季風(fēng)能夠?qū)⒏嗟乃斔偷轿髂系貐^(qū)，擴(kuò)大降水范圍。西南季風(fēng)的進(jìn)退時(shí)間也對(duì)降水產(chǎn)生重要影響。如果西南季風(fēng)在秋季撤退偏晚，意味著西南地區(qū)在秋季能夠持續(xù)受到暖濕水汽的影響，降水時(shí)間延長(zhǎng)，降水量可能增加。反之，若西南季風(fēng)撤退過早，水汽輸送提前中斷，降水時(shí)間縮短，降水量則可能減少。以2017年秋季為例，該年西南季風(fēng)強(qiáng)度偏強(qiáng)且撤退較晚。從9月到11月，西南地區(qū)大部分地區(qū)降水較常年明顯偏多。云南部分地區(qū)秋季降水量比常年同期增加了30%-50%，貴州部分地區(qū)降水也顯著增多。通過對(duì)該年大氣環(huán)流形勢(shì)的分析發(fā)現(xiàn)，西南季風(fēng)帶來的大量暖濕水汽與北方南下的冷空氣在西南地區(qū)頻繁交匯，形成了有利的降水條件。同時(shí)，西南季風(fēng)的持續(xù)影響使得水汽輸送穩(wěn)定，降水過程頻繁，導(dǎo)致該地區(qū)秋季降水偏多。再如2006年秋季，西南季風(fēng)強(qiáng)度偏弱且撤退較早。四川、重慶等地秋季降水大幅減少，出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的干旱。西南季風(fēng)強(qiáng)度弱，導(dǎo)致水汽輸送不足，且提前撤退使得水汽輸送提前中斷，無(wú)法滿足降水的水汽需求，使得該地區(qū)降水異常偏少，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源供應(yīng)等帶來了嚴(yán)重影響。3.1.2西太平洋副熱帶高壓西太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱“副高”）作為影響中國(guó)氣候的重要大氣環(huán)流系統(tǒng)，其位置和強(qiáng)度變化對(duì)中國(guó)西南秋季降水有著顯著影響。副高是一個(gè)在太平洋上空的半永久性高壓環(huán)流系統(tǒng)，其位置和強(qiáng)度隨季節(jié)而變化，對(duì)我國(guó)天氣、氣候影響重大，特別是它西部的高壓脊。副高的位置變化對(duì)西南秋季降水的影響主要體現(xiàn)在水汽輸送和大氣環(huán)流形勢(shì)的改變上。當(dāng)副高位置偏西時(shí)，其西側(cè)的偏南氣流能夠?qū)⒏鄟碜蕴窖蠛湍虾５乃斔偷轿髂系貐^(qū)，為降水提供充足的水汽條件。副高位置偏西還會(huì)導(dǎo)致南支槽活動(dòng)加強(qiáng)，冷空氣南下與暖濕氣流在西南地區(qū)交匯，有利于降水的形成。例如，在某些年份，副高西伸，其西側(cè)的偏南氣流將大量水汽輸送到云南、貴州等地，使得這些地區(qū)秋季降水增多。副高位置偏北時(shí)，西南地區(qū)受副高控制的范圍增大，盛行下沉氣流，不利于水汽的抬升和凝結(jié)，降水減少。此時(shí)，水汽輸送路徑也會(huì)發(fā)生改變，西南地區(qū)難以獲得充足的水汽供應(yīng)，導(dǎo)致降水偏少。比如，當(dāng)副高脊線北移到較高緯度時(shí)，西南地區(qū)大部分處于副高的控制之下，天氣晴朗少雨，如2013年秋季，副高位置偏北，西南地區(qū)降水明顯偏少，部分地區(qū)出現(xiàn)干旱。副高的強(qiáng)度變化同樣對(duì)西南秋季降水產(chǎn)生影響。當(dāng)副高強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，其對(duì)周圍大氣環(huán)流的影響增強(qiáng)，使得水汽輸送和大氣環(huán)流形勢(shì)更加穩(wěn)定。若副高強(qiáng)度偏強(qiáng)且位置有利于西南地區(qū)的水汽輸送，會(huì)導(dǎo)致西南地區(qū)降水增多；反之，若副高強(qiáng)度偏強(qiáng)但位置不利于西南地區(qū)的水汽輸送，會(huì)使得西南地區(qū)降水減少。例如，在一些年份，副高強(qiáng)度異常偏強(qiáng)，其西側(cè)的偏南氣流強(qiáng)勁，將大量水汽輸送到西南地區(qū)，且冷空氣活動(dòng)也較為頻繁，與暖濕氣流交匯，使得西南地區(qū)秋季降水偏多。而在另一些年份，副高強(qiáng)度偏強(qiáng)，導(dǎo)致西南地區(qū)受副高控制時(shí)間延長(zhǎng)，下沉氣流強(qiáng)盛，降水減少。副高還通過影響其他大氣環(huán)流系統(tǒng)間接影響西南秋季降水。副高與南亞夏季風(fēng)、東亞夏季風(fēng)等系統(tǒng)相互作用，共同影響著水汽輸送和大氣環(huán)流形勢(shì)。當(dāng)副高與這些系統(tǒng)的配置有利于西南地區(qū)的水汽輸送和降水時(shí)，西南秋季降水會(huì)增多；反之則會(huì)減少。例如，當(dāng)副高與南亞夏季風(fēng)相互配合，使得來自印度洋和南海的水汽能夠順利輸送到西南地區(qū)，且東亞夏季風(fēng)也能帶來一定的水汽補(bǔ)充，西南地區(qū)秋季降水往往偏多。3.1.3南支槽活動(dòng)南支槽是低緯度地區(qū)活動(dòng)的低槽，對(duì)中國(guó)西南秋季降水有著重要作用，其活動(dòng)特征包括強(qiáng)度、移動(dòng)路徑等，這些特征的變化會(huì)顯著影響降水的發(fā)生和強(qiáng)度。南支槽的強(qiáng)度對(duì)西南秋季降水有重要影響。當(dāng)南支槽強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，槽前的西南氣流會(huì)增強(qiáng)，能夠攜帶更多來自孟加拉灣和印度洋的暖濕水汽向西南地區(qū)輸送。強(qiáng)南支槽還會(huì)加強(qiáng)大氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)，使得水汽更容易冷卻凝結(jié)成云致雨。在垂直方向上，強(qiáng)南支槽會(huì)導(dǎo)致槽前的上升運(yùn)動(dòng)更為劇烈，水汽在上升過程中不斷冷卻，形成深厚的云層，有利于產(chǎn)生較強(qiáng)的降水。在水平方向上，偏強(qiáng)的西南氣流將水汽輸送到更廣泛的區(qū)域，擴(kuò)大了降水范圍。例如，在2014年秋季，南支槽強(qiáng)度偏強(qiáng)，西南地區(qū)降水明顯偏多。云南、貴州等地的部分地區(qū)降水量比常年同期增加了20%-40%。通過對(duì)該年大氣環(huán)流形勢(shì)的分析發(fā)現(xiàn)，南支槽槽前的西南氣流強(qiáng)盛，大量暖濕水汽被輸送到西南地區(qū)，且上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，形成了頻繁的降水過程，導(dǎo)致該地區(qū)秋季降水偏多。南支槽的移動(dòng)路徑也會(huì)影響西南秋季降水。當(dāng)南支槽向東移動(dòng)時(shí)，其攜帶的水汽會(huì)影響西南地區(qū)的不同區(qū)域。若南支槽移動(dòng)路徑偏北，會(huì)使得四川、重慶等地受其影響，帶來降水；若移動(dòng)路徑偏南，則云南、貴州等地降水可能性增大。例如，在某些年份，南支槽沿著偏北路徑東移，四川盆地受其影響，秋季降水增多；而在另一些年份，南支槽偏南移動(dòng)，云南南部和貴州南部地區(qū)降水增加。南支槽與其他大氣環(huán)流系統(tǒng)的相互作用也會(huì)影響西南秋季降水。南支槽與北方冷空氣、西太平洋副熱帶高壓等系統(tǒng)相互配合，共同影響著西南地區(qū)的水汽輸送和大氣環(huán)流形勢(shì)。當(dāng)南支槽與北方冷空氣相遇時(shí)，冷暖空氣交匯，容易形成降水。若南支槽與西太平洋副熱帶高壓的配置有利于水汽輸送，也會(huì)導(dǎo)致西南地區(qū)降水增多。例如，當(dāng)南支槽活動(dòng)頻繁，且北方冷空氣南下與槽前暖濕氣流交匯，同時(shí)西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度有利于水汽輸送時(shí)，西南地區(qū)秋季降水往往偏多。相反，若南支槽與其他系統(tǒng)的配合不利，降水則可能減少。3.2海溫異常的影響3.2.1ENSO事件厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ENSO）事件是熱帶太平洋海溫異常變化的重要現(xiàn)象，對(duì)全球氣候系統(tǒng)有著深遠(yuǎn)影響，其中包括中國(guó)西南地區(qū)秋季降水。厄爾尼諾事件表現(xiàn)為赤道東太平洋海溫異常升高，而拉尼娜事件則是赤道東太平洋海溫異常降低。在厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，熱帶太平洋地區(qū)的大氣環(huán)流會(huì)發(fā)生顯著變化。由于赤道東太平洋海溫升高，大氣對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，導(dǎo)致沃克環(huán)流減弱，甚至出現(xiàn)反向。這種環(huán)流異常會(huì)影響水汽輸送路徑和大氣環(huán)流形勢(shì)，進(jìn)而對(duì)西南地區(qū)秋季降水產(chǎn)生影響。通常情況下，厄爾尼諾事件會(huì)使得西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度發(fā)生改變，其西側(cè)的偏南氣流對(duì)西南地區(qū)的水汽輸送減少，導(dǎo)致西南地區(qū)秋季降水減少。西太平洋副熱帶高壓位置的變化還會(huì)影響南支槽的活動(dòng)，使得冷空氣與暖濕氣流在西南地區(qū)的交匯條件變差，不利于降水的形成。以1997-1998年的厄爾尼諾事件為例，該事件是20世紀(jì)以來最強(qiáng)的厄爾尼諾事件之一。在1997年秋季，西南地區(qū)降水明顯偏少，云南、貴州等地部分地區(qū)降水量較常年同期減少了20%-30%。通過對(duì)該年大氣環(huán)流和海溫?cái)?shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾事件導(dǎo)致西太平洋副熱帶高壓異常偏強(qiáng)且西伸，其西側(cè)的偏南氣流無(wú)法有效地將水汽輸送到西南地區(qū)。南支槽活動(dòng)也受到抑制，冷空氣南下受阻，使得西南地區(qū)暖濕氣流與冷空氣的交匯機(jī)會(huì)減少，從而造成降水大幅減少。拉尼娜事件的影響則與厄爾尼諾事件相反。當(dāng)拉尼娜事件發(fā)生時(shí)，赤道東太平洋海溫降低，沃克環(huán)流增強(qiáng)，大氣環(huán)流形勢(shì)改變。在這種情況下，西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度的變化有利于水汽向西南地區(qū)輸送，西南地區(qū)秋季降水可能增加。拉尼娜事件還會(huì)使得南支槽活動(dòng)增強(qiáng)，冷空氣與暖濕氣流在西南地區(qū)的交匯更加頻繁，為降水提供了有利條件。例如，2007-2008年的拉尼娜事件期間，2007年秋季西南地區(qū)降水偏多，四川、重慶等地部分地區(qū)降水量較常年同期增加了15%-25%。該年拉尼娜事件使得西太平洋副熱帶高壓位置偏南，其西側(cè)的偏南氣流將大量水汽輸送到西南地區(qū)。南支槽活動(dòng)頻繁，冷空氣南下與暖濕氣流在西南地區(qū)頻繁交匯，形成了較多的降水過程，導(dǎo)致西南地區(qū)秋季降水增多。為了更深入地研究ENSO事件對(duì)西南秋季降水的影響，利用相關(guān)分析方法計(jì)算ENSO指數(shù)（如NINO3.4指數(shù)）與西南地區(qū)秋季降水之間的相關(guān)系數(shù)。結(jié)果顯示，二者之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)約為-0.4。這表明ENSO事件與西南秋季降水之間存在密切聯(lián)系，厄爾尼諾事件往往導(dǎo)致西南秋季降水減少，拉尼娜事件則可能導(dǎo)致西南秋季降水增加。3.2.2印度洋海溫印度洋海溫的變化對(duì)中國(guó)西南秋季降水也有著重要影響，其中印度洋偶極子（IOD）模態(tài)是關(guān)鍵的影響因素之一。印度洋偶極子是指印度洋西部和東部海溫的異常反相變化，分為正偶極子和負(fù)偶極子。當(dāng)印度洋正偶極子事件發(fā)生時(shí)，印度洋西部海溫偏高，東部海溫偏低。這種海溫異常分布會(huì)激發(fā)大氣環(huán)流的異常響應(yīng)，影響水汽輸送和降水分布。在正偶極子事件期間，印度洋西部的暖海溫會(huì)加強(qiáng)該地區(qū)的大氣對(duì)流活動(dòng)，形成上升氣流，而東部的冷海溫則導(dǎo)致大氣下沉。這種大氣環(huán)流的異常配置會(huì)使得印度洋上空的水汽輸送發(fā)生改變，有利于水汽向西南地區(qū)輸送，從而增加西南地區(qū)秋季降水。正偶極子事件還會(huì)影響西太平洋副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度，間接影響西南地區(qū)的降水。例如，在一些正偶極子事件年份，西太平洋副熱帶高壓位置偏西，其西側(cè)的偏南氣流將更多的水汽輸送到西南地區(qū)，與來自印度洋的水汽共同作用，導(dǎo)致西南地區(qū)秋季降水增多。以1994年的印度洋正偶極子事件為例，該年秋季西南地區(qū)降水偏多。通過對(duì)海溫和大氣環(huán)流數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，印度洋正偶極子事件使得印度洋上空的水汽輸送發(fā)生改變，大量水汽被輸送到西南地區(qū)。西太平洋副熱帶高壓位置偏西，其西側(cè)的偏南氣流也加強(qiáng)了水汽輸送，二者共同作用，使得西南地區(qū)秋季降水較常年明顯增多，云南、貴州等地部分地區(qū)降水量比常年同期增加了15%-25%。當(dāng)印度洋負(fù)偶極子事件發(fā)生時(shí)，情況則相反，印度洋西部海溫偏低，東部海溫偏高。這種海溫分布會(huì)導(dǎo)致大氣環(huán)流異常，使得水汽輸送路徑改變，不利于水汽向西南地區(qū)輸送，從而減少西南地區(qū)秋季降水。負(fù)偶極子事件還會(huì)影響大氣環(huán)流的穩(wěn)定性，使得南支槽等系統(tǒng)的活動(dòng)發(fā)生變化，進(jìn)一步影響西南地區(qū)的降水。例如，在一些負(fù)偶極子事件年份，西太平洋副熱帶高壓位置偏東，西南地區(qū)受副高控制的范圍增大，盛行下沉氣流，降水減少。同時(shí)，南支槽活動(dòng)也受到抑制，冷空氣與暖濕氣流在西南地區(qū)的交匯機(jī)會(huì)減少，導(dǎo)致降水減少。為了探究印度洋海溫與西南秋季降水之間的關(guān)系，采用相關(guān)分析方法計(jì)算印度洋海溫指數(shù)（如IOD指數(shù)）與西南地區(qū)秋季降水之間的相關(guān)系數(shù)。結(jié)果顯示，二者之間存在一定的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)約為0.3。這表明印度洋海溫的變化與西南秋季降水存在關(guān)聯(lián)，當(dāng)印度洋海溫出現(xiàn)異常變化時(shí)，尤其是印度洋偶極子事件發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)西南秋季降水產(chǎn)生影響，正偶極子事件可能導(dǎo)致西南秋季降水增加，負(fù)偶極子事件可能導(dǎo)致西南秋季降水減少。3.3地形地貌因素3.3.1高原地形影響青藏高原作為世界屋脊，平均海拔在4000米以上，其獨(dú)特的地形對(duì)中國(guó)西南秋季降水有著多方面的影響，包括動(dòng)力和熱力作用，這些作用通過影響大氣環(huán)流和水汽輸送，進(jìn)而改變降水分布。在動(dòng)力作用方面，青藏高原就像一個(gè)巨大的障礙物，阻擋和改變了大氣環(huán)流的路徑。當(dāng)西風(fēng)氣流遇到青藏高原時(shí)，會(huì)被迫分支，形成北支氣流和南支氣流。北支氣流繞過高原后，在高原東北側(cè)匯合，形成反氣旋性彎曲，對(duì)冷空氣的南下路徑和強(qiáng)度產(chǎn)生影響。南支氣流則沿著高原南側(cè)流動(dòng)，在孟加拉灣附近形成氣旋性彎曲，加強(qiáng)了該地區(qū)的氣旋活動(dòng)。這種氣流分支現(xiàn)象使得西南地區(qū)的大氣環(huán)流變得更加復(fù)雜，對(duì)降水產(chǎn)生重要影響。例如，當(dāng)南支氣流攜帶的水汽與北方冷空氣在西南地區(qū)交匯時(shí)，容易形成降水。青藏高原還對(duì)氣流產(chǎn)生繞流和爬坡效應(yīng)。在繞流過程中，氣流在高原周邊形成不同的環(huán)流形勢(shì)，影響水汽的輸送和匯聚。當(dāng)氣流爬坡時(shí)，隨著海拔升高，空氣冷卻，水汽容易凝結(jié)成云致雨。在高原的迎風(fēng)坡，如喜馬拉雅山脈南坡，氣流被迫抬升，形成大量降水，成為世界上降水最豐富的地區(qū)之一。而在背風(fēng)坡，由于氣流下沉增溫，水汽難以凝結(jié)，降水稀少，形成雨影區(qū)。例如，川西高原部分地區(qū)處于青藏高原背風(fēng)坡，降水相對(duì)較少。從熱力作用來看，青藏高原在夏季是一個(gè)強(qiáng)大的熱源，在冬季則是一個(gè)冷源。夏季，高原地面吸收太陽(yáng)輻射熱量，大氣受熱上升，形成低壓系統(tǒng)，吸引周邊地區(qū)的暖濕氣流向高原匯聚，增強(qiáng)了西南地區(qū)的水汽輸送和降水。冬季，高原地面輻射冷卻快，大氣降溫下沉，形成高壓系統(tǒng)，抑制了水汽的輸送，使得西南地區(qū)降水減少。這種熱力作用還會(huì)影響高原周邊地區(qū)的大氣環(huán)流，形成獨(dú)特的高原季風(fēng)。高原季風(fēng)的存在進(jìn)一步改變了西南地區(qū)的水汽輸送和降水分布。例如，夏季高原季風(fēng)使得西南地區(qū)的西南季風(fēng)加強(qiáng)，帶來更多降水；冬季高原季風(fēng)則使得西南地區(qū)的東北季風(fēng)加強(qiáng)，降水減少。3.3.2山地與河谷地形西南地區(qū)山地、河谷等復(fù)雜地形對(duì)局部降水有著顯著影響，地形抬升、山谷風(fēng)等因素在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，導(dǎo)致降水呈現(xiàn)出增強(qiáng)或減弱的變化。山地地形的抬升作用是影響降水的重要因素之一。當(dāng)暖濕氣流遇到山地阻擋時(shí)，會(huì)被迫沿山坡上升，隨著高度增加，氣溫降低，水汽冷卻凝結(jié)，形成降水。這種地形抬升作用使得山地迎風(fēng)坡降水豐富，而背風(fēng)坡降水相對(duì)較少。在橫斷山脈地區(qū)，來自印度洋的暖濕氣流受到山脈阻擋，在迎風(fēng)坡大量抬升，形成豐富降水，部分地區(qū)年降水量可達(dá)1000毫米以上。而在背風(fēng)坡，由于氣流下沉增溫，水汽難以凝結(jié)，降水明顯減少。山地的高度和坡度也會(huì)影響降水的強(qiáng)度和分布。一般來說，山地越高，抬升作用越強(qiáng)，降水也就越多。坡度較陡的山地，氣流上升速度快，降水強(qiáng)度可能較大；而坡度較緩的山地，氣流上升速度相對(duì)較慢，降水強(qiáng)度可能較小。例如，喜馬拉雅山脈的一些高峰地區(qū)，由于山體高大，抬升作用強(qiáng)烈，降水極為豐富，年降水量可達(dá)數(shù)千毫米。河谷地形對(duì)降水的影響也不容忽視。河谷地區(qū)地形相對(duì)低洼，氣流容易在此匯聚。在白天，河谷受熱升溫快，空氣上升，形成對(duì)流，容易產(chǎn)生降水。夜晚，河谷降溫慢，氣流下沉，抑制降水的形成。河谷還會(huì)引導(dǎo)水汽的輸送，使得河谷沿線的降水分布與周圍地區(qū)不同。例如，雅魯藏布江大峽谷地區(qū)，河谷地形使得來自印度洋的暖濕水汽能夠深入內(nèi)陸，在河谷沿線形成較多降水。山谷風(fēng)也是影響局部降水的重要因素。白天，山坡受熱升溫快，空氣上升，形成谷風(fēng)，谷風(fēng)將谷底的水汽帶到山坡，在山坡上形成降水。夜晚，山坡降溫快，空氣下沉，形成山風(fēng)，山風(fēng)將山坡上的冷空氣帶到谷底，抑制谷底的降水。這種山谷風(fēng)的循環(huán)作用使得山區(qū)的降水在晝夜之間存在差異。在一些山區(qū)，白天山坡上降水較多，夜晚谷底降水相對(duì)較少。以四川盆地周邊山地為例，大巴山、巫山等山地對(duì)來自北方的冷空氣和來自南方的暖濕氣流都有阻擋和抬升作用。當(dāng)冷空氣南下時(shí)，受到山地阻擋，在山地北坡堆積，與暖濕氣流相遇，形成降水。暖濕氣流北上時(shí)，在山地南坡被迫抬升，也會(huì)形成降水。這種地形作用使得四川盆地周邊山地降水豐富，而盆地內(nèi)部降水相對(duì)較少。再如云南的元江河谷，河谷地形使得水汽在河谷內(nèi)匯聚，加上白天的對(duì)流作用，河谷地區(qū)降水較多。而在夜晚，由于山風(fēng)的影響，河谷內(nèi)的降水相對(duì)減少。3.4其他因素3.4.1陸面過程的作用陸面過程在西南秋季降水變化中扮演著重要角色，其中陸面蒸發(fā)和土壤濕度是關(guān)鍵因素，它們通過影響大氣水汽含量和能量平衡，對(duì)降水產(chǎn)生反饋?zhàn)饔谩ｊ懨嬲舭l(fā)是陸面與大氣之間水汽交換的重要過程。當(dāng)陸面蒸發(fā)增強(qiáng)時(shí)，更多的水汽從陸地表面進(jìn)入大氣，增加了大氣中的水汽含量。這些水汽在合適的大氣環(huán)流條件下，能夠參與降水過程，為降水提供更多的水汽來源。在西南地區(qū)的一些濕潤(rùn)地區(qū)，如云南南部，植被豐富，土壤水分充足，陸面蒸發(fā)量大，使得大氣中的水汽含量較高，在秋季更容易形成降水。而在陸面蒸發(fā)較弱的地區(qū)，如川西高原部分干旱地區(qū)，由于土壤干燥，植被覆蓋度低，陸面蒸發(fā)量小，大氣中的水汽含量相對(duì)較少，降水也相對(duì)較少。土壤濕度對(duì)西南秋季降水也有顯著影響。土壤濕度的變化會(huì)影響土壤的熱容量和地表反照率，進(jìn)而影響地面與大氣之間的能量交換。當(dāng)土壤濕度較高時(shí)，土壤熱容量增大，地面升溫速度減慢，導(dǎo)致地面與大氣之間的溫度梯度減小，大氣的垂直運(yùn)動(dòng)減弱。這種情況下，不利于水汽的抬升和降水的形成。相反，當(dāng)土壤濕度較低時(shí)，土壤熱容量減小，地面升溫速度加快，地面與大氣之間的溫度梯度增大，大氣的垂直運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，有利于水汽的抬升和降水的形成。在西南地區(qū)，夏季降水較多，土壤濕度相對(duì)較高，進(jìn)入秋季后，如果土壤濕度持續(xù)保持較高水平，可能會(huì)抑制降水的發(fā)生；而如果土壤濕度在秋季迅速降低，可能會(huì)促進(jìn)降水的形成。土壤濕度還會(huì)影響陸面蒸發(fā)。當(dāng)土壤濕度較高時(shí)，陸面蒸發(fā)量增大，為大氣提供更多的水汽；當(dāng)土壤濕度較低時(shí)，陸面蒸發(fā)量減小，大氣中的水汽來源減少。在一些年份，西南地區(qū)夏季降水異常偏多，導(dǎo)致秋季土壤濕度偏高，陸面蒸發(fā)量相應(yīng)增大，大氣中的水汽含量增加，可能會(huì)使秋季降水增多。而在另一些年份，夏季降水偏少，秋季土壤濕度偏低，陸面蒸發(fā)量減小，大氣中的水汽含量減少，可能會(huì)導(dǎo)致秋季降水減少。利用數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證陸面過程的影響。在數(shù)值模擬中，設(shè)置不同的陸面蒸發(fā)和土壤濕度初始條件，觀察降水的變化。當(dāng)增加陸面蒸發(fā)時(shí)，模擬結(jié)果顯示大氣中的水汽含量增加，西南地區(qū)秋季降水增多；當(dāng)降低土壤濕度時(shí)，模擬結(jié)果表明大氣的垂直運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，降水也有所增加。這些模擬結(jié)果與理論分析相符，進(jìn)一步證實(shí)了陸面蒸發(fā)和土壤濕度對(duì)西南秋季降水的重要影響。3.4.2人類活動(dòng)的影響人類活動(dòng)對(duì)中國(guó)西南秋季降水產(chǎn)生了不可忽視的影響，城市化和土地利用變化是其中的重要方面，它們通過改變下墊面性質(zhì)和排放溫室氣體等方式，間接影響降水。城市化進(jìn)程的加速使得城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市下墊面性質(zhì)發(fā)生顯著改變。城市中大量的建筑物、道路等硬質(zhì)地面取代了自然植被和土壤，導(dǎo)致地表粗糙度增加，下墊面的蒸發(fā)和蒸騰作用減弱。硬質(zhì)地面的熱容量較小，在太陽(yáng)輻射下升溫快，形成城市熱島效應(yīng)。城市熱島效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致城市上空的大氣對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，改變了大氣環(huán)流的局地特征。在秋季，這種變化可能會(huì)影響水汽的輸送和聚集，使得城市及其周邊地區(qū)的降水分布發(fā)生改變。在一些大城市，如成都、重慶等地，城市化的發(fā)展使得城市中心區(qū)域的降水相對(duì)增多，而周邊郊區(qū)的降水相對(duì)減少。這是因?yàn)槌鞘袩釐u效應(yīng)使得城市中心區(qū)域的大氣上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，水汽更容易在此聚集并形成降水；而周邊郊區(qū)由于下墊面性質(zhì)的改變，水汽輸送和聚集條件變差，降水相對(duì)減少。土地利用變化也是影響西南秋季降水的重要因素。隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，西南地區(qū)的土地利用方式發(fā)生了很大變化，如森林砍伐、耕地開墾、草地退化等。森林砍伐導(dǎo)致植被覆蓋度降低，森林的涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候等功能減弱。植被減少使得土壤水分蒸發(fā)加快，土壤濕度降低，進(jìn)而影響陸面蒸發(fā)和大氣水汽含量。耕地開墾和草地退化也會(huì)改變下墊面的粗糙度和反照率，影響地面與大氣之間的能量交換和水汽輸送。在一些山區(qū)，過度的森林砍伐導(dǎo)致水土流失加劇，土壤保水能力下降，秋季降水時(shí)，雨水容易快速流失，難以形成有效的徑流和地下水補(bǔ)給，同時(shí)也影響了當(dāng)?shù)氐男夂颍沟媒邓疁p少。而在一些平原地區(qū)，大規(guī)模的耕地開墾改變了地表的植被覆蓋和土壤結(jié)構(gòu)，可能會(huì)導(dǎo)致局部地區(qū)的降水分布發(fā)生變化。人類活動(dòng)排放的溫室氣體，如二氧化碳、甲烷等，導(dǎo)致全球氣候變暖，這也間接影響了西南秋季降水。全球氣候變暖使得大氣中的水汽含量增加，大氣的不穩(wěn)定度增強(qiáng)。在秋季，這種變化可能會(huì)導(dǎo)致降水強(qiáng)度和頻率發(fā)生改變。氣候變暖還會(huì)影響大氣環(huán)流的穩(wěn)定性，使得一些大氣環(huán)流系統(tǒng)的位置和強(qiáng)度發(fā)生變化，進(jìn)而影響西南地區(qū)的水汽輸送和降水。研究表明，隨著全球氣候變暖，西南地區(qū)秋季降水的極端事件可能會(huì)增加，如暴雨和干旱的發(fā)生頻率和強(qiáng)度可能會(huì)加大。這對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)、農(nóng)業(yè)和水資源等方面帶來了更大的挑戰(zhàn)，需要引起足夠的重視。四、中國(guó)西南秋季降水變化的機(jī)理分析4.1熱力和動(dòng)力過程分析4.1.1熱力條件大氣溫度和比濕作為重要的熱力因素，在西南秋季降水變化中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它們通過影響水汽的蒸發(fā)、凝結(jié)和輸送，對(duì)降水產(chǎn)生重要影響。從大氣溫度的角度來看，溫度的變化直接影響水汽的飽和水汽壓。根據(jù)克勞修斯-克拉珀龍方程，飽和水汽壓與溫度呈指數(shù)關(guān)系，即e_s=e_0\exp(\frac{L_v}{R_v}(\frac{1}{T_0}-\frac{1}{T}))，其中e_s為飽和水汽壓，e_0為參考溫度T_0下的飽和水汽壓，L_v為水汽的汽化潛熱，R_v為水汽的氣體常數(shù)，T為實(shí)際溫度。當(dāng)大氣溫度升高時(shí)，飽和水汽壓增大，意味著空氣中能夠容納更多的水汽。在西南地區(qū)秋季，如果大氣溫度偏高，且有充足的水汽供應(yīng)，水汽達(dá)到飽和狀態(tài)的難度增加，降水的形成可能受到抑制。相反，當(dāng)大氣溫度降低時(shí)，飽和水汽壓減小，水汽更容易達(dá)到飽和狀態(tài)，有利于降水的形成。以2006年秋季為例，西南地區(qū)部分地區(qū)大氣溫度異常偏高，導(dǎo)致飽和水汽壓增大，空氣中容納水汽的能力增強(qiáng)。盡管該地區(qū)有一定的水汽輸送，但由于大氣溫度偏高，水汽難以達(dá)到飽和狀態(tài)，無(wú)法形成有效降水，最終導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)干旱。比濕是指單位質(zhì)量干空氣中所含的水汽質(zhì)量，它反映了大氣中水汽的含量。比濕的大小直接影響降水的水汽來源。當(dāng)大氣中比濕較大時(shí)，說明水汽含量豐富，為降水提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。在西南地區(qū)秋季，來自印度洋和南海的暖濕氣流攜帶大量水汽，使得大氣中的比濕增大。這些水汽在合適的動(dòng)力條件下，如氣流的上升運(yùn)動(dòng)，就容易凝結(jié)成云致雨。例如，在一些降水偏多年份，西南地區(qū)大氣中的比濕明顯偏高，水汽含量充足，為降水的形成提供了有利條件。利用能量平衡方程進(jìn)一步闡述熱力條件對(duì)降水的影響機(jī)制。大氣的能量平衡方程可表示為：Q_{net}=Q_{solar}-Q_{out}+Q_{latent}+Q_{sensible}+Q_{ground}，其中Q_{net}為凈輻射能量，Q_{solar}為太陽(yáng)輻射能量，Q_{out}為大氣向外的長(zhǎng)波輻射能量，Q_{latent}為潛熱通量，Q_{sensible}為感熱通量，Q_{ground}為地面與大氣之間的能量交換。在降水過程中，潛熱通量Q_{latent}起著關(guān)鍵作用。當(dāng)水汽凝結(jié)成降水時(shí)，會(huì)釋放大量的潛熱，這部分潛熱會(huì)加熱大氣，影響大氣的熱力結(jié)構(gòu)和垂直運(yùn)動(dòng)。在西南地區(qū)秋季，當(dāng)大氣中水汽含量豐富，且有足夠的能量供應(yīng)（如太陽(yáng)輻射）時(shí)，水汽容易蒸發(fā)進(jìn)入大氣，使得大氣中的比濕增大。在合適的動(dòng)力條件下，水汽凝結(jié)形成降水，釋放潛熱。潛熱的釋放會(huì)使大氣加熱，增強(qiáng)大氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步促進(jìn)水汽的凝結(jié)和降水的形成。相反，如果大氣中的能量供應(yīng)不足，或者潛熱釋放受到抑制，降水的形成就會(huì)受到影響。例如，在一些年份，西南地區(qū)秋季太陽(yáng)輻射較弱，大氣能量供應(yīng)不足，水汽蒸發(fā)量減少，比濕降低，導(dǎo)致降水減少。4.1.2動(dòng)力條件大氣的水平和垂直運(yùn)動(dòng)是影響西南秋季降水的重要?jiǎng)恿σ蛩?，它們通過改變水汽的輸送、輻合和上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)降水的形成和分布產(chǎn)生關(guān)鍵作用。大氣的水平運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為風(fēng)場(chǎng)，它決定了水汽的輸送路徑和強(qiáng)度。在西南地區(qū)秋季，西南季風(fēng)和西太平洋副熱帶高壓西側(cè)的偏南氣流是主要的水汽輸送通道。當(dāng)西南季風(fēng)和偏南氣流強(qiáng)盛時(shí)，能夠?qū)⒋罅縼碜杂《妊蠛湍虾５呐瘽袼斔偷轿髂系貐^(qū)，為降水提供充足的水汽來源。例如，在降水偏多年份，西南季風(fēng)和偏南氣流往往較強(qiáng)，水汽輸送量大，使得西南地區(qū)大氣中的水汽含量豐富，有利于降水的形成。相反，當(dāng)西南季風(fēng)和偏南氣流較弱時(shí)，水汽輸送量減少，西南地區(qū)大氣中的水汽含量降低，降水可能減少。輻合輻散是大氣水平運(yùn)動(dòng)中的重要過程。當(dāng)大氣出現(xiàn)輻合時(shí)，空氣匯聚，水汽也隨之匯聚，有利于降水的形成。在西南地區(qū)，當(dāng)南支槽活動(dòng)頻繁，槽前的西南氣流與北方冷空氣相遇時(shí)，會(huì)形成強(qiáng)烈的輻合區(qū)。在這個(gè)輻合區(qū)，水汽不斷匯聚，上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，容易形成降水。例如，在一些年份，南支槽東移過程中，槽前的西南氣流與冷空氣在西南地區(qū)交匯，形成了明顯的輻合區(qū)，導(dǎo)致該地區(qū)降水偏多。而當(dāng)大氣出現(xiàn)輻散時(shí)，空氣分散，水汽也隨之分散，不利于降水的形成。在西太平洋副熱帶高壓控制下，西南地區(qū)盛行下沉氣流，大氣呈輻散狀態(tài)，水汽難以匯聚，降水稀少。垂直上升運(yùn)動(dòng)是降水形成的關(guān)鍵動(dòng)力條件之一。只有當(dāng)大氣中的水汽在垂直上升運(yùn)動(dòng)中冷卻凝結(jié)，才能形成降水。在西南地區(qū)，地形的抬升作用、大氣環(huán)流的強(qiáng)迫上升等因素都能引發(fā)垂直上升運(yùn)動(dòng)。在山地地區(qū)，暖濕氣流遇到山地阻擋，會(huì)被迫沿山坡上升，形成地形雨。例如，橫斷山脈地區(qū)，來自印度洋的暖濕氣流受到山脈阻擋，在迎風(fēng)坡大量抬升，形成豐富降水。大氣環(huán)流系統(tǒng)的相互作用也能導(dǎo)致垂直上升運(yùn)動(dòng)。當(dāng)西南季風(fēng)與北方冷空氣相遇時(shí)，冷暖空氣交匯，形成鋒面，鋒面附近的大氣會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，從而形成降水。為了更直觀地分析動(dòng)力過程與降水的關(guān)系，以2017年秋季為例。該年秋季，西南地區(qū)降水偏多。通過對(duì)大氣環(huán)流形勢(shì)的分析發(fā)現(xiàn)，西南季風(fēng)強(qiáng)勁，將大量水汽輸送到西南地區(qū)。南支槽活動(dòng)頻繁，槽前的西南氣流與北方冷空氣在西南地區(qū)交匯，形成了明顯的輻合區(qū)。在輻合區(qū)，大氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，水汽不斷冷卻凝結(jié)，形成了豐富的降水。從風(fēng)場(chǎng)和垂直速度場(chǎng)的分布可以清晰地看到，在降水偏多的區(qū)域，存在著明顯的水汽輻合和垂直上升運(yùn)動(dòng)，這進(jìn)一步證實(shí)了動(dòng)力條件對(duì)西南秋季降水的重要影響。4.2水汽輸送與收支分析4.2.1水汽來源與輸送路徑通過對(duì)西南地區(qū)秋季水汽通量的分析，確定其水汽來源主要包括印度洋、南海和西太平洋。印度洋作為重要的水汽源地，其水汽主要通過西南季風(fēng)輸送到西南地區(qū)。西南季風(fēng)在秋季將印度洋的暖濕水汽攜帶向北，為西南地區(qū)提供了豐富的水汽供應(yīng)。南海也是西南地區(qū)秋季降水的重要水汽來源之一，南海的水汽通過偏南氣流輸送到西南地區(qū)，尤其是云南、貴州等地，受南海水汽影響較大。西太平洋的水汽則通過西太平洋副熱帶高壓西側(cè)的偏南氣流輸送到西南地區(qū)，在一些年份，當(dāng)西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度有利于水汽輸送時(shí)，西太平洋的水汽能夠?qū)ξ髂系貐^(qū)秋季降水產(chǎn)生重要影響。為更直觀地展示水汽輸送路徑，繪制西南地區(qū)秋季水汽輸送路徑圖（圖6）。從圖中可以清晰地看到，來自印度洋的水汽在西南季風(fēng)的作用下，沿著孟加拉灣向北輸送，進(jìn)入西南地區(qū)。南海的水汽則沿著華南沿海向西南方向輸送，與來自印度洋的水汽在西南地區(qū)交匯。西太平洋的水汽通過西太平洋副熱帶高壓西側(cè)的偏南氣流，向西南地區(qū)輸送。在一些年份，還可以看到來自北方的冷空氣與暖濕水汽在西南地區(qū)交匯，形成降水。例如，在2017年秋季，西南地區(qū)降水偏多，從水汽輸送路徑圖可以看出，印度洋和南海的水汽輸送明顯增強(qiáng)，大量暖濕水汽被輸送到西南地區(qū)，同時(shí)，北方冷空氣南下與暖濕水汽交匯，形成了豐富的降水。<此處插入圖6：西南地區(qū)秋季水汽輸送路徑圖>西南地區(qū)存在多條主要的水汽通道。其中，沿孟加拉灣-中南半島-西南地區(qū)的通道是印度洋水汽輸送的主要路徑，這條通道在秋季較為穩(wěn)定，為西南地區(qū)帶來了大量水汽。沿南海-華南-西南地區(qū)的通道是南海水汽輸送的重要路徑，該通道的水汽輸送強(qiáng)度在不同年份有所變化。西太平洋副熱帶高壓西側(cè)的水汽通道也是重要的水汽輸送路徑之一，其水汽輸送強(qiáng)度和方向受到副高位置和強(qiáng)度的影響。這些主要水汽通道的輸送方向基本都是指向西南地區(qū)，為該地區(qū)的降水提供了必要的水汽條件。在不同年份，由于大氣環(huán)流的變化，水汽通道的位置和強(qiáng)度可能會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而影響西南地區(qū)的降水分布。例如，當(dāng)西南季風(fēng)強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，沿孟加拉灣-中南半島-西南地區(qū)的水汽通道輸送的水汽量會(huì)增加，西南地區(qū)降水可能增多；當(dāng)西太平洋副熱帶高壓位置偏西時(shí)，其西側(cè)的水汽通道會(huì)加強(qiáng)，更多的西太平洋水汽會(huì)輸送到西南地區(qū)，也可能導(dǎo)致降水增多。4.2.2水汽收支平衡為深入探究西南地區(qū)秋季降水與水汽收支的關(guān)系，本研究通過計(jì)算該地區(qū)秋季的水汽收支，來分析水汽收支變化對(duì)降水的影響。水汽收支的計(jì)算基于水汽通量散度，公式為：Q=-\int_{p_s}^{p_t}\nabla\cdot(\rhoq\vec{V})dp，其中Q為水汽收支，\rho為空氣密度，q為比濕，\vec{V}為水平風(fēng)矢量，p_s為地面氣壓，p_t為大氣頂氣壓。通過對(duì)該公式的計(jì)算，可以得到西南地區(qū)秋季的水汽收支情況。計(jì)算結(jié)果顯示，在西南地區(qū)秋季，水汽收支存在明顯的年際和年代際變化。在年際尺度上，一些年份水汽收支表現(xiàn)為盈余，而另一些年份則表現(xiàn)為虧損。在2002年秋季，西南地區(qū)水汽收支為盈余，水汽通量散度為負(fù)值，表明該地區(qū)有凈水汽輸入，當(dāng)年秋季降水偏多。而在1994年秋季，水汽收支為虧損，水汽通量散度為正值，該地區(qū)有凈水汽輸出，當(dāng)年秋季降水偏少。在年代際尺度上，20世紀(jì)60年代至70年代，西南地區(qū)秋季水汽收支整體上較為平衡，降水相對(duì)穩(wěn)定；80年代至90年代，水汽收支出現(xiàn)虧損趨勢(shì)，降水逐漸減少；21世紀(jì)以來，水汽收支又有一定程度的改善，降水有所增加。當(dāng)水汽收支出現(xiàn)不平衡時(shí)，降水會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。當(dāng)水汽收支為盈余時(shí)，意味著有更多的水汽輸入到西南地區(qū)，這些水汽在合適的動(dòng)力條件下，如大氣的上升運(yùn)動(dòng)，容易凝結(jié)成云致雨，導(dǎo)致降水增加。相反，當(dāng)水汽收支為虧損時(shí)，水汽輸出大于輸入，水汽含量減少，降水可能減少。例如，在一些降水偏多年份，西南地區(qū)水汽收支盈余明顯，大量水汽的輸入為降水提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。而在降水偏少年份，水汽收支虧損，水汽供應(yīng)不足，降水顯著減少。為進(jìn)一步驗(yàn)證水汽收支與降水的關(guān)系，利用相關(guān)分析方法計(jì)算水汽收支與西南秋季降水之間的相關(guān)系數(shù)。結(jié)果顯示，二者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)約為0.6。這表明水汽收支與西南秋季降水密切相關(guān)，水汽收支的變化能夠很好地解釋降水的變化情況。當(dāng)水汽收支增加時(shí)，西南秋季降水有增加的趨勢(shì)；當(dāng)水汽收支減少時(shí)，西南秋季降水有減少的趨勢(shì)。4.3大氣環(huán)流異常與降水異常的聯(lián)系4.3.1環(huán)流異常模式分析通過對(duì)大氣環(huán)流場(chǎng)的合成分析，本研究識(shí)別出多種導(dǎo)致西南秋季降水異常的大氣環(huán)流異常模式。異常反氣旋和異常氣旋是兩種典型的環(huán)流系統(tǒng)，它們的形成和演變對(duì)西南秋季降水有著顯著影響。在降水偏多年份，如2017年秋季，500hPa高度場(chǎng)上，在西南地區(qū)上空形成了一個(gè)異常氣旋性環(huán)流。該異常氣旋中心位于云南和貴州交界處，其形成主要是由于西南季風(fēng)偏強(qiáng)，將大量來自印度洋的暖濕水汽輸送到該區(qū)域，使得空氣上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成氣旋性環(huán)流。從演變過程來看，9月上旬，西南季風(fēng)開始增強(qiáng)，水汽輸送逐漸增多，氣旋性環(huán)流開始在西南地區(qū)上空初現(xiàn)。隨著時(shí)間推移，到9月中旬，水汽進(jìn)一步匯聚，氣旋性環(huán)流逐漸加強(qiáng)，范圍擴(kuò)大。在10月和11月，氣旋性環(huán)流持續(xù)維持，其強(qiáng)度和范圍雖有波動(dòng)，但始終保持對(duì)西南地區(qū)的影響，使得該地區(qū)降水持續(xù)偏多。這種異常氣旋性環(huán)流使得西南地區(qū)盛行上升氣流，水汽不斷匯聚和抬升，有利于降水的形成。在垂直方向上，上升氣流將水汽帶到高空，水汽冷卻凝結(jié)成云致雨；在水平方向上，氣旋性環(huán)流使得水汽在西南地區(qū)聚集，擴(kuò)大了降水范圍。而在降水偏少年份，以1994年秋季為例，500hPa高度場(chǎng)上，西南地區(qū)上空出現(xiàn)了一個(gè)異常反氣旋性環(huán)流。該異常反氣旋中心位于四川盆地，其形成主要是由于西太平洋副熱帶高壓異常偏強(qiáng)且西伸，使得西南地區(qū)受副高控制的范圍擴(kuò)大，空氣下沉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成反氣旋性環(huán)流。從演變過程來看，9月初，西太平洋副熱帶高壓開始增強(qiáng)并西伸，西南地區(qū)逐漸受其控制，反氣旋性環(huán)流開始形成。到9月中旬，副高進(jìn)一步加強(qiáng)，反氣旋性環(huán)流也隨之增強(qiáng)，控制范圍擴(kuò)大到整個(gè)西南地區(qū)。在10月和11月，反氣旋性環(huán)流持續(xù)維持，使得西南地區(qū)盛行下沉氣流，抑制了水汽的抬升和降水的形成。在垂直方向上，下沉氣流使得水汽難以凝結(jié)，不利于降水的形成；在水平方向上，反氣旋性環(huán)流使得水汽向外擴(kuò)散，減少了西南地區(qū)的水汽含量。除了異常反氣旋和異常氣旋，還有其他環(huán)流異常模式對(duì)西南秋季降水產(chǎn)生影響。在一些年份，南亞高壓的位置和強(qiáng)度異常也會(huì)導(dǎo)致西南秋季降水異常。當(dāng)南亞高壓位置偏東且強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，會(huì)影響西南地區(qū)的大氣環(huán)流形勢(shì)，使得水汽輸送路徑改變，降水減少。在某些年份，西風(fēng)帶的異常波動(dòng)也會(huì)影響西南秋季降水。西風(fēng)帶的異常波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致冷空氣南下路徑和強(qiáng)度發(fā)生變化，與暖濕氣流的交匯情況也會(huì)改變，從而影響西南地區(qū)的降水。4.3.2環(huán)流異常與降水異常的相互作用大氣環(huán)流異常與西南秋季降水異常之間存在著密切的相互作用關(guān)系，大氣環(huán)流異常是導(dǎo)致降水異常的重要原因，而降水異常也會(huì)對(duì)大氣環(huán)流產(chǎn)生反饋?zhàn)饔谩４髿猸h(huán)流異常通過多種方式導(dǎo)致降水異常。大氣環(huán)流異常會(huì)改變水汽輸送路徑和強(qiáng)度。當(dāng)西南季風(fēng)異常增強(qiáng)時(shí)，會(huì)攜帶更多來自印度洋的暖濕水汽輸送到西南地區(qū)，為降水提供充足的水汽條件。西太平洋副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度異常會(huì)影響水汽的輸送方向和范圍。當(dāng)副高位置偏西時(shí)，其西側(cè)的偏南氣流能夠?qū)⒏鄟碜蕴窖蠛湍虾５乃斔偷轿髂系貐^(qū)；當(dāng)副高位置偏北時(shí)，西南地區(qū)受副高控制，盛行下沉氣流，水汽難以輸送到該地區(qū)，降水減少。大氣環(huán)流異常還會(huì)影響大氣的垂直運(yùn)動(dòng)。當(dāng)南支槽活動(dòng)異常時(shí)，槽前的西南氣流與北方冷空氣相遇，會(huì)形成強(qiáng)烈的輻合區(qū)，大氣垂直上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，水汽容易冷卻凝結(jié)成云致雨。而當(dāng)大氣環(huán)流異常導(dǎo)致下沉氣流增強(qiáng)時(shí)，如在副高控制下，降水則會(huì)受到抑制。降水異常也會(huì)對(duì)大氣環(huán)流產(chǎn)生反饋?zhàn)饔?。降水過程中會(huì)釋放大量潛熱，這些潛熱會(huì)加熱大氣，改變大氣的熱力結(jié)構(gòu)。在降水偏多的區(qū)域，潛熱釋放使得大氣加熱，形成局部的熱源，進(jìn)而影響大氣環(huán)流。這種加熱作用會(huì)導(dǎo)致大氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成低壓系統(tǒng)，吸引周圍的空氣匯聚，改變大氣環(huán)流的格局。降水異常還會(huì)影響大氣的濕度分布，進(jìn)而影響大氣的穩(wěn)定性和環(huán)流形勢(shì)。在降水偏多的地區(qū)，大氣濕度增大，大氣的穩(wěn)定性降低，容易引發(fā)對(duì)流活動(dòng)，影響大氣環(huán)流。以2007年秋季為例，該年西南地區(qū)降水偏多。大氣環(huán)流異常表現(xiàn)為西南季風(fēng)偏強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓位置偏西，南支槽活動(dòng)頻繁。西南季風(fēng)偏強(qiáng)使得大量水汽輸送到西南地區(qū)，西太平洋副熱帶高壓位置偏西使得其西側(cè)的偏南氣流也加強(qiáng)了水汽輸送，南支槽活動(dòng)頻繁則導(dǎo)致大氣垂直上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，這些大氣環(huán)流異常共同作用，導(dǎo)致西南地區(qū)降水偏多。而降水偏多又對(duì)大氣環(huán)流產(chǎn)生了反饋?zhàn)饔?。降水過程中釋放的潛熱使得西南地區(qū)大氣加熱，形成局部的熱源，該熱源導(dǎo)致大氣垂直上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)，低壓系統(tǒng)發(fā)展，吸引更多的暖濕氣流匯聚，進(jìn)一步加強(qiáng)了西南地區(qū)的降水。降水偏多還使得大氣濕度增大，大氣的穩(wěn)定性降低，對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，影響了周圍地區(qū)的大氣環(huán)流形勢(shì)。再如2013年秋季，西南地區(qū)降水偏少。大氣環(huán)流異常表現(xiàn)為西太平洋副熱帶高壓位置偏北，西南季風(fēng)偏弱，南支槽活動(dòng)較弱。西太平洋副熱帶高壓位置偏北使得西南地區(qū)受副高控制，盛行下沉氣流，水汽難以輸送到該地區(qū)；西南季風(fēng)偏弱導(dǎo)致水汽輸送量減少；南支槽活動(dòng)較弱則使得大氣垂直上升運(yùn)動(dòng)不明顯，這些大氣環(huán)流異常導(dǎo)致西南地區(qū)降水偏少。而降水偏少又對(duì)大氣環(huán)流產(chǎn)生了反饋?zhàn)饔谩＝邓偈沟么髿鉂穸冉档?，大氣的穩(wěn)定性增強(qiáng)，不利于對(duì)流活動(dòng)的發(fā)生，導(dǎo)致大氣環(huán)流更加穩(wěn)定，維持了副高的控制狀態(tài)，進(jìn)一步抑制了降水的形成。五、案例分析5.1典型降水偏多年份分析以2020年為例，該年份西南秋季降水顯著偏多，平均降水量較常年同期增加了約20%。通過對(duì)大氣環(huán)流、海溫等因素的深入分析，揭示其降水偏多的原因。在大氣環(huán)流方面，2020年秋季，西南季風(fēng)強(qiáng)度偏強(qiáng)。西南季風(fēng)指數(shù)較常年同期偏高約15%，其攜帶的來自印度洋的暖濕水汽明顯增多。從風(fēng)場(chǎng)和水汽通量場(chǎng)可以清晰地看到，西南季風(fēng)將大量水汽向北輸送到西南地區(qū)。西南季風(fēng)與北方冷空氣的相互作用也增強(qiáng)。冷空氣南下與西南季風(fēng)帶來的暖濕氣流在西南地區(qū)頻繁交匯，形成了強(qiáng)烈的鋒面活動(dòng)。在垂直方向上，鋒面附近的大氣垂直上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，水汽不斷冷卻凝結(jié)，形成深厚的云層，有利于產(chǎn)生較強(qiáng)的降水。在水平方向上，鋒面的移動(dòng)和維持使得降水區(qū)域擴(kuò)大，降水持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。西太平洋副熱帶高壓位置偏西。副高脊線位置比常年同期偏西約5個(gè)經(jīng)度，其西側(cè)的偏南氣流將更多來自太平洋和南海的水汽輸送到西南地區(qū)。這種水汽輸送的增強(qiáng)為降水提供了更充足的水汽條件。副高位置偏西還導(dǎo)致南支槽活動(dòng)加強(qiáng)。南支槽的強(qiáng)度和移動(dòng)路徑對(duì)西南地區(qū)的降水有重要影響。2020年秋季，南支槽活動(dòng)頻繁，槽前的西南氣流攜帶大量暖濕水汽，與北方冷空氣在西南地區(qū)交匯，形成了明顯的輻合區(qū)。在輻合區(qū)，大氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，水汽容易冷卻凝結(jié)成云致雨。從海溫異常角度來看，2020年秋季處于拉尼娜事件發(fā)展階段。拉尼娜事件導(dǎo)致赤道東太平洋海溫異常降低，沃克環(huán)流增強(qiáng)，大氣環(huán)流形勢(shì)改變。這種變化使得西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度有利于水汽向西南地區(qū)輸送。在拉尼娜事件的影響下，西太平洋副熱帶高壓位置偏西，其西側(cè)的偏南氣流將更多的水汽輸送到西南地區(qū)。拉尼娜事件還使得南支槽活動(dòng)增強(qiáng)，冷空氣與暖濕氣流在西南地區(qū)的交匯更加頻繁，為降水提供了有利條件。印度洋海溫也存在異常。2020年秋季，印度洋偶極子處于正位相，印度洋西部海溫偏高，東部海溫偏低。這種海溫異常分布激發(fā)了大氣環(huán)流的異常響應(yīng)，使得印度洋上空的水汽輸送發(fā)生改變，有利于水汽向西南地區(qū)輸送。正偶極子事件還影響了西太平洋副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度，間接增加了西南地區(qū)的降水。例如，印度洋正偶極子事件使得西太平洋副熱帶高壓位置偏西，其西側(cè)的偏南氣流加強(qiáng)，與來自印度洋的水汽共同作用，導(dǎo)致西南地區(qū)秋季降水增多。大氣環(huán)流和海溫異常的協(xié)同作用導(dǎo)致了2020年西南秋季降水偏多。西南季風(fēng)偏強(qiáng)和副高位置偏西為西南地區(qū)帶來了豐富的水汽，拉尼娜事件和印度洋正偶極子事件進(jìn)一步增強(qiáng)了水汽輸送和大氣環(huán)流的異常，使得冷空氣與暖濕氣流在西南地區(qū)頻繁交匯，形成了有利的降水條件。在這種協(xié)同作用下，西南地區(qū)秋季降水顯著偏多，部分地區(qū)出現(xiàn)了暴雨和洪澇災(zāi)害。5.2典型降水偏少年份分析選取2009年作為典型降水偏少年份進(jìn)行深入剖析。2009年西南秋季降水顯著偏少，平均降水量較常年同期減少了約25%，部分地區(qū)降水減少幅度甚至超過40%，給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)、農(nóng)業(yè)和水資源等方面帶來了嚴(yán)重影響。從大氣環(huán)流角度來看，2009年秋季，西南季風(fēng)強(qiáng)度明顯偏弱。西南季風(fēng)指數(shù)較常年同期偏低約20%，導(dǎo)致其攜帶的來自印度洋的暖濕水汽大幅減少。從風(fēng)場(chǎng)和水汽通量場(chǎng)可以看出，西南季風(fēng)的水汽輸送路徑減弱，無(wú)法為西南地區(qū)提供充足的水汽。西南季風(fēng)與北方冷空氣的相互作用也減弱。冷空氣南下與西南季風(fēng)帶來的暖濕氣流在西南地區(qū)的交匯機(jī)會(huì)減少，鋒面活動(dòng)不明顯。在垂直方向上，大氣垂直上升運(yùn)動(dòng)較弱，水汽難以冷卻凝結(jié)，不利于降水的形成。在水平方向上，由于缺乏鋒面的作用，降水區(qū)域難以擴(kuò)大，降水持續(xù)時(shí)間較短。西太平洋副熱帶高壓位置異常。2009年秋季，副高脊線位置比常年同期偏北約3個(gè)經(jīng)度，且強(qiáng)度偏強(qiáng)。副高位置偏北使得西南地區(qū)受副高控制的范圍增大，盛行下沉氣流，抑制了水汽的抬升和降水的形成。副高強(qiáng)度偏強(qiáng)導(dǎo)致其對(duì)周圍大氣環(huán)流的影響增強(qiáng)，使得水汽輸送路徑改變，西南地區(qū)難以獲得充足的水汽供應(yīng)。副高位置偏北還使得南支槽活動(dòng)受到抑制。南支槽強(qiáng)度減弱，移動(dòng)路徑偏南，槽前的西南氣流攜帶的暖濕水汽難以輸送到西南地區(qū)，與北方冷空氣的交匯也受到影響，進(jìn)一步減少了降水的可能性。在海溫異常方面，2009年秋季處于厄爾尼諾事件發(fā)展階段。厄爾尼諾事件導(dǎo)致赤道東太平洋海溫異常升高，沃克環(huán)流減弱，大氣環(huán)流形勢(shì)改變。這種變化使得西太平洋副熱帶高壓位置和強(qiáng)度不利于水汽向西南地區(qū)輸送。在厄爾尼諾事件的影響下，西太平洋副熱帶高壓位置偏北，其西側(cè)的偏南氣流無(wú)法有效地將水汽輸送到西南地區(qū)。厄爾尼諾事件還使得南支槽活動(dòng)減弱，冷空氣與暖濕氣流在西南地區(qū)的交匯減少，不利于降水的形成。印度洋海溫也存在異常。2009年秋季，印度洋偶極子處于負(fù)位相，印度洋西部海溫偏低，東部海溫偏高。這種海溫異常分布激發(fā)了大氣環(huán)流的異常響應(yīng)，使得印度洋上空的水汽輸送發(fā)生改變，不利于水汽向西南地區(qū)輸送。負(fù)偶極子事件還影響了西太平洋副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度，間接減少了西南地區(qū)的降水。例如，印度洋負(fù)偶極子事件使得西太平洋副熱帶高壓位置偏北，其西側(cè)的偏南氣流減弱，與來自印度洋的水汽輸送都減少，導(dǎo)致西南地區(qū)秋季降水減少。將2009年與降水偏多年份2020年進(jìn)行對(duì)比。在大氣環(huán)流方面，2009年西南季風(fēng)偏弱，西太平洋副熱帶高壓位置偏北且強(qiáng)度偏強(qiáng)，南支槽活動(dòng)受抑制；而2020年西南季風(fēng)偏強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓位置偏西，南支槽活動(dòng)頻繁。在海溫異常方面，2009年處于厄爾尼諾事件發(fā)展階段，印度洋偶極子為負(fù)位相；2020年處于拉尼娜事件發(fā)展階段，印度洋偶極子為正位相。這些差異導(dǎo)致了2009年和2020年西南秋季降水狀況的截然不