中南半島春季土壤濕度對南海及其周邊地區(qū)夏季降水的影響*

游家興，李江南，趙楊潔，毛江玉

（1.中山大學大氣科學學院∥廣東省氣候變化與自然災害研究重點實驗室，廣東廣州510275；2.中國三峽建設管理有限公司，四川成都610041；3.中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數(shù)值模擬國家重點實驗室，北京100029）

陸面過程包含地表反照率、土壤溫度、土壤濕度等影響因子。陸面過程的變化會引起地面反照率的變化，導致輻射平衡調(diào)整，最后使得氣候發(fā)生變化[1-2]。土壤濕度是陸面過程的一個重要變量。Delworth＆Manabe[3]在1988年提出 SM（Soil Moisture Memory）的概念，認為土壤濕度在時間尺度上有一定的持續(xù)性，SM的記憶性會對降水的時間尺度產(chǎn)生作用[4]。土壤濕度的異?？梢猿掷m(xù)足夠長的時間從不同時間尺度上（不管是季節(jié)性還是年際變化上）來改變大氣環(huán)流[5]。

亞洲夏季風可能會受到春季亞歐大陸雪蓋的影響，把亞洲夏季風和土壤濕度相關(guān)的雪蓋聯(lián)系到一起[6]；南亞地區(qū)土壤濕度和降水之間存在正反饋的關(guān)系[7]。Yang＆Lau[8]運用 GLA GCM模式研究熱帶海溫和陸面過程的相互作用會影響亞洲副熱帶地區(qū)的冬春季節(jié)西風急流變化；參與全球陸-氣耦合實驗的12個耦合大氣環(huán)流模式得到的結(jié)果已經(jīng)被用來分析季節(jié)內(nèi)土壤濕度和大氣之間的相互關(guān)系[9-10]；土壤濕度對夏季降水的作用和SST作用一樣甚至更大[11]。這些地區(qū)大部分位于干旱和濕潤的轉(zhuǎn)換區(qū)；他們在研究中強調(diào)了蒸發(fā)的重要性。蒸發(fā)過程在很大程度上影響著降水的變化，是陸面過程影響大氣的重要過程[12-13]。

中南半島與南海的緯向溫度梯度能夠?qū)Υ蟪叨冉?jīng)向溫度梯度影響夏季風產(chǎn)生修正作用[14-15]。中南半島與南海之間的熱力差異是疊加在大尺度海陸熱力差異背景之上的一種附加熱力作用，對南海季風的爆發(fā)起著促發(fā)作用[16-17]。中南半島與南海熱力差異的存在和中南半島陸面過程存在這樣一種關(guān)系：土壤濕度和降水的干異常致使中南半島與南海低層溫差減小，季風爆發(fā)后的強度減弱[18-19]。中南半島與南海的近地面溫度差異在5月正負轉(zhuǎn)換是南亞夏季風爆發(fā)的必要條件[20]。

以上研究表明了土壤濕度在陸氣作用過程中的重要性，中南半島的陸面過程對南海季風有明顯的影響，但是中南半島的土壤濕度對南海及周邊地區(qū)降水有什么影響還缺少研究。本文首先分析南海及周邊地區(qū)夏季降水與中南半島春季土壤濕度的關(guān)系，然后通過分析春季土壤濕度異常年大氣環(huán)流和地表性質(zhì)以及陸-氣能量之間的轉(zhuǎn)換差異，進一步探討春季土壤濕度影響夏季降水的機制。

1 資料和方法

本文使用的土壤濕度資料來自歐洲中心的ERA-Interim再分析資料，分辨率為1°×1°；降水資料來自全球降水氣候計劃（GPCP-v2.2），該資料結(jié)合了衛(wèi)星資料、探空資料和地面觀測站的降水資料，分辨率為2.5°×2.5°；NCEP/NCAR的第二代再分析月平均資料，時間長度都是1979-2014年。

在相關(guān)分析時，相關(guān)系數(shù)的矢量場被用來分析風場和近地面溫度的相關(guān)，相關(guān)系數(shù)矢量場的定義如下：

其中，Ru＆t是u風和某個時間序列的相關(guān)系數(shù)場；Rv＆t是v風和某個時間序列的相關(guān)系數(shù)場；i、j是經(jīng)向和緯向上的單位矢量。

2 土壤濕度與夏季降水的相關(guān)性

選取1979-2014年中南半島春季（3-5月）的0.1 m深度層的土壤濕度為左場和包含南海周邊地區(qū)的區(qū)域的夏季（6-8月）降水為右場作SVD分析（圖1），第一模態(tài)占所有方差貢獻的56%。中南半島大部分區(qū)域的春季土壤濕度和南海及其周邊地區(qū)的夏季降水有顯著相關(guān)性，當中南半島春季土壤濕度達到正異常時，熱帶東印度洋（EIO）夏季的降水表現(xiàn)為負異常，降水偏少，熱帶西太平洋（WP）夏季的降水出現(xiàn)正異常，降水偏多；反之一樣。

選取中南半島區(qū)域（10°～20°N，95°～110°E，ICP）作為影響南海及其周邊地區(qū)夏季降水的關(guān)鍵區(qū)。相關(guān)系數(shù)的分布形態(tài)（圖2）與圖1相似，在EIO地區(qū)呈現(xiàn)負相關(guān)，在WP地區(qū)呈現(xiàn)出正相關(guān)。ICP區(qū)域春季0.1 m深度層的土壤濕度對EIO和WP區(qū)域夏季降水有顯著影響。

分別選取0.1，1，2 m深度層的土壤濕度分別代表陸地表層，中層和根區(qū)的土壤濕度，3層土壤濕度的時間變化趨勢基本相同（圖略），相關(guān)系數(shù)達到0.94以上，因此，本文都是用0.1 m深度層土壤濕度。

3 土壤濕度異常年的降水和環(huán)流特征

挑選春季土壤濕度標準化后絕對值大于1的年份來做合成分析（圖3a）。大于1的高土壤濕度年（HSM） 有：1985，1989，1999，2000，2001，2008和2011年，共7 a；而小于-1的低土壤濕度年（LSM）有：1983，1992，1995，1998，2005和2010年，共6 a。圖3b是夏季土壤濕度標準化時間序列，從春、夏季對比來看，HSM年份在夏季的土壤濕度為正距平，LSM年份在夏季的土壤濕度為負距平，春、夏土壤濕度序列的正相關(guān)性達到了0.52，顯著相關(guān)。由此可以推斷，土壤濕度異常從春季到夏季有一定的持續(xù)性，這為春季土壤濕度影響后續(xù)大氣環(huán)流提供了一定的證據(jù)。

圖1 0.1 m深度層土壤濕度和降水SVD分析第一模態(tài)異性相關(guān)系數(shù)，填色區(qū)表示異性相關(guān)性超過0.1的顯著性水平Fig.1 The first model correlation coefficient of the SVD analysis on soil moisture at 0.1 m depth layer and precipitation.The colored region represents the significance level of heterosexual correlation above 0.1

在HSM年（圖4a），WP區(qū)域的夏季降水大部分地區(qū)表現(xiàn)為正異常，小部分地區(qū)出現(xiàn)微弱的負異常，在EIO區(qū)域，大部分地區(qū)夏季降水是負異常，只有小部分微弱的正異常伸展到該區(qū)域。在LSM年（圖4b），WP區(qū)域的夏季降水表現(xiàn)為負異常，但EIO區(qū)域是明顯的正異常。這說明，當中南半島區(qū)域春季土壤表現(xiàn)得更濕潤時，東印度洋的夏季降水偏少，西太平洋的夏季降水豐沛；反之亦然。

圖2 中南半島0.1 m深度土壤濕度的區(qū)域平均和降水的相關(guān)系數(shù)，陰影部分表示通過0.1的顯著性水平檢驗Fig.2 The distribution of the correlation coefficient between regional averaged soil moisture at 0.1 m depth layer over Indo-China Peninsula and precipitation field.Shadowed region represents that the correlation passed 0.1 significance level

圖3 ICP區(qū)域平均的土壤濕度標準化序列Fig.3 Standardized time series of regional averaged soil moisture over ICP

圖4 HSM和LSM年的夏季降水距平場，陰影部分為通過0.05顯著性檢驗區(qū)域（單位：mm/d）Fig.4 Summer precipitation anomalies on HSH and LSM years Shadowed region indicates that the area passed 0.05 significance level

夏季500 hPa的位勢高度場上來看，LSM年（圖5b，d）的588線一直延伸到南海北部，控制范圍很大，副熱帶高壓對LSM年WP的夏季降水起到抑制作用；而HSM年（圖5a，c）的588線相對于LSM年向東撤退了15個經(jīng)度，向北收縮了10個緯度，控制面積減小，這樣副熱帶高壓對西太平洋的季風期的降水影響不大。在HSM年850 hPa上（圖5c），距平氣旋性環(huán)流出現(xiàn)在中國東部沿岸，有利于該地區(qū)降水的產(chǎn)生；在西太平洋的赤道附近地區(qū)，有異常偏西風和偏東南風的輻合，是降水可能發(fā)生的條件。而對于東印度洋靠近赤道地區(qū)西南風異常，且局部區(qū)域存在正的水平切變，說明該區(qū)域風場大范圍表現(xiàn)為輻散，不利于降水的產(chǎn)生。在200 hPa上（圖5a），反氣旋距平風場仍然出現(xiàn)在中國東部沿岸。而在西太平洋赤道地區(qū)則有一個輻散的異常，這樣在該地區(qū)低層輻合、高層輻散，對流活躍，也有利于降水的發(fā)生。對于LSM年，低層的中國東部洋面表現(xiàn)為一個大尺度的反氣旋性異常（圖5d），并且和588線覆蓋的區(qū)域重合，整個區(qū)域被高壓異常控制，高層表現(xiàn)為氣旋式異常（圖5b），容易產(chǎn)生下沉運動，不利于水汽向上輸送。而在850 hPa西太平洋赤道附近地區(qū)被東風異?？刂疲瑬|風異常一直西伸到東印度洋，與來自孟加拉灣的西北風異常相遇，在東印度洋赤道地區(qū)產(chǎn)生輻合，在200 hPa高層風場輻散，有利于上升運動發(fā)展，產(chǎn)生降水。

圖5 HSM年和LSM年的距平風場（箭頭，單位：m/s）和500 hPa位勢高度場（等值線，單位：gpm）Fig.5 Wind velocity anomalies（unit：m/s）and geopotential height at 500 hPa（Contour line indicates，unit：gpm）in HSM and LSM years

此外，在HSM年，東南亞地區(qū)高層東北風異常，低層偏西風異常，季風加強；而在LSM年，高層是較大的西南風異常，低層是偏東風異常，季風減弱。

4 土壤濕度影響夏季降水的物理過程

地表的熱力條件能夠通過影響夏季風的的發(fā)展從而作用到降水[21]。中南半島陸面過程的不同狀態(tài)通過中南半島與南海地區(qū)的溫度梯度對南海夏季風造成影響[22]。地表溫度和土壤濕度在年際變化的趨勢上位相幾乎都是相反的（圖6），相關(guān)系數(shù)有-0.65，通過99%的顯著性檢驗。而地表溫度和地面輻射、蒸發(fā)有關(guān)，陸面過程能夠通過輻射來影響大氣狀態(tài)。也有研究指出土壤濕度的變化對地表能量通量有顯著的影響[19]。因而土壤濕度作為陸面過程的主要參數(shù)，它的變化可以影響陸-氣之間能量和水文上的交換。

從圖6看出，5月地表溫度和整個春季地表溫度很相似，5月又是南海夏季風爆發(fā)的關(guān)鍵時期，因此，5月既能承接春季土壤濕度的作用，同時又能在后期影響夏季降水，是研究春季土壤濕度影響夏季降水物理過程的關(guān)鍵期。

4.1 地表輻射

地表的長波與短波輻射是陸-氣能量交換的主要過程。圖7是5月份長波輻射和短波輻射分別在HSM年與LSM年的差值，長波輻射差值在中南半島北部地區(qū)為負值中心（圖7a），與土壤濕度的顯著負相關(guān)完全覆蓋了中南半島及其周邊區(qū)域，中南半島的土壤濕度對局地的長波輻射有明顯影響。短波輻射在中南半島的差值分布也表現(xiàn)出了類似長波輻射的差值場分布（圖7b），中心位于中南半島；而中南半島附近是負值區(qū)，但是負值中心強度不大，同時與土壤濕度的顯著負相關(guān)只是在中南半島西部和北部地區(qū)。

5月份長波輻射和短波輻射在年際變化上與春季土壤濕度存在反相位的關(guān)系（圖8），長波輻射和短波輻射分別與春季土壤濕度的相關(guān)性都在0.4以上，這與圖7一致。也就是說，在春季土壤濕度的正（負）異常年，后續(xù)時間的長波輻射和短波輻射都會表現(xiàn)為負（正）異常。長波輻射和短波輻射的這種響應與Delworth等[23]的研究相符，原因在于地表的反照率和表層土壤水容量成反比，更濕（干）的土壤將會減小土壤反照率，從而吸收更多的短波輻射[24]。

圖8 ICP區(qū)域5月份向上長波輻射、向上短波輻射和春季土壤濕度的標準化序列Fig.8 Standardized time series of upward longwave radiation，upward shortwave radiation and spring soil moisture in May over ICP

4.2 感熱通量和潛熱通量

5月份潛熱通量的零等值線包圍中南半島東南部地區(qū)（圖9a），西北部則表現(xiàn)為正值中心，此處的潛熱通量與春季土壤濕度的相關(guān)性也是正值，并且和相關(guān)系數(shù)通過90%顯著性檢驗的區(qū)域基本重合，對比圖1，通過顯著性檢驗的中南半島西北部地區(qū)也對應感熱潛熱變化最明顯的區(qū)域。感熱通量在中南半島的分布（圖9b）與潛熱通量類似，但數(shù)值相反，西北部是負值中心，中心強度也更大，負相關(guān)的顯著區(qū)域也基本和負值中心重合?？梢?，當中南半島春季土壤濕度表現(xiàn)為正（負）異常時，該區(qū)域大部分地區(qū)5月份的潛熱通量表現(xiàn)是弱的正（負）異常，而感熱通量則表現(xiàn)為較強的負（正）異常，能量在陸-氣之間的傳遞的年際變化更多地依靠感熱的作用。

有研究指出南海北部的對流會因為孟加拉灣季風爆發(fā)期間其上的對流活動而加強，因此南海北部的凝結(jié)潛熱釋放會在孟加拉季風爆發(fā)期間增加，對南海季風的爆發(fā)產(chǎn)生影響[19-20]。對流活動的加強還意味著降水的增多，土壤濕度的加大，因此，雖然土壤濕度變化不能作為春末的潛熱通量變化的主要因子，但是春季的土壤濕度可能與整個春季的潛熱通量有很好的相關(guān)性。潛熱通量差值場的一個中心同樣位于ICP區(qū)域的西北部（圖10），和春末潛熱通量不同的是，春季潛熱通量的差值場在ICP區(qū)域不存在0等值線，而完全被正值所主導。同時，春季土壤濕度場和春季的潛熱通量場區(qū)域平均的標準化序列的相關(guān)性達到0.54，通過了99%的顯著性檢驗。由此可知，ICP區(qū)域潛熱通量的釋放可能和土壤濕度的變化具有同步性，并不是土壤濕度對后續(xù)潛熱通量變化有主導作用。

圖9 HSM與LSM年5月份差值，（a）潛熱通量；（b）感熱通量，陰影部分表示差值與春季SM相關(guān)性超過0.1的顯著性水平Fig.9 Differences of the latent heat flux（a）and sensitive heat flux（b）in May between HSM and LSM years（unit：W/m2）.Shadowed region represents the correlation between the variable and spring SM passed the 0.1 significance level

圖10 HSM年和LSM年春季潛熱通量的差值（單位：W/m2），陰影部分表示差值與春季SM相關(guān)性超過0.1的顯著性水平Fig.10 The difference on the latent heat flux between HSM and LSM years（unit：W/m2）.The shadowed region represents the correlation between latent heat flux and spring SM passed 0.1 significant level

4.3 溫濕場

土壤濕度可以通過蒸發(fā)作用來影響大氣狀態(tài)[25]，而蒸發(fā)作用也會影響近地面的大氣相對濕度大小。5月份大氣的近地面相對濕度在ICP區(qū)域的差值場表現(xiàn)為正值（圖11），正值中心位置偏西北。聯(lián)系土壤濕度的相關(guān)性分布可以得到，局地的近地面相對濕度對春季土壤濕度的變化有正響應，偏多的春季土壤濕度會帶來更多的地面蒸發(fā)。

圖11 HSM與LSM年5月差值相對濕度和地表氣溫，陰影部分表示差值與SM相關(guān)性超過0.1的顯著性水平Fig.11 The differences on the relative humidity and surface temperature in May between HSM and LSM years.The shadowed region represents the correlation between the variable and spring SM passed 0.1 significant level

以上考慮了陸-氣之間能量的轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)在大氣上的結(jié)果就是近地面溫度的變化，氣溫的變化是春季土壤濕度對大氣作用最直觀的體現(xiàn)。對于近地面氣溫（圖11b）在HSM年和LSM年的差值場，整個中南半島被負的差值所覆蓋，差值中心位置同樣在中南半島西北部地區(qū)，并且中南半島也屬于通過顯著性檢驗的負相關(guān)區(qū)域，局地近地面氣溫和土壤濕度的相關(guān)系數(shù)有-0.73。

綜上所述，ICP區(qū)域春季土壤濕度異常會帶來兩方面影響：一方面，ICP區(qū)域的春季土壤濕度的正異常會導致春末局地的太陽反照率減少，吸收更多的短波輻射，向上短波輻射相應減小，能量由陸地向大氣轉(zhuǎn)移減少；另一方面，地面水汽含量的上升導致蒸發(fā)增多。因而春末近地面大氣的溫度會有相應的降低，同時向上長波輻射和感熱通量都減小；反之亦然。

5 土壤濕度異常對南海夏季風的影響

中南半島區(qū)域和南海之間的低層溫差異常會影響南海夏季風的活動[18-19]。為判斷季風強度和溫差之間的關(guān)系，選取張慶云等定義的東亞夏季風指數(shù)[26]與中南半島區(qū)域和5月份南海的區(qū)域平均溫差做相關(guān)性分析，其中南海區(qū)域選取的范圍是（10°～20°N，110°～120°E），得到如圖12所示的東亞夏季風指數(shù)和溫差的標準時間序列，兩者的相關(guān)系數(shù)為-0.47，通過了99%顯著性檢驗。在5月份溫差較大時，東亞夏季風會表現(xiàn)得較弱。5月份溫差和土壤濕度的相關(guān)性達到-0.44，通過99%顯著性檢驗。溫差與土壤濕度的這種負相關(guān)性在圖11b中也能分析得到：中南半島是近地面溫度HSM年和LSM年的差值中心，而南海區(qū)域雖然有同樣的負相關(guān)，但在絕對值上較小，說明局地近地面氣溫對土壤濕度的負反饋更強，當土壤濕度增大時，中南半島的近地面溫度的下降上升幅度比南海區(qū)域要大一些，兩地的溫差相應會偏?。环粗粯?。

圖12 土壤濕度區(qū)域平均、東亞夏季風指數(shù)以及5月份中南半島與南海區(qū)域的近地面區(qū)域平均氣溫差的標準化序列Fig.12 The standardized time series of regional average soil moisture，summer monsoon index in East Asia，and the difference of regional average surface temperature over the South China Sea

既然近地面氣溫和季風指數(shù)有很好的相關(guān)性，那也會對環(huán)流產(chǎn)生影響。在HSM年，位勢高度在南海及其周邊地區(qū)的大范圍內(nèi)的位勢高度都要比LSM年的位勢高度小（圖13a），特別是在中國東南部海域，是差值場的低值中心，說明在HSM年該區(qū)域的氣旋性活動要比LSM年更加活躍。位勢高度相關(guān)場在南海及周邊地區(qū)大范圍表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性（圖13b），特別在10°～30°N的條狀區(qū)域內(nèi)。

圖13（a）HSM與LSM年夏季850 hPa位勢高度差值；（b）近地面氣溫與夏季850 hPa位勢高度（等值線，陰影區(qū)域表示顯著性水平超過0.01）和風場的相關(guān)場（箭頭，只顯示超過0.1顯著性水平）Fig.13（a）The differences on Geopotential height difference at 850 hPa between HSM and LSM years；（b）correlation fields of near surface temperature with geopotential height at 850 hPa in summer（contour line，shadowed region represents significance level above 0.01）and wind velocity at 850 hPa（vector，only showing vectors passed 0.1 significance level）

正值中心位置在（25°N，150°E）附近，與圖13a的差值場負值中心位置較吻合?？梢姶杭就寥罎穸?、春末近地面溫度和夏季位勢高度三者是一致的。根據(jù)公式1計算，圖13b中在經(jīng)向上，正相關(guān)是東風；在緯向上，正相關(guān)是南風。通過顯著性檢驗的相關(guān)性矢量同樣位于10°～30°N緯度范圍內(nèi)，整體上表現(xiàn)為反氣旋式的相關(guān)性矢量場，前面分析指出春季土壤濕度和溫度有非常好的負相關(guān)，這就會造成低緯30°N附近降水在HSM年和LSM年的差異；10°～20°N之間的矢量有明顯的統(tǒng)一性，這說明該區(qū)域風帶受近地面氣溫的影響很大，土壤濕度的異常很大程度上會決定該區(qū)域內(nèi)的風場方向。該區(qū)域的850 hPa水平風場對高低濕度年的敏感性較高，決定了輻合異常的位置：HSM年的東風異常弱，西風異常強，輻合偏東；LSM年則東風異常強，輻合偏西到達東印度洋。這樣就造成了赤道附近降水的差異。另外，東風帶覆蓋了ICP區(qū)域，說明當ICP局地氣溫因土壤濕度降低而升高時，局地的低空風會有阻礙季風發(fā)展的東風異常，從而削弱西南季風，考慮圖12中ICP區(qū)域和南海區(qū)域溫差與東亞夏季風的負相關(guān)性，ICP和南海之間的溫度梯度在土壤濕度降低的情況下表現(xiàn)正異常，從而低層的海風異常加強，同樣不利于西南季風的爆發(fā)與發(fā)展。

綜合已有的對南海夏季風爆發(fā)指數(shù)的研究方法[27-28]，對比以上3個指數(shù)得到的爆發(fā)優(yōu)勢侯序列，同一年中挑選出現(xiàn)頻率高的爆發(fā)侯形成的序列為爆發(fā)優(yōu)勢侯序列。從圖14中能夠看出，HSM年對應的南海夏季風爆發(fā)時間分別為30侯、28侯、24侯、26侯、26侯、25侯、29侯，平均爆發(fā)時間是26.8侯，早于氣候平均的爆發(fā)時間28侯；而LSM年對應的爆發(fā)時間為29侯、30侯、27侯、28侯、29侯、29侯，平均爆發(fā)時間為28.7侯，晚于氣候平均爆發(fā)時間。此外將爆發(fā)時間和春季SM做相關(guān)分析得到兩者的相關(guān)性系數(shù)達到-0.34，通過95%的顯著性檢驗。李青等 研究表明，ICP和SCS的熱力差異由正轉(zhuǎn)負是南海夏季風爆發(fā)的一個必要條件，在HSM年，ICP近地面溫度減小，ICP和SCS熱力差異更容易從正變?yōu)樨?；在LSM年，ICP近地面溫度偏高，不利于兩者熱力差異符號由正轉(zhuǎn)為負。因此，受熱力差異的影響，在HSM年南海夏季風爆發(fā)偏早，而在LSM年，南海夏季風爆發(fā)偏晚。

圖14 南海夏季風爆發(fā)優(yōu)勢侯Fig.14 The outbreaking superiority pentad of the South China Sea summer monsoon

6 結(jié) 論

本文通過SVD分析和相關(guān)性分析的方法，得到ICP區(qū)域春季土壤濕度異常影響南海及其周邊地區(qū)夏季降水的模態(tài)：當春季土壤濕度表現(xiàn)為正異常時，西太平洋近南海地區(qū)降水較正常年偏多，東印度洋近南海地區(qū)則降水偏少，偏少的程度不大；相反地，偏干的土壤濕度給西太平洋帶來了夏季降水的減少，降水減少的區(qū)域縮小，東印度洋夏季降水增加，而且比氣候態(tài)降水偏離的幅度更大，范圍比偏濕年更廣，延伸到西太平洋區(qū)域。針對這種正負偶極子的降水模態(tài)，將土壤濕度典型的干濕年挑選出來分為HSM（干）共7 a和LSM（濕）共6 a，合成分析表明，環(huán)流場的配置是夏季降水這種偶極子模態(tài)產(chǎn)生的直接原因。

ICP區(qū)域春季的土壤濕度正異常對后續(xù)春末局地的近地面溫度有降低作用，主要的過程有：濕潤的地面蒸發(fā)更加活躍，近地面水汽增加，地面到大氣的潛熱通量增加；偏多的土壤濕度使得地表的反照率減小，對太陽短波輻射的吸收更加強烈，向上的短波輻射相應減少。最后造成近地面溫度降低，感熱通量和長波輻射減少。在土壤濕度負異常年，作用相反。

五月份是南海夏季風爆發(fā)的關(guān)鍵時期，在這個時期內(nèi)，副熱帶高壓控制在南海地區(qū)。春末ICP區(qū)域近地面溫度在對大氣環(huán)流的影響中扮演著重要角色，土壤濕度正異常時，春末低層氣溫偏低，ICP區(qū)域和南海區(qū)域之間的低層溫度差異表現(xiàn)為負異常，有利于西南風跨過ICP進入南海區(qū)域形成南海季風，這樣的西南季風偏強，副熱帶高壓東退，西南風攜帶豐沛的水汽在中國的東南洋面形成降水。在西太平樣赤道附近也會與高壓邊緣的東風相遇，形成上升氣流，降水也增多。水汽的這種向東輸送能解釋ICP區(qū)域的土壤濕度和局地潛熱正相關(guān)關(guān)系不是很好的原因：增多的水汽會被輸送走，潛熱的增加就不會很明顯。而當春季ICP土壤濕度偏低導致局地的低層氣溫偏高時，海陸的溫差出現(xiàn)正異常，不利于西南風進入南海區(qū)域，會在東印度洋附近滯留更長時間，容易造成該地區(qū)更長時間的降水，降水偏多；而副熱帶高壓控制著西太平洋的大部分區(qū)域，降水減少。

在春季土壤濕度偏高的情況下，近地面溫度偏低，ICP和SCS海陸熱力差異減小，有利于季風加強，同時南海夏季風爆發(fā)偏早，有利于東印度洋的水汽提前輸送到西太平洋，從而導致東印度洋的夏季降水偏少，西太平洋的夏季降水偏多；反之一樣。

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