《Atmospheric Research》：Reversed variation of September and October rainfall over West China and its enhanced linkage to Arctic Sea ice in the Pacific sector since the early 1990s
编辑推荐：
•9月和10月中国西部秋季降雨区北部降水的主导模式表现出相反的变化趋势。•这种模式受到东亚急流（西太平洋亚热带高压）在9月至10月间经向（纬向）位移方向相反变化的支持。•自20世纪90年代初以来，太平洋区域8月的北极海冰与这一模式之间的关联增强。引言秋季，东亚夏季风系统向南撤退，
- •
9月和10月中国西部秋季降雨区北部降水的主导模式表现出相反的变化趋势。
- •
这种模式受到东亚急流（西太平洋亚热带高压）在9月至10月间经向（纬向）位移方向相反变化的支持。
- •
自20世纪90年代初以来，太平洋区域8月的北极海冰与这一模式之间的关联增强。
引言
秋季，东亚夏季风系统向南撤退，导致大气环流发生季节性变化，从而使得中国大部分地区的降水量减少。然而，中国西部（见图1a、b）经常受到称为“中国西部秋雨”（WCAR，Gao和Guo，1958）的持续降雨现象的影响。WCAR的特点是降雨持续时间较长且强度相对较弱，其总降水量仅次于夏季（Ding和Wang，2008）。由于WCAR时期与秋季农作物收获期重叠，长时间的阴雨天气通常会降低农业生产率并造成巨大的经济损失。潮湿的环境还利于细菌生长，对公共健康构成威胁。此外，中国西部的复杂地形增加了山体滑坡和泥石流的风险。因此，了解WCAR的变异性及其相关物理机制对于灾害预防和减轻具有重要意义。
先前的研究表明，自20世纪60年代以来，WCAR的频率和总量有所下降，同时降雨强度增加，持续时间缩短（Zhang等人，2019；Li等人，2025）。已经确定了多个影响WCAR年际变异的大尺度大气环流系统，包括东亚急流（EAJS）、西太平洋亚热带高压（WPSH）、印度-缅甸槽等地（Bai和Dong，2004；Wei等人，2018；Wang和Zhou，2019；Wang等人，2025）。除了大气环流外，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）也起着重要作用（Yu等人，2025；Wang等人，2015；Xu等人，2016；Zheng等人，2018）。此外，Zhou等人（2021b）发现，在北半球夏季，南印度洋和南太平洋海域海冰浓度（SIC）的增加可能通过来自高纬度的两个经向遥相关作用增强WCAR。在十年时间尺度上，由于北极涛动中心在北太平洋的变化，自20世纪80年代中期以来，其与WCAR变异性的联系有所加强（Zhou等人，2022）。WCAR变异性与4月份青藏高原积雪覆盖之间的关联也发生了显著变化，从无相关性变为2000年左右的显著相关性，这归因于积雪覆盖的年际变异性的增强（Wang等人，2025）。此外，Wei等人（2018）提出，北太平洋、中赤道太平洋和印度-太平洋暖池的海表面温度（SSTs）升高是20世纪80年代以后WCAR减少的原因之一。
尽管这些研究丰富了我们对WCAR变异性的认识，但它们大多将WCAR区域作为一个整体进行考虑。实际上，WCAR在空间和时间上表现出非均匀的变化（Dong等人，2021；Zhang和Fan，2026）。根据气候学的空间特征，WCAR区域可以分为南部和北部两个区域（Xu等人，2019；Zhou等人，2019b）。Zhi等人（2020）研究了1961至2016年间南部和北部区域的WCAR年际变化，发现这两个区域分别在1990年和2000年左右有突变点。在气候变暖的情景下，预计到21世纪末，北部地区的秋雨量将增加，而南部地区将减少（Zhou等人，2019a）。鉴于它们的不同行为，有必要分别探讨北部和南部地区WCAR的演变及其相关物理机制。
此外，在全球变暖的背景下，近几十年来北极海冰迅速融化（IPCC，2021）。在这种背景下，快速海冰损失的气候效应引起了广泛关注。迄今为止，已有许多研究探讨了北极海冰对东亚气候的远程影响（例如，Gao等人，2015；Chen和Wu，2018；Fan等人，2018；Mori等人，2019；Li等人，2020；Ding等人，2021；Sun等人，2022；Hu等人，2023；Yu等人，2024；Liu等人，2026）。例如，Han等人（2021）指出，3月至4月巴伦支海SIC的减少与中国东北部北部地区7月至8月降水量减少以及南部地区降水量增加有关。He等人（2018）进一步证明，6月巴伦支海SIC的减少会导致8月出现异常的三极降雨模式，表现为中国北部、中国南部和西太平洋亚热带地区的正异常，而中国中部、日本和韩国的负异常。Liu等人（2020）发现，卡拉海-拉普捷夫海秋季SIC的减少会导致次年夏季中国东部北部地区降水量增加，而中国中部东部地区降水量减少。然而，北极海冰是否以及如何调节WCAR的演变仍然不清楚，这是本研究的主要动机。
部分摘录
观测和再分析数据
本研究使用的数据集包括：1）CN05.1网格化的日降水量数据，分辨率为0.25°×0.25°，通过“异常方法”从中国2419个气象站插值获得（Wu和Gao，2013）；2）国家环境预报中心/国家大气研究中心（NCEP/NCAR）提供的月度大气再分析数据，水平分辨率为2.5°×2.5°（Kalnay等人，1996）；3）月度SIC数据，分辨率为1.0°×1.0°，
WCAR及其相关环流异常的月度演变
首先，我们对WCAR地区的9月至10月降水量进行EOF分析以提取主导模式。结果表明，第一主导模式占总方差的25.0%，并在30°N以北的WCAR区域表现出相位相反的变化（以下简称北部WCAR区域，见图1c、d）。根据North等人（1982）提出的标准，该模式与其他模式在统计上具有显著区分度。
自20世纪90年代初以来关联性的增强
图4a显示了8月SIC与PC1序列的回归关系。可以明显看出，正的PC1与太平洋区域的北极海冰异常增加有关。为了便于分析，我们定义了一个SIC指数（SICI，图4b中的绿色实线），即该区域（73°-84°N，125°E-140°W）的面积加权平均SIC，用于衡量太平洋区域的北极海冰变化。1961年至2023年间，PC1和SICI之间的相关性为0.33，具有显著意义。
结论与讨论
在本研究中，我们使用EOF方法研究了WCAR地区9月至10月降水的时空特征。结果表明，第一主导EEOF模式解释了总方差的25.0%，其特点是9月降水量与10月降水量在北部WCAR区域呈现相位相反的变化。
CRediT作者贡献声明
王俊宇：撰写——初稿，软件开发，数据调查，正式分析。周博涛：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，监督，资金获取，正式分析，概念构建。李华：撰写——初稿，监督，软件开发，正式分析。何胜平：撰写——审稿与编辑，数据调查，资金获取。
未引用的参考文献
Zhang和Rothrock，2003
致谢
本研究得到了以下机构的联合支持：中国国家重点研发计划（2023YFF0805704）、国家自然科学基金（42530608）、江苏省研究生研究与实践创新计划（KYCX25_1570）以及挪威高等教育和技能局（UTF-2024/10003）。
王俊宇|周博涛|李华|何胜平
