南支槽也称副热带南支西风槽，是影响中国尤其是中国西南部地区降水的重要天气系统，其形成和准定常的活动特征与青藏高原的动力作用和热力作用息息相关(Yin，1949；Yeh，1950；叶笃正和顾正潮，1955；吴国雄，2004；索渺清，2008)，青藏高原在动力作用下使中纬度的对流层中低层西风气流发生绕流和爬坡:Ding(1992)对青藏高原冬夏季的动力作用比较指出，夏季青藏高原对西风的动力作用以绕流为主，而冬季绕流和爬流的作用都很重要；梁潇云等(2005)利用全球大气环流谱模式研究了青藏高原大地形对春、夏亚洲大气环流的影响后证实，春季青藏高原大地形对低层西风的阻挡引起了绕流，对北支气流的绕流作用加强了北方冷空气的南下；同时，作为一个弱热源，它的热力作用加强了南支西风气流；秦剑等(1997)将南支槽的来源分为五类:(1)地中海到北非的副热带西风槽，沿副热带急流东移过来；(2)上游地中海到北非的槽脊发展，引起下游70°E-90°E附近小槽发展；(3)中纬度西风槽向南发展，在副热带西风带70°E附近诱生出一个小扰动，随后由于中纬度西风槽沿青藏高原北侧较快东移，小扰动槽在高原南部移速较慢，从而发展形成一个独立的南支槽；(4)对流层上层从北非以来或阿拉伯海附近产生的位置偏南(15°N-25°N)的副热带西风槽；(5)西风大槽东移受青藏高原地形阻挡分成南北两支，南支绕高原南侧东移。由于南支槽位于青藏高原南侧、孟加拉湾地区北部，其槽前西南气流易将孟加拉湾地区水汽向中国大陆地区输送，对冬半年受西风带干燥气流所控制的中国大陆地区尤其是中国西南地区而言，南支槽是产生降水和对流天气的主要天气系统(秦剑等，1997；李艳春等，2011；许美玲等，2011；段旭等，2012；林志强等，2014)。以往对南支槽的研究多着眼于天气个例分析(张腾飞等，2006)，或利用南支槽区域的气压、高度场资料定义的南支槽活动指数以分析月尺度降水的气候分析(晏红明等，2005；张永莉等，2014)，利用逐日南支槽活动系统地分析南支槽对降水影响的研究较少，这可能是由于没有南支槽的逐日活动资料而造成的难题。最近，林志强(2015)利用客观分析方法从再分析资料得到逐日南支槽活动，为分析南支槽对降水的影响提供了可能。本文采用1981-2013年间的逐日南支槽资料分析了南支槽对中国大陆地区降水的影响，为冬、春季南支槽影响下的降水预报分析提供参考。

全国降水资料来自中国气象科学数据共享服务网(http://cdc.nmic.cn)中国地面气候资料日值数据集，以11月至翌年4月为冬半年；降水数据为1981-2013年756个气象站(图 1)共33年逐日降水数据。

图 1(Figure 1)

图 1 南支槽区（方框）和中国大陆气象站（圆点）分布 Figure 1 Region of interest(rectangle)of Southern Branch Trough(SBT)and observatory distribution of China Mainland(points)

由于不同气象站降水差异很大，为消除降水的空间差异特征，这里采用降水距平百分率S:

式中:R_j为第j日降水量；R为日平均降水量。

为判断南支槽活动和定位南支槽的位置，采用Herrera et al(2001)提出的槽识别方法，林志强(2015)采用该方法分析了1953-2012年南支槽的活动特征，但未分析南支槽对中国区域降水的影响，本文采用林志强(2015)的方法 对1981-2013年共33年70°E-100°E，17.5°N-27.5°N范围(图 1方框)的南支槽进行分析，得到逐日的南支槽位置，以分析南支槽对中国大陆地区冬半年降水的影响，由于本文主要分析南支槽对中国降水影响，南支槽的客观识别方法在Herrera et al(2001)和林志强(2015)的文献中有详细介绍，这里不再赘述。

通过中国大陆地区南支槽活动日平均降水距平百分率(图 2)可以看出，冬半年南支槽对降水影响最显著的区域为青藏高原(除西藏东南部地区外)和云南地区，尤其是西藏西部地区、青海西南部地区和云南西部地区，南支槽活动日的降水比冬半年平均降水显著增加。对中国华南地区、东北地区和新疆地区，南支槽活动日较冬半年平均降水减少。冬半年逐月的降水距平百分率合成结果与冬半年的合成结果相似，但在空间分布上稍有差异。11月西藏西南部最强，达200%以上，以其为中心的正距平区包括西藏西部、中部地区和青海南部地区，次高中心为云南西北部地区，在新疆西部地区和东北地区北部也有少数地区为正距平区；其他地区正常或偏少。12月整个青藏高原、云南省和甘肃中部、宁夏、内蒙西南部地区为连续的正距平区。1月中国西南地区为正距平区，其中青藏高原和云南西部地区距平达到100%以上；东北地区为较弱正距平区。2月西藏西部和中部地区，青海南部地区和云南为正距平区，长江中游部分地区、新疆北部为较弱的正距平区。3月青藏高原、云南西部和新疆南部、黄河中上游地区和东北北部地区为正距平区。4月正距平的区域有所减小，包括西藏西部、青海南部、云南南部和新疆北部地区为正距平区，除西藏西北部地区的正距平达100%以上外，其他地区均不足80%。南支槽活动日的降水增幅冬季(11月至翌年1月)较春季更强，南支槽对青藏高原和云南的降水增幅影响最为显著。值得指出的是，李强(2011)指出青藏高原南支绕流强度与华南地区降水为显著正相关，但南支槽指数(采用索渺清(2008)的定义)与华南地区降水为弱的负相关；本文的结果则表明南支槽影响下华南地区降水偏少，这一方面说明南支槽虽与青藏高原的南支绕流有关(秦剑等，1997)，但两者并不完全一致；另一方面可能是由于采用气候指数分析方法与本文的天气学方法具有一定的差异。从大气波动的角度来看，如果南支槽是副热带西风带上波动的波谷，那么华南地区正好位于波动波脊前的西北气流上，那么当按南支槽活跃时，意味着华南地区被干冷西北气流控制，因此南支槽日的华南地区降水为负距平，另外从林志强(2015)对南支槽位于不同位置的平均水汽输送特征分析看，南支槽位置不同，华南地区水汽输送异常不同，因此对所有南支槽分析时，两者的负相关不太显著。

图 2(Figure 2)

图 2 1981-2013 年中国大陆地区南支槽活动日平均降水距平百分率（单位:%） Figure 2 Percentage of percipitation anomaly of Southern Branch Trough activity days from 1981 to 2013. Unit:%. (a)Wintertime,(b)~(g)from November to April of next year

为了进一步考察南支槽对中国大陆地区降水的影响，对资料日数>1000天的气象站，计算该气象站冬半年日降水最大的50天(Top50)，计算Top50中南支槽活动日的比率γ；该站点所有的资料日数中，南支槽活动的日数比率(气候概率)为η，计算γ’= γ/η×100%(图 3a)。灰色部分给出γ’>120%的部分，可见南支槽影响最大的区域主要集中在青藏高原和云南省两个不连续的区域。其中青藏高原区域最大值区在西藏西南部地区，云南最大值区在云南西部地区，这与天气预报的时间是一致的，以往的分析(秦剑等，1997；段旭等，2012；林志强等，2014；索渺清和丁一汇，2014)指出，南支槽的降水影响区域与南支槽的位置密切相关，因此这里分别给出图 3a中南支槽对强降水影响最显著的青藏高原和云南站点(150%以上)的Top50降水日南支槽位置异常分布。当南支槽影响降水主要为青藏高原区域(图 3b)，南支槽更多地位于80°E附近，而75°E以西和85°E以东的南支槽活动偏少。当南支槽位于80°E附近时，南支气旋式水汽输送异常位于印度中北部地区，西藏西部地区处于偏南水汽输送异常区，西藏东部地区和云南西北部地区处于西南水汽输送异常区，青藏高原位于南支槽前西南水汽输送带上，高原上具有形成较强的降水的有利水汽条件。当南支槽产生强降水主要为云南区域时，南支槽主要活动区域在90°E以东，此时副热带的气旋式涡旋中心位于孟加拉湾北部，最大异常水汽输送带自孟加拉湾东南部经中南半岛延伸至云南地区，南支槽位于云南西南部地区，槽前西南气流不仅为云南带来丰沛的水汽输送，而且其槽前正涡度气流和垂直上升运动大大加强了云南地区的降水强度。

图 3(Figure 3)

图 3 中国大陆站点Top50降水南支槽日比率/南支槽日气候概率的空间分布(a,单位:%), 青藏高原(b)､云南(c)站点Top50 降水日的南支槽异常分布 （a）中阴影区为空间分布>120%区域，（b）、（c）中黑点表示站点位置，阴影部分为降水位于青藏高原和 云南的南支槽位置空间频数与南支槽平均空间频数之比 Figure 3 Spatial distribution of Top50 precipitation days about SBT proportion divides SBT proportion of China Mainland (a,unit:%),and Top50 precipitation days SBT spatial frequency ratio in in Qinghai-Xizang Plateau(b)and Yunnan(c). In Fig. 3a,the shaded are represents the area spatial distribution >120%,in Fig. 3b and Fig. 3c,the black dots represents the observatory station,the shaded represents Top50 precipitation days SBT spatial frequency ratio/average SBT spatial frequency ratio in Qinghai-Xizang Plateau and Yunnan

为了更进一步分析南支槽不同位置时青藏高原和云南地区的降水分布差异，将南支槽分为偏西(80°E以西)、中部(80°E-90°E)和偏东(90°E以东)三类，分别分析其冬半年和逐月的降水距平百分率。

从南支槽偏西时青藏高原和云南地区降水百分率(图 4)中可以看出，整个冬半年，当南支槽位置偏西，青藏高原和云南地区大致以90°E为界，以西为正距平，以东为正距平，其中西藏西南部为正距平最大区，云南中部为负距平最大区。从逐月情况看，在冬、春季云南和西藏东部地区均为负距平。11月，降水正距平区范围较广，包括了西藏西部、中部、南部地区和青海西南部地区以及青海中部部分地区为正距平区；云南、西藏东部和青海东部和柴达木盆地及其周边地区为负距平区。12月，降水正距平区退缩到西藏西南部地区，另外在青海东北部地区为分布零散的正距平区；其他地区均为负距平。1月正距平区与12月相似，但青海的正距平区范围有所缩小，仅有青海西部地区为正距平。2月西藏西部地区为正距平，其他地区为负距平区。3月西藏为正距平区，达200%以上，青海西北部的柴达木盆地地区也为正距平区。4月初西藏西南部的小部分地区(普兰站)为正距平外，其他地区为负距平。当南支槽位于80°E以西时，对云南降水没有影响，与无南支槽活动相比，南支槽活动日的降水反而偏少，云南的预报经验上，一般仅将80°E以东的南支槽作为云南的降水影响系统(秦剑等，1997；许美玲等，2011；段旭等，2012)，以上分析印证了这种处理方法的合理性。

图 4(Figure 4)

图 4 南支槽偏西时青藏高原和云南地区降水百分率（单位:%） (a)冬半年,(b)~(g)11 月至翌年4 月 Figure 4 Percent of precipitation anomaly ofWestern SBT day. Unit:%. (a)Wintertime, (b)~(g)from November to April of next year

当南支槽位置在80°E-90°E之间时(图 5)，其降水影响其随之东移，冬半年除西藏西部、西藏东南部青海北部和云南东部外，青藏高原大部分地区和云南西部地区为降水增加区。11月西藏除西部地区外的大部分地区、青海南部和云南除东南部的少部分地区外均为正距平区。12月除柴达木盆地、青海东北部地区和云南东部地区为负距平区或接近平均值外，其他大部地区均为正距平区。1月西藏西部、青海北部和云南东部为负距平区，其他地区均为正距平区。2月除西藏西部、云南东部外均为正距平区。4月云南和西藏东南部为负距平区，其他地区为正距平区。当南支槽东移至80°E-90°E之间，南支槽影响的区域随着东移，此时西藏西部地区位于南支槽后的西北气流控制区，降水偏少；青藏高原的其他地区降水较无南支槽活动明显偏多；南支槽活动时，云南西部地区降水偏多，而东部地区降水偏少。

图 5(Figure 5)

图 5 南支槽位置居中时青藏高原和云南地区降水百分率(单位:%) (a)冬半年,(b)~(g)11 月至翌年4 Figure 5 Percent of precipitation anomaly of middle SBT day. Unit:%. (a)Wintertime,(b)~(g)from November to April of next year

当南支槽位于90°E以东(图 6)，西藏中部和青海地区降水偏多；整个冬半年云南地区降水均偏多，且降水影响最大的区域为云南南部地区。11月，西藏西部、西藏东北部的少部分地区和柴达木盆地为负距平，其他地区均为正距平，其中云南东南部、西藏雅鲁藏布江中游地区和青海东北部地区、青海西部为4个降水增幅中心。12月除西藏西部地区和西南部地区外，其他地区均为正距平区，以云南东南部、西藏东部地区和青海北部的降水增加最为显著。1月，云南、西藏90°E以东地区和青海南部地区为降水增加区域，其中整个云南地区的降水距平百分率均在200%以上。2月，云南、西藏90°E以东地区和青海除柴达木盆地外的大部分地区均为正距平区。3月，云南、西藏雅鲁藏布江上游地区、那曲地区西部和青海南部地区为正距平区，西藏西部为负距平区，青海北部和西藏东部地区南支槽活动与无南支槽活动的降水相近。4月，云南、西藏西北部地区和青海南部地区为正距平区，其他地区南支槽活动日降水比气候平均少或者相近。当南支槽偏东时，其降水影响区进一步东移，整个云南降水偏多，而西藏西部地区降水偏少，青海大部分地区的降水随着增加，这除了与南支槽的水汽输送作用外，还可能与北部冷空气活动(秦剑等，1991)的活跃有关，从降水分布的结果看，当南支槽位置偏东时，青藏高原的降水预报难度最大，今后的工作中还需要对此进行更细致的分析。

图 6(Figure 6)

图 6 南支槽位置偏东时青藏高原和云南地区降水百分率(单位:%) (a)冬半年,(b)~(g)11 月至翌年4 月 Figure 6 Percent of precipitation anomaly of eastern SBT day. Unit:%. (a)Wintertime, (b)~(g)from November to April of next year

利用客观识别方法得到的逐日南支槽活动资料和中国大陆地区冬半年逐日降水资料，分析了南支槽对中国大陆地区降水的影响，得到以下主要结论:

(1) 冬半年南支槽对降水影响最显著的区域为青藏高原和云南地区，南支槽活动日的降水比无南支槽活动显著增加。对中国华南地区、东北地区和新疆地区，南支槽活动日较冬半年平均降水减少。

(2) 南支槽影响区域的站点降水最大的50天的南支槽位置分析表明:当南支槽影响降水主要为青藏高原区域，南支槽更多地位于80°E附近，而75°E以西和85°E以东的南支槽活动偏少；当南支槽产生强降水主要为云南区域时，南支槽主要活动区域在90°E以东。

(3) 南支槽位于不同位置时，其降水影响区有较大差异:当南支槽位置以西，降水影响区主要位于西藏西部；南支槽位于80°E-90°E之间，降水影响区主要位于西藏中部、青海中南部地区和云南西北部地区；南支槽偏东，降水增加地区主要位于西藏中部地区、青海东部和云南。

本文主要研究了南支槽对中国冬半年降水的影响，以往的研究表明，在冬半年有时虽有南支槽活动，但并不在中国西南地区形成降水，称之为“干南支槽”；反之，亦可将在其影响区域形成强降水的南支槽，称为“湿南支槽”，干、湿南支槽的形成与南支槽自身性质和环流场的关系如何，能否提前在南支槽形成之初预报南支槽降水形成的干、湿性质，南支槽作为准定常系统，其形成降水与北方的天气系统配合和冷空气活动有重要的关系，因此对南支槽对降水的影响还有很多的研究课题，本文作为初步的研究结果，希望能够起到抛砖引玉的作用。