夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系的年代际减弱

摘要" 基于1961—2020年Hadley海温资料、CN05.1逐日最高气温资料和NCEP／NCAR再分析资料，利用奇异值分解（singular value decomposition，SVD）和回归分析等统计方法，研究了夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系的年代际变化。研究表明，当夏季北大西洋中纬度海温正（负）异常、副热带海温负（正）异常，即北大西洋偶极型（North Atlantic dipole，NAD）海温异常正（负）位相时，长江流域极端高温日数增加（减少）。二者关系在20世纪80年代末期之后发生年代际减弱。进一步的研究结果表明，在1961—1988年，夏季NAD海温异常可以激发从北大西洋出发沿欧亚中高纬向东传播的大气遥相关波列，在东亚上空产生反气旋／气旋环流异常。东亚反气旋／气旋环流异常引起长江流域上空气流垂直运动变化，并通过垂直运动引起的热力作用等，影响长江流域极端高温日数的变化。而在1989—2020年，夏季NAD海温异常激发的欧亚中高纬大气遥相关波列强度减弱，东亚上空的反气旋／气旋环流异常的强度也相应减弱，从而使得NAD海温异常与长江流域极端高温日数之间的联系减弱。NAD海温异常激发的欧亚中高纬遥相关波列强度在20世纪80年代末期之后的减弱可能与NAD海温异常振幅的减弱有关。

关键词极端高温;海表温度;北大西洋;长江流域;年际变化;年代际减弱

2024-08-30收稿，2024-09-22接受

国家自然科学基金项目（42175034）

引用格式：蒋圆圆，李忠贤，倪东鸿，等，2024.夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系的年代际减弱［J］.大气科学学报，47（6）：881-891.

Jiang Y Y，Li Z X，Ni D H，et al.，2024.Interdecadal weakening of the relationship between summer North Atlantic sea surface temperature anomalies and extreme high temperature days in the Yangtze River basin［J］.Trans Atmos Sci，47（6）：881-891.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20240830002.（in Chinese）.

在全球变暖背景下，极端天气气候事件呈现明显的增多趋势（丁一汇和王会军，2016）。长江流域作为我国经济发达、人口密集的地区，高温灾害频发，对生态系统和人民生活造成重大影响（孙博等，2023）。学者们针对长江流域极端高温成因展开了大量研究，指出西太平洋副热带高压（Wang et al.，2024）、南亚高压（Zhang et al.，2023）、东亚反气旋（Wang et al.，2023）等大气内部变率及海温异常（Chen and Zhou，2018）等外强迫因子是影响高温的重要因素。

北大西洋位于欧亚大陆上游，其局地海气作用可以引起上空大气环流异常，并通过中高纬大气波列对欧亚气候产生影响（Palmer and Sun，1985;Wu et al.，2011;孙建奇，2014;于怡秋等，2022;李忠贤等，2024）。已有不少学者研究了夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温的联系（王文等，2017;Zhang et al.，2024）。例如，Zhu et al.（2022）研究指出，夏季北大西洋高纬度与中纬度海温异常反向变化与长江流域极端高温变化存在较好的相关性。袁媛等（2018）认为，盛夏北大西洋中纬度海温偏暖时，东亚副热带西风急流异常减弱，可能是导致长江流域极端高温日数增加的重要因素。此外，也有部分学者强调了夏季热带北大西洋海温对长江流域极端高温存在显著影响（王慧美等，2021）。

研究表明，北大西洋海温异常与欧亚气温年际变化关系存在年代际变化（Wu et al.，2011;Chen and Wu，2017;梁静等，2023）。例如，Wu et al.（2011）指出，前期春季北大西洋三极型海温异常与夏季中国东北气温的联系在20世纪80年代末显著增强。Chen and Wu（2017）提到，春季北大西洋海温异常在1954—1972年和1996—2014年期间可以显著影响春季欧亚地表气温的变化，而在1973—1991年期间二者的联系减弱。那么，夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系是否存在年代际变化？两者关系发生年代际变化的可能物理机制是什么？针对上述问题，本文拟采用Hadley海温资料、CN05.1逐日最高气温资料及NCEP／NCAR再分析资料，分析夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系的年代际变化及其可能存在的物理机制。

1" 资料和方法

本文所使用的资料包括：1）英国气象局Hadley中心（The UK Meteorological Office Hadley Center）提供的月平均海表温度（sea surface temperature，SST）资料（Rayner et al.，2003），水平分辨率为1°×1°;2）国家气象信息中心提供的CN05.1高精度格点化逐日最高气温资料（吴佳和高学杰，2013），水平分辨率为0.25°×0.25°;3）美国NCEP／NCAR（National Centers for Environmental Prediction／National Center for Atmospheric Research）提供的大气再分析资料（Kalnay et al.，1996），水平分辨率为2.5°×2.5°。以上资料时间段均为1961—2020年夏季（6—8月）。

对极端高温日数的统计采用目前通用的百分位阈值法（Zhu et al.，2020），将每个格点1961—2020年夏季日最高气温按升序排列，并将日最高气温的95％分位点作为该格点极端高温的阈值，然后将夏季日最高气温超过该阈值的天数作为该格点此年夏季的极端高温日数。

本文使用到的统计方法主要包括奇异值分解（singular value decomposition，SVD）、回归分析等，显著性水平的检验方法为Student-t检验。本文的研究主要针对年际尺度，所有变量在去除线性趋势的基础上，使用了9 a滑动平均的方法去除了年代际信号。由于进行了滤波处理，在进行显著性检验时计算了有效自由度，具体公式为：

N*=N1-r1r21+r1r2。（1）

其中：N为样本数量；r1、r2分别为两变量滞后1 a的自相关系数（Bretherton et al.，1999）。

本文采用T-N波活动通量（Takaya and Nakamura，2001）来描述中高纬地区罗斯贝波的传播路径，其水平方向的波活动通量计算公式如下：

W=pcosφ2|V|·ua2cos2φψ′λ2-ψ′2ψ′λ2+va2cosφψ′λψ′φ-ψ′2ψ′λφ

ua2cosφψ′λψ′φ-ψ′2ψ′λφ+va2ψ′φ2-ψ′2ψ′φ2。（2）

其中：V=（u，v）表示气候平均水平风场；ψ′表示扰动地转流函数；φ、λ和a分别代表纬度、经度和地球半径;p表示气压/（1 000 hPa）。本文的气候平均风场由1961—2020年的风场计算得到；扰动地转流函数则由夏季北大西洋偶极型海温异常指数与位势高度场的回归系数计算得到。

2" 夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际关系的年代际变化

为了揭示夏季北大西洋海温年际变化与长江流域极端高温日数年际变化之间的耦合关系，选取1961—2020年夏季北大西洋（85.5°W～0.5°E，0°～65°N）海温年际变化作为左场、长江流域（102°～123°E，24°～35°N）极端高温日数年际变化作为右场进行SVD分析，如图1所示。SVD第一模态的协方差贡献为63.43％，说明SVD第一模态反映了夏季北大西洋海温异常和长江流域极端高温日数之间最主要的耦合信息。在SVD第一模态异性相关系数分布中，长江流域极端高温日数表现为一致的正相关分布，对应北大西洋中纬度海温显著正相关、副热带海温显著负相关的空间分布。

本文中，将夏季北大西洋中纬度海温正（负）异常、副热带海温负（正）异常的空间分布型定义为北大西洋偶极型（North Atlantic dipole，NAD）海温异常正（负）位相结构。为了方便讨论，将SVD第一模态左场的标准化时间序列定义为NAD海温异常（sea surface temperature anomaly，SSTA）指数，右场的标准化时间序列定义为长江流域极端高温日数（extreme high temperature days，EHTD）指数。由图1c可知，EHTD指数与NAD海温异常指数的年际变化关系对应较好。根据计算可知，两个指数之间的相关系数为0.51，通过置信度为99％的显著性检验。可见，NAD海温异常与长江流域极端高温日数年际变化之间存在密切联系，即当北大西洋中纬度海温正（负）异常、副热带海温负（正）异常时，长江流域极端高温日数增加（减少）。

从图1c中不难发现，NAD海温异常指数与EHTD指数在1988年之后同位相的年份显著减少。为了探究二者的耦合关系是否存在年代际变化，对两个指数进行了21 a滑动相关分析（图1d）。结果表明，二者的相关系数在1988年之前较强，在1988年之后显著减弱。将研究时段划分为1961—1988年（P1时期）和1989—2020年（P2时期）两个时期，以探讨NAD海温异常与长江流域极端高温日数在不同时期的联系。计算结果表明，P1时期两个指数的相关系数高达0.68，通过置信度为99％的显著性检验;而在P2时期二者相关系数仅为0.28。两个时期的相关系数差异显著，说明NAD海温异常与长江流域极端高温日数之间的联系存在年代际减弱。

由图2可知，P1时期，长江流域极端高温日数年际变化与夏季NAD海温异常指数具有较为显著的正相关，正相关系数的最大数值超过0.7;而P2时期，长江流域极端高温日数与夏季NAD海温异常指数的相关性明显减弱，除了长江中游和华中地区存在小范围显著相关外，其他地区相关系数都不显著。以上结果进一步说明，夏季NAD海温异常与长江流域极端高温日数年际变化在P1时期联系密切，在P2时期联系显著减弱，即二者的联系存在年代际减弱。

3" 夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系发生年代际减弱的可能机制

第2节的结果表明，夏季NAD海温异常与长江流域极端高温日数年际变化的联系在20世纪80年代末发生了显著变化，其原因是什么呢？本节将进一步探讨其中可能存在的物理机制。

北大西洋海温异常可以通过激发欧亚大气遥相关波列引起东亚地区的大气环流异常，进而对东亚气候产生影响（Li，2004;Zuo et al.，2013;李忠贤等，2019）。由图3可知，在两个时期，NAD海温异常均能激发Rossby波向下游传播。波动能量首先从北大西洋上空向东传播至乌拉尔山附近，随后向东南经过贝加尔湖到达东亚上空，引起东亚上空大气环流异常。与波活动通量相对应，在对流层的中上层，存在从北大西洋经乌拉尔山、贝加尔湖到达东亚上空的遥相关波列结构，即夏季NAD海温异常正（负）位相时，格陵兰岛与贝加尔湖上空表现为位势高度负（正）异常，乌拉尔山与东亚上空表现为位势高度正（负）异常。

从图3中可以看出，200 hPa上，P1时期长江流域上空的位势高度正异常中心最大值达到20 gpm，P2时期长江流域地区的位势高度正异常中心数值减小至16 gpm。从垂直剖面上来看，对流层低层至高层均存在显著的遥相关波列结构，然而P2时期的大气遥相关波列振幅较P1时期减弱（图4），这可能是NAD海温异常在P2时期与长江流域极端高温联系减弱的原因。

以上结果说明，在P1和P2时期，NAD海温异常正（负）位相均可以激发Rossby波传播至东亚地区，并且在长江流域上空引起位势高度正（负）异常，利于（不利于）极端高温的发生。然而，由于P2时期NAD海温异常对东亚上空环流异常的影响减弱，从而使得NAD海温异常与长江流域极端高温日数的联系减弱。

研究指出，东亚反气旋环流异常（高压异常）是影响长江流域极端高温的关键环流系统之一（Yin et al.，2023）。由图5可见，P1与P2时期东亚上空大气环流异常具有类似的空间分布。两个时期的流函数正异常主要分布于东亚地区上空，负异常主要位于贝加尔湖上空。东亚上空的流函数异常强度在两个时期均可以达到1.2×106 m2·s-1，并伴随着反气旋环流异常和位势高度正异常。参考Yin et al.（2023）的定义，本文将东亚东部（105°～135°E，30°～40°N）（图5、图6中紫色矩形）区域平均的500 hPa流函数定义为东亚反气旋环流（East Asian anticyclonic circulation，EAA）指数，该指数为正（负）表示东亚反气旋（气旋）环流异常。根据计算可知，P1与P2时期EAA指数与EHTD指数的相关系数分别达到0.61、0.44，均通过置信度为95％的显著性检验。这意味着两个时期的东亚反气旋（气旋）环流异常与长江流域极端高温之间的关系都非常密切。因此，当东亚上空存在反气旋（气旋）环流异常时，对应东亚上空出现高压（低压）异常，此种环流形势有利于（不利于）长江流域极端高温的发生。值得注意的是，EHTD指数回归的东亚上空大气环流异常强度在P2时期有所减弱，这与两个时期NAD海温异常回归的环流异常结果（图3）基本一致。

进一步分析两个时期NAD海温异常与东亚反气旋环流异常的联系，如图6所示。P1时期的流函数异常分布与图5a较为类似，东亚上空为流函数正异常，其中心强度超过1.6×106 m2·s-1，风场表现为显著的反气旋环流异常;而在P2时期，东亚地区500 hPa流函数正异常明显减弱，强度低于1.2×106 m2·s-1，同时反气旋环流异常显著减弱。分别计算了两个时期EAA指数与NAD海温异常指数的相关系数，P1时期二者的相关系数达到0.50，通过了置信度为99％的显著性检验;而P2时期二者的相关系数仅为0.22，相关性较P1时期明显减弱。以上分析表明，在P1时期，NAD海温异常对东亚反气旋／气旋环流异常的影响显著，从而能对长江流域极端高温日数产生影响;在P2时期，NAD海温异常对东亚大气环流的影响减弱，使得NAD海温异常与长江流域极端高温的联系减弱。

研究表明，东亚反气旋环流异常有利于长江流域上空气流的垂直下沉运动（尹泽疆等，2023）。由图7可知，在P1时期，从对流层低层700 hPa至高层100 hPa，长江流域上空呈现一致的垂直速度正异常，垂直速度正异常中心值达到3.0×10-3 Pa·s-1，表明该时期的下沉运动显著;而P2时期长江流域上空垂直速度也表现为正异常，但其强度与P1时期相比明显减弱，数值减小至1.2×10-3 Pa·s-1，未通过显著性检验。

以上结果说明，在P1时期，当NAD海温异常处于正位相时，其可以通过引起东亚反气旋环流异常使得长江流域上空气流出现显著的下沉运动异常，而下沉运动引起的热力作用等，有利于长江流域极端高温日数增加，反之亦然。而P2时期，NAD海温异常与东亚上空的大气环流的联系减弱，使得东亚反气旋（气旋）环流异常强度减弱，与之相联系的长江流域上空气流的下沉（上升）运动及相应热力作用也减弱，使得该时期NAD海温异常对长江流域极端高温日数的影响减弱。

本文计算了两个时期的NAD海温异常指数方差，发现P1时期NAD海温异常指数方差为1.39，P2时期NAD海温异常指数方差仅为0.69，前后两个时期方差的差异通过了显著性检验，说明两个时期的NAD海温异常指数发生了显著变化，P2时期的NAD海温异常指数振幅明显减弱。为了更进一步说明两个时期的北大西洋偶极型海温异常的强度存在差异，将P1、P2时期的NAD海温异常指数标准化数值≥0.8的年份定义为P1、P2时期的NAD海温异常正位相年，将P1、P2时期的NAD海温异常指数标准化数值≤-0.8的年份定义为P1、P2时期的NAD海温异常负位相年，如表1所示。由图8可知，在两个时期的正位相年，北大西洋海温异常的空间分布型与图1a一致，表现为中纬度海温正异常、副热带海温负异常的特征，并且P1时期的中纬度海温正异常的强度总体大于P2时期。两个时期的正位相年的海温差值分布也与NAD海温异常正位相结构较为相似，说明P1时期的NAD海温异常振幅更大。在负位相年，P1时期的中纬度海温负异常中心为-1.6 ℃，而P2时期中纬度海温负异常中心为-1.2 ℃，两个时期的海温差值分布与NAD海温异常负位相结构类似。以上分析说明，NAD海温异常的振幅在P2时期显著减弱。

本文结果表明，在P1时期，NAD海温异常可以激发出明显的欧亚遥相关波列，引起东亚反气旋／气旋环流异常，对长江流域极端高温日数产生影响;在P2时期，NAD海温异常振幅明显减弱，其海温异常对欧亚遥相关波列和东亚大气环流的影响减弱，从而与长江流域极端高温的联系减弱。因此，NAD海温异常对欧亚遥相关波列、东亚大气环流异常以及长江流域极端高温日数影响的年代际减弱可能与NAD海温异常振幅减弱有关。

4" 结论与讨论

基于1961—2020年Hadley海温资料、CN05.1逐日最高气温资料和NCEP／NCAR再分析资料，本文使用SVD等方法分析了北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系的年代际变化及其可能的物理机制，得到如下主要结论：

1）SVD分析结果表明，当夏季北大西洋中纬度海温正（负）异常、副热带海温负（正）异常，即NAD海温异常正（负）位相时，长江流域极端高温日数增加（减少）。二者关系在20世纪80年代末期之后发生年代际减弱。

2）夏季NAD海温异常与长江流域极端高温日数的年际关系发生改变，这归因于与NAD海温异常相关的欧亚遥相关波列和东亚大气环流异常发生了强度差异。在1961—1988年，夏季NAD海温异常可以激发由北大西洋沿欧亚中高纬传播至东亚地区的大气遥相关波列，导致东亚上空存在反气旋（气旋）环流异常。东亚反气旋（气旋）环流异常引起长江流域上空气流垂直运动变化，并通过垂直运动引起的热力作用等，使得该地区极端高温日数增加（减少）。而在1989—2020年，夏季NAD海温异常激发的欧亚中高纬度的大气遥相关波列强度减弱，东亚反气旋（气旋）异常的强度也相应减弱，从而使得NAD海温异常与长江流域极端高温日数的联系发生减弱。

3）NAD海温异常对欧亚遥相关波列、东亚大气环流异常和长江流域极端高温日数的影响在20世纪80年代末期之后的减弱可能与NAD海温异常振幅的减弱有关。

本文所得结果主要基于观测资料的诊断分析，对于夏季NAD海温异常与长江流域极端高温日数年际关系发生年代际减弱的机理仍有待于数值试验的进一步验证。此外，本文的研究发现，NAD海温异常振幅在20世纪80年代末期之后显著减弱，这可能与北大西洋局地海气相互作用的年代际变化（梁静等，2023）有关。研究指出，大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation，AMO）和太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）对我国华北和中亚等地区极端高温具有重要的影响（Zhang et al.，2020;Dong et al.，2023）。那么，AMO和PDO等年代际信号对NAD海温异常与长江流域极端高温日数年际关系的变化是否具有调制作用呢？这还需要进一步研究。

致谢：本文的数值计算得到南京信息工程大学高性能计算平台的计算支持和帮助。谨致谢忱！

参考文献（References）

Bretherton C S，Widmann M，Dymnikov V P，et al.，1999.The effective number of spatial degrees of freedom of a time-varying field［J］.J Climate，12（7）：1990-2009.doi：10.1175／1520-0442（1999）012lt;1990：tenosdgt;2.0.co;2.

Chen S F，Wu R G，2017.Interdecadal changes in the relationship between interannual variations of spring North Atlantic SST and Eurasian surface air temperature［J］.J Climate，30（10）：3771-3787.doi：10.1175／JCLI-D-16-0477.1.

Chen X L，Zhou T J，2018.Relative contributions of external SST forcing and internal atmospheric variability to July-August heat waves over the Yangtze River valley［J］.Climate Dyn，51（11）：4403-4419.doi：10.1007／s00382-017-3871-y.

丁一汇，王会军，2016.近百年中国气候变化科学问题的新认识［J］.科学通报，61（10）：1029-1041." Ding Y H，Wang H J，2016.Newly acquired knowledge on the scientific issues related to climate change over the recent 100 years in China［J］.Chin Sci Bull，61（10）：1027-1041.doi：10.1360／N972015-00638.（in Chinese）.

Dong X，Zeng G，Zhang G W，et al.，2023.Current AMO mitigating extreme high temperatures in Central Asia under global warming［J］.Int J Climatol，43（9）：3947-3962.doi：10.1002／joc.8066.

Kalnay E，Kanamitsu M，Kistler R，et al.，1996.The NCEP／NCAR 40-year reanalysis project［J］.Bull Amer Meteor Soc，77（3）：437-471.doi：10.1175／1520-0477（1996）077lt;0437：tnyrpgt;2.0.co;2.

Li S L，2004.Impact of Northwest Atlantic SST anomalies on the circulation over the Ural Mountains during early winter［J］.J Meteor Soc Japan，82（4）：971-988.doi：10.2151／jmsj.2004.971.

李忠贤，于怡秋，邓伟涛，等，2019.春季北大西洋三极型海温异常变化及其与NAO和ENSO的联系［J］.气象科学，39（6）：721-730." Li Z X，Yu Y Q，Deng W T，et al.，2019.Variation characteristics of North Atlantic tri-polar sea surface temperature in spring and its relationship with NAO and ENSO［J］.J Meteor Sci，39（6）：721-730.doi：10.3969／2018jms.0105.（in Chinese）.

李忠贤，王庭轩，曾刚，等，2024.秋季北大西洋马蹄型海温异常与初冬我国气温年际变化的联系［J］.大气科学，48（3）：1131-1143." Li Z X，Wang T X，Zeng G，et al.，2024.Characteristics of North Atlantic horseshoe sea surface temperature anomaly in autumn and relationship with interannual variation in early winter temperature in China［J］.Chin J Atmos Sci，48（3）：1131-1143.doi：10.3969／2018jms.0105.（in Chinese）.

梁静，孙建奇，洪海旭，等，2023.春季北大西洋三极型海温模态与中国东部极端低温事件频次年际变化关系的年代际增强［J］.大气科学，47（4）：1050-1064." Liang J，Sun J Q，Hong H X，et al.，2023.Interdecadal enhancement of the interannual variation relationship between spring North Atlantic tripolar sea surface temperature mode and extreme cold event frequency in Eastern China［J］.Chin J Atmos Sci，47（4）：1050-1064.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.2201.21172.（in Chinese）.

Palmer T N，Sun Z B，1985.A modelling and observational study of the relationship between sea surface temperature in the North-West Atlantic and the atmospheric general circulation［J］.Quart J Roy Meteor Soc，111（470）：947-975.doi：10.1002／qj.49711147003.

Rayner N A，Parker D E，Horton E B，et al.，2003.Global analyses of sea surface temperature，sea ice，and night marine air temperature since the late nineteenth century［J］.J Geophys Res：Atmos，108（D14）：4407.doi：10.1029／2002JD002670.

孙博，王会军，黄艳艳，等，2023.2022年夏季中国高温干旱气候特征及成因探讨［J］.大气科学学报，46（1）：1-8." Sun B，Wang H J，Huang Y Y，et al.，2023.Characteristics and causes of the hot-dry climate anomalies in China during summer of 2022［J］.Trans Atmos Sci，46（1）：1-8.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20220916003.（in Chinese）.

孙建奇，2014.2013年北大西洋破纪录高海温与我国江淮-江南地区极端高温的关系［J］.科学通报，59（27）：2714-2719." Sun J Q，2014.Record-breaking SST over mid-North Atlantic and extreme high temperature over the Jianghuai-Jiangnan region of China in 2013［J］.Chin Sci Bull，59（27）：2714-2719.doi：10.1007／s11434-014-0425-0.（in Chinese）.

Takaya K，Nakamura H，2001.A formulation of a phase-independent wave-activity flux for stationary and migratory quasigeostrophic eddies on a zonally varying basic flow［J］.J Atmos Sci，58（6）：608-627.doi：10.1175／1520-0469（2001）058lt;0608：afoapigt;2.0.co;2.

Wang D Q，Sun Y，Hu T，et al.，2024.The 2022 record-breaking heat event over the middle and lower reaches of the Yangtze River：the role of anthropogenic forcing and atmospheric circulation［J］.Bull Amer Meteor Soc，105（1）：E200-E205.doi：10.1175／bams-d-23-0152.1.

王慧美，刘舸，彭京备，等，2021.热带大西洋海温异常季节内演变对中国江南地区夏季持续性高温事件影响的初步研究［J］.大气科学，45（2）：300-314." Wang H M，Liu G，Peng J B，et al.，2021.Preliminary study on the effect of intraseasonal evolution of the tropical Atlantic SST anomalies on summer persistent heatwave events over the area south of the Yangtze River［J］.Chin J Atmos Sci，45（2）：300-314.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.2005.19235.（in Chinese）.

王文，许金萍，蔡晓军，等，2017.2013年夏季长江中下游地区高温干旱的大气环流特征及成因分析［J］.高原气象，36（6）：1595-1607." Wang W，Xu J P，Cai X J，et al.，2017.Analysis of atmospheric circulation characteristics and mechanism of heat wave and drought in summer of 2013 over the middle and lower reaches of Yangtze River basin［J］.Plateau Meteor，36（6）：1595-1607.doi：10.7522／j.issn.1000-0534.2016.00129.（in Chinese）.

Wang Z Q，Luo H L，Yang S，2023.Different mechanisms for the extremely hot central-eastern China in July-August 2022 from a Eurasian large-scale circulation perspective［J］.Environ Res Lett，18（2）：024023.doi：10.1088／1748-9326／acb3e5.

吴佳，高学杰，2013.一套格点化的中国区域逐日观测资料及与其它资料的对比［J］.地球物理学报，56（4）：1102-1111." Wu J，Gao X J，2013.A gridded daily observation dataset over China region and comparison with the other datasets［J］.Chin J Geophys，56（4）：1102-1111.doi：10.6038／cjg20130406.（in Chinese）.

Wu R G，Yang S，Liu S，et al.，2011.Northeast China summer temperature and North Atlantic SST［J］.J Geophys Res：Atmos，116（D16）：D16116.doi：10.1029／2011JD015779.

尹泽疆，魏维，杨崧，2023.北大西洋涛动和英国-鄂霍次克海走廊型遥相关对2022年盛夏长江中下游极端高温的影响［J］.大气科学学报，46（3）：345-353." Yin Z J，Wei W，Yang S，2023.Extreme hot events in the middle and lower reaches of the Yangtze River in peak summer 2022：roles of the North Atlantic oscillation and the British-okhotsk corridor pattern［J］.Trans Atmos Sci，46（3）：345-353.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20230116013.（in Chinese）.

Yin Z J，Yang S，Wei W，2023.Prevalent atmospheric and oceanic signals of the unprecedented heatwaves over the Yangtze River valley in July-August 2022［J］.Atmos Res，295：107018.doi：10.1016／j.atmosres.2023.107018.

于怡秋，李忠贤，杨宝钢，等，2022.夏季北大西洋三极型海温异常与中国西南地区气温年际变化的联系［J］.大气科学学报，45（5）：745-754." Yu Y Q，Li Z X，Yang B G，et al.，2022.Relationship between North Atlantic SSTA tripole and interannual temperature variation in Southwest China in summer［J］.Trans Atmos Sci，45（5）：745-754.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20200508001.（in Chinese）.

袁媛，丁婷，高辉，等，2018.我国南方盛夏气温主模态特征及其与海温异常的联系［J］.大气科学，42（6）：1245-1262." Yuan Y，Ding T，Gao H，et al.，2018.Major modes of midsummer air temperature in southern China and their relationship with sea surface temperature anomalies［J］.Chin J Atmos Sci，42（6）：1245-1262.doi：10.3878／j.issn.1006-9895.1801.17186.（in Chinese）.

Zhang D P，Huang Y Y，Zhou B T，et al.，2024.Who is the major player for 2022 China extreme heat wave？Western Pacific Subtropical high or South Asian high？［J］.Weather Clim Extrem，43：100640.doi：10.1016／j.wace.2024.100640.

Zhang D Q，Chen L J，Yuan Y，et al.，2023.Why was the heat wave in the Yangtze River valley abnormally intensified in late summer 2022？［J］.Environ Res Lett，18（3）：034014.doi：10.1088／1748-9326／acba30.

Zhang G W，Zeng G，Li C，et al.，2020.Impact of PDO and AMO on interdecadal variability in extreme high temperatures in North China over the most recent 40-year period［J］.Climate Dyn，54（5）：3003-3020.doi：10.1007／s00382-020-05155-z.

Zhu B Y，Sun B，Wang H J，2020.Dominant modes of interannual variability of extreme high-temperature events in eastern China during summer and associated mechanisms［J］.Int J Climatol，40（2）：841-857.doi：10.1002／joc.6242.

Zhu B Y，Sun B，Wang H J，2022.Increased interannual variability in the dipole mode of extreme high-temperature events over East China during summer after the early 1990s and associated mechanisms［J］.J Climate，35（4）：1347-1364.doi：10.1175／jcli-d-21-0431.1.

Zuo J Q，Li W J，Sun C H，et al.，2013.Impact of the North Atlantic sea surface temperature tripole on the East Asian summer monsoon［J］.Adv Atmos Sci，30（4）：1173-1186.doi：10.1007／s00376-012-2125-5.

·ARTICLE·

Interdecadal weakening of the relationship between summer North Atlantic sea surface temperature anomalies and extreme high temperature days in the Yangtze River basin

JIANG Yuanyuan，LI Zhongxian，NI Donghong，PENG Lixia

Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education （KLME）／Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters （CIC-FEMD），Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China

Abstract" The Yangtze River basin（YRB） is a key region for the occurrence of extreme high temperatures （EHT），which has significant impacts on both human society and ecosystems.The number of EHT days （EHTD） in the YRB exhibits notable interannual variability.Using sea surface temperature （SST） data from the Hadley Center，daily maximum temperature datasets from CN05.1，and reanalysis data from the National Centers for Environmental Prediction／National Center for Atmospheric Research （NCEP／NCAR），this study investigates the relationship between summer North Atlantic SST anomalies （SSTA） and EHTD in the YRB through singular value decomposition （SVD） analysis.Results reveal that the first SVD mode demonstrates a strong relationship between North Atlantic Dipole （NAD） pattern （characterized by positive （negative） SSTAs in the midlatitude and negative （positive） SSTAS in the subtropical North Atlantic） and EHTD in the YRB，accounting for 63.43％ of the total squared covariance.The correlation coefficient between the time series of the first SVD mode for NAD SSTA and EHTD is 0.51，statistically significant at the 99％ confidence level.An interdecadal shift in the relationship between NAD SSTA and EHTD in the YRB occurred in the late 1980s.From 1961—1988，NAD SSTA showed a strong connection with EHTD in the YRB.However，after the late 1980s，this relationship weakened.Further analysis suggests that the interdecadal changes in the NAD SSTA-EHTD relationship are primarily driven by differences in atmospheric circulation anomalies over Eurasia，triggered by NAD SSTA.Before the late 1980s，positive （negative） NAD SSTA induced an atmospheric teleconnection pattern extending from the North Atlantic to East Asia in the middle and upper troposphere，featuring two positive （negative） geopotential height anomaly centers over the Ural Mountains and East Asia，and two negative （positive） centers over Greenland and Lake Baikal.This teleconnection pattern，linked to Rossby wave energy propagation，led to an anticyclone／cyclone circulation anomaly over East Asia，inducing anomalous descending／ascending motion over the YRB，which in turn provided favorable／unfavorable thermal conditions for EHT occurrences.The East Asian anticyclone／cyclone circulation anomaly had a significant influence on EHTD in the YRB.However，after the late 1980s，the aforementioned teleconnection pattern excited by NAD SSTA weakened，reducing the East Asian anticyclone／cyclone circulation anomaly and weakening the NAD SSTA-EHTD relationship.The differences in atmospheric circulation anomalies between the two periods are closely related to the reduced amplitude of NAD SSTA.The reasons behind these weakening of NAD SSTA amplitude remain to be explored.These findings offer valuable insights for understanding and predicting EHTD in the YRB.

Keywords" extreme high temperature;sea surface temperature;North Atlantic;Yangtze River basin;interannual variation;interdecadal weakening

doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20240830002

（责任编辑：张福颖）