Different impacts of El Niño/Southern Oscillation events on autumn meteorological drought in Yunnan Province

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-06-0860

Abstract

Abstract:

Yunnan Province is frequently affected by drought catastrophes, in order to enhance the understanding of the influence of El Niño/Southern Oscillation (ENSO) on drought and to improve the prediction ability of meteorological drought in autumn in Yunnan Province, the paper revealed the influence of two types of ENSO events on precipitation anomalies resulting in autumn meteorological drought in Yunnan and the associated physical processes based on monthly average sea surface temperature (SST) data from the Hadley Center, the fifth generation of European reanalysis data (ERA5) from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), and daily precipitation data from 125 meteorological stations in Yunnan Province from 1979 to 2022. The results are as follows: (1) During the period of Central Pacific (CP) type El Niño or La Niña events, the autumn precipitation in Yunnan is mainly less. Conversely, during the period of Eastern Pacific (EP) type El Niño or La Niña events, the autumn precipitation in Yunnan is mainly more. Furthermore, the EP type El Niño event is a strong signal of more autumn precipitation in Yunnan. (2) In the years of the EP type El Niño and La Niña, the 500 hPa geopotential-height field presents a negative anomaly over the middle and low latitudes of Eurasia, the Western Pacific subtropical high is westward, the warm and humid air from the southwest meets cold air in Yunnan, and the rising movement is mainly in the middle and low levels, which is conducive to precipitation generation in Yunnan. In the years of the CP type El Niño and La Niña, the 500 hPa geopotential height field in Yunnan is positive anomaly. In addition, there is the positive anomaly of outgoing longwave radiation (OLR), and the convective activity is weak, which is not conducive to the precipitation in Yunnan. (3) When ENSO event occurs, The east-west shift of the position of the equatorial northwest Pacific cyclonic (anticyclonic) circulation excited by the SST anomaly of ENSO event is an important factor leading to the autumn precipitation anomaly in Yunnan.

Key words: Yunnan, autumn, meteorological drought, two types of El Niño/Southern Oscillation, Northwest Pacific cyclone

摘要：

云南是我国干旱灾害高发区，为增进厄尔尼诺/南方涛动（El Niño/Southern Oscillation，ENSO）对云南干旱影响的认知，提升云南秋季气象干旱预测能力，采用1979—2022年云南125个气象站逐日降水资料、英国国家气象局哈德莱中心（Hadley Center）逐月海表温度（Sea Surface Temperature，SST）资料及欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）第五代再分析资料（the Fifth Generation of European Reanalysis，ERA5），揭示两类ENSO事件对导致云南秋季气象干旱的降水异常影响及相应的物理过程。结果表明：（1）中部（Central Pacific，CP）型El Niño或La Niña事件同期，云南秋季降水以偏少为主；东部（Eastern Pacific，EP）型El Niño或La Niña事件同期，云南秋季降水则以偏多为主，且EP型El Niño是云南秋季降水偏多的强信号。（2）EP型El Niño年和La Niña年，500 hPa位势高度场在欧亚大陆中低纬呈负距平，西太平洋副热带高压偏西，西南暖湿气流与冷空气在云南交汇，中低层以上升运动为主，有利于降水产生。CP型El Niño年和La Niña年，500 hPa位势高度在云南附近为正距平，加之向外长波辐射正异常，对流活动较弱，不利于云南地区的降水。（3）ENSO事件SST异常激发的赤道西北太平洋气旋（反气旋）环流的位置东西偏移是导致云南秋季降水异常的重要因素。

关键词: 云南, 秋季, 气象干旱, 两类厄尔尼诺/南方涛动事件, 西北太平洋气旋

CLC Number:

P467

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Figures/Tables 10

Fig.1 The study area and distribution of meteorological stations

Tab.1 Years statistics for eastern and central type El Niño and La Niña event during 1979-2022

事件类型	厄尔尼诺事件年份	拉尼娜事件年份
东部型	1982、1987、1997、2002、2006、2015	1995、1999、2007、2017、2020、2022
中部型	2004、2009、2018	1988、1998、2010

Fig.2 Composite distributions of sea surface temperature anomaly （SSTA） in eastern Pacific type El Niño （a） and La Niña （c） years， central Pacific type El Niño （b） and La Niña （d） years （Unit： ℃）（Dotted areas pass the significance test at the 95% confidence level）

Fig.3 Scatterplot of autumn average precipitation anomaly percentage in Yunnan and the SSTA in Niño3.4 area in eastern Pacific and central Pacific type El Niño/La Niña years

Fig.4 Composite distributions of precipitation anomaly percentage in eastern Pacific type El Niño （a） and La Niña （c） years， central Pacific type El Niño （b） and La Niña （d） years （Unit： %）（Dotted areas pass the significance test at the 95% confidence level）

Fig.5 Composite distributions of geopotential height anomalies （contours， Unit： gpm） and OLR anomalies （shaded areas， Unit： W·m-2） at 500 hPa in eastern Pacific type El Niño （a） and La Niña （c）， central Pacific type El Niño （b） and La Niña （d） years （Green and purple lines indicate 5 880 gpm contours of the climatological mean geopotential height and the composite geopotential height， respectively. Dotted areas pass the significance test at the 95% confidence level for OLR anomalies； The characters “+” and “－” indicate positive and negative 500 hPa height anomalies， respectively）

Fig.6 Composite distributions of water vapor flux anomalies （arrow vectors， Unit： kg·m-1·s-1） and water vapor flux divergence anomalies （shaded areas， Unit： 10-5 kg·m-2·s-1） in eastern Pacific type El Niño （a） and La Niña （c） years， central Pacific type El Niño （b） and La Niña （d） years （The green arrows pass the significance test at the 90% confidence level for water vapor flux anomalies， dotted areas passes the significance test at the 90% confidence level for water vapor flux divergence anomalies）

Fig.7 Latitude-height section composite distributions of vertical velocity anomalies （shaded areas， the vertical velocity multiplied by -100， Unit： Pa·s-1） and meridional wind anomalies （vectors， Unit： m·s-1） averaged along 97°E-107°E in eastern Pacific type El Niño （a） and La Niña （c） yeaars， central Pacific type El Niño （b） and La Niña （d） years

Fig.8 Composite distributions of wind anomalies （arrow vectors， Unit： m·s-1） and vorticity anomalies （shaded areas， Unit： 10-5s-1） at 850 hPa in eastern Pacific type El Niño （a） and La Niña （c） years， central Pacific type El Niño （b） and La Niña （d） years （The green arrows pass the significance test at the 90% confidence level for wind anomalies， dotted areas passes the significance test at the 90% confidence level for vorticity anomalies； letters C and A denote cyclonic and anticyclonic circulation anomalies， respectively； gray shaded areas are plateau terrain）

Fig.9 Schematic diagram of the circulation anomalies during eastern Pacific type El Niño （a） and La Niña （c） years， central Pacific type El Niño （b） and La Niña （d） years

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