干旱气象
  • CN 62-1175/P
  • ISSN 1006-7639
  • 双月刊
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干旱气象, 2024, 42(1): 54-63 DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-01-0054

论文

2021年京津冀秋季降水10~20 d低频振荡特征

韩世茹,1,2,3, 车少静,1,2,3, 于长文3, 马贵东3

1.中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室，河北 保定 071800

2.河北省气象与生态环境重点实验室，河北 石家庄 050021

3.河北省气候中心，河北 石家庄 050021

Characteristics of 10-20 days low-frequency oscillation of autumn precipitation over the Beijing-Tianjin-Hebei region in 2021

HAN Shiru,1,2,3, CHE Shaojing,1,2,3, YU Changwen3, MA Guidong3

1. China Meteorological Administration Xiong’an Atmospheric Boundary Layer Key Laboratory，Baoding 071800，Hebei，China

2. Key Laboratory of Meteorology and Ecological Environment of Hebei Province，Shijiazhuang 050021，China

3. Hebei Climate Center，Shijiazhuang 050021，China

通讯作者: 车少静（1976—），女，硕士，正高级工程师，主要从事短期气候预、农业气象研究。E-mail:checlimate@sina.com。

责任编辑: 王涓力；校对：邓祖琴

收稿日期: 2023-06-28   修回日期: 2023-11-22  

基金资助: 中国气象局复盘总结专项(FPZJ2023-015)
河北省气象局科研开发项目(21ky02)
河北省气象局创新团队-延伸期重要天气过程智能预测技术创新团队共同资助

Received: 2023-06-28   Revised: 2023-11-22  

作者简介 About authors

韩世茹（1990—），女，硕士，工程师，主要从事短期气候预测及相关工作。E-mail:hanshiru615@163.com。

摘要

研究京津冀地区的降水异常特征对提高秋季延伸期降水的认识和预测能力具有重要作用。近年来京津冀地区“夏雨秋下”现象频繁发生，表现出秋季降水强度增强、极端降水增多特征。2021年京津冀地区秋季降水为1981年以来最多的一年，10月降水量多站突破历史极值。利用京津冀地区秋季逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料，采用Morlet小波分析和Lanczos滤波等方法，对京津冀地区2021年秋季降水的低频振荡周期与大气低频环流特征演变进行分析以探究其异常特征。结果表明，2021年京津冀地区秋季降水的主要低频振荡周期为10~20 d，低频振荡方差达44%。低频降水活跃期500 hPa大气低频环流表现为低压异常前存在辐合运动，有利于低层异常气旋发展加强和上升运动加强；低频降水活跃期850 hPa有异常气旋自南向北移动至京津冀上空，有利于南方暖湿气流向京津冀地区输送。水汽输送强度会影响降水过程的强度，水汽输送强度越强，降水强度越大。

关键词： 京津冀地区; 低频振荡; 异常降水; 秋季

Abstract

It is important to study the characteristics of precipitation anomaly in the Beijing-Tianjin-Hebei region to improve the understanding and prediction ability of precipitation in the autumn extended period. In recent years, the phenomenon of “summer rain in autumn” has occurred frequently in the Beijing-Tianjin-Hebei region, showing the characteristics of precipitation intensity increase and more extreme precipitation in autumn. The autumn precipitation in the Beijing-Tianjin-Hebei region in 2021 was the most since 1981, and the precipitation at many stations in October of 2021 broke the historical extreme values. Based on daily precipitation data in autumn and NCEP/NCAR reanalysis data in Beijing-Tianjin-Hebei region, the Morlet wavelet analysis and Lanczos filtering methods were used to analyze the low-frequency oscillation period of autumn precipitation and the evolution of atmospheric low-frequency circulation characteristics in the Beijing-Tianjin-Hebei region in 2021 in order to explore its abnormal characteristics. The results show that the main low-frequency oscillation period of autumn precipitation in the Beijing-Tianjin-Hebei region in 2021 is 10-20 days, and the variance of low-frequency oscillation is 44%. The low frequency circulation at 500 hPa during the low frequency precipitation activity period shows that there is convergence movement before the low-pressure anomaly, which is conducive to the strengthening of the low-level anomaly cyclone and upward movement. During the low frequency precipitation activity period, an abnormal cyclone moves northward from the South China Sea to the Beijing-Tianjin-Hebei region, which was conducive to the transport of warm and humid air from the south to the Beijing-Tianjin-Hebei region. The intensity of water vapor transport will affect the intensity of precipitation process. The stronger the intensity of water vapor transport is, the greater the intensity of precipitation is.

Keywords： the Beijing-Tianjin-Hebei region; low-frequency oscillation; abnormal precipitation; autumn

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本文引用格式

韩世茹, 车少静, 于长文, 马贵东. 2021年京津冀秋季降水10~20 d低频振荡特征[J]. 干旱气象, 2024, 42(1): 54-63 DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-01-0054

HAN Shiru, CHE Shaojing, YU Changwen, MA Guidong. Characteristics of 10-20 days low-frequency oscillation of autumn precipitation over the Beijing-Tianjin-Hebei region in 2021[J]. Arid Meteorology, 2024, 42(1): 54-63 DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-01-0054

引言

2021年京津冀地区秋季降水量为1981年以来最多的一年，连阴雨为历史同期最多，降水量达298.3 mm，其中10月降水量多站突破有气象记录以来历史极值。连阴雨导致石家庄、邯郸等多地秋玉米收获困难，影响冬小麦播种，给京津冀地区农作物秋收秋种造成巨大影响。京津冀地区地处华北平原，是典型的东亚季风气候区，降水主要集中在夏季，暴雨和洪涝灾害多发生在这一时段（温克刚和臧建升，2008；郝立生等，2015；郑国光等，2019；唐懿等，2022；郭飞燕等，2023）。但在气候变暖背景下，多地表现出秋季降水强度增强、极端降水增多特征，“秋雨”现象明显（Niu and Li，2008；Chen et al.，2009；王霄和孔海江，2014；蒋子瑶等，2021）。研究发现，华西地区秋季降水量增多趋势显著，华北地区也呈现“夏雨秋下”特征（梁苏洁等，2019；徐曼琳等，2020；苗青等，2021）。车少静等（2021）也指出华北地区秋季异常降水强度呈现增加趋势。秋季降水异常往往与秋季某一次或几次异常偏强的降水过程密切相关，因此提升秋季延伸期降水过程预测水平对于提高防涝抗旱能力有十分重要的意义。

大气低频振荡最早由Madden和Julian（1970）在20世纪70年代提出，此后他们发现热带外地区也存在大气低频振荡，并称之为“Intraseasonal Oscillation”（简称“ISO”）（Madden and Julian，1972）。很多学者相继开始对大气低频振荡进行深入研究（Donald et al.，2006；Zhang et al.，2009；Matsueda and Takaya，2015；Chu et al.，2017；余汶樯和高庆九，2020；Hu et al.，2020；杨秋明，2021）。研究表明，大气中普遍存在10 d以上的低频信号，并且比高频天气扰动具有更长的可预报性，是开展延伸期天气过程预报的重要信号来源（Galin，2007；孙国武等，2012；梁萍和丁一汇，2013）。事实上，ISO不仅可以影响热带地区的天气和气候，还可以通过激发Rossby波或者ENSO（El Niño-Southern Oscillation）的变化影响中高纬度地区的大气环流及天气变化（Lin and Brunet，2009；Jones et al.，2011；Hao et al.，2020）。针对我国天气气候变化与大气低频振荡之间的关系也有大量研究（Hsu et al，2016；陈官军，2014；韩世茹等，2021）。研究表明，区域持续性异常降水的形成受到来自热带和中高纬度地区的低频系统影响。热带地区大气低频振荡对持续性暴雨的影响主要以暖湿气流的方式来体现（史学丽和丁一汇，2000；李春晖等，2018），而中高纬度地区大气低频系统的作用更主要体现在冷空气方面，并且会与低纬度地区的遥相关作用相联系（尹志聪和王亚飞，2011；韩世茹等，2015）。

由于大气低频振荡较天气尺度信号具有更长的可预报性，因此采用大气低频振荡方法开展预报的研究开始蓬勃发展，经过诸多学者的努力取得了丰硕成果（信飞等，2008；杨玮等，2011；丁一汇和梁萍，2011；梁萍和丁一汇，2012；金荣花等，2019），大气低频振荡对于延伸期天气过程的预报具有较高的参考价值。但是现阶段关于京津冀地区大气低频振荡与降水的关系研究中，多将关注点集中在夏季（Hao et al.，2020；郝立生等，2021；许敏等，2022），对于秋季大气低频振荡的研究相对不多。然而研究表明，秋季热带地区的大气低频振荡仍然会表现出北传特征，并在描述亚洲季风的季节内变化方面具有较好的应用效果（Wheeler and Hendon，2004；Hsu et al.，2017；Ren et al.，2018）。大气低频振荡为中纬度地区带来丰沛的水汽，加上中高纬度地区大气低频振荡的影响（Lau and Chan，1986；Wang and Rui，1990；Li and Wang，1994；Zhang and Dong，2004；Kokuchi et al，2012），对秋季降水异常的预报具有良好的参考作用。本文以2021年秋季京津冀地区异常降水为研究对象，分析京津冀地区秋季异常降水的大气低频环流特征，为改进秋季异常降水过程的延伸期预报提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料

所用资料：1）中国气象局国家气象信息中心提供的京津冀地区170个国家级气象站1981—2021年逐日降水资料。2）美国国家环境预报中心和美国国家大气研究中心（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research，NCEP/NCAR）联合制作的再分析资料，选用2021年1月至2022年2月逐日资料。资料水平分辨率2.5°×2.5°，要素为地表气压、多层（1 000、925、850、700、600、500、400、300 hPa）水平风场和相对湿度场、700 hPa垂直速度场、500 hPa位势高度场。

1.2 方法

对京津冀地区170个国家级气象站逐日降水平均值序列进行Morlet小波分析，再通过Lanczos滤波器进行带通滤波（Duchon，1979），提取10~20 d振荡分量，并采用同位相合成等方法研究2021年秋季降水10~20 d振荡分量与大气低频振荡的关系。1 000~300 hPa水汽通量和散度垂直积分作为整层水汽通量和散度。

2 2021年京津冀地区秋季降水异常分布特征

京津冀地区1981—2021年秋季平均降水量为91.5 mm，但其年际变化较大（图1）。2021年京津冀地区秋季平均降水量298.3 mm，较常年同期偏多2倍以上，甚至超过部分年份的夏季降水量，为历史同期秋季降水量最多的年份。2021年秋季各月降水量连续偏多，其中9月与10月降水量均偏多2倍以上，为1981年以来最多；10月初的连阴雨天气过程中，河北省136个县（市、区）的连阴雨日数突破1951年以来同期有记录的历史极值。

图1

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图1   1981—2021年京津冀地区秋季降水量时间序列

Fig.1   Time series of autumn precipitation in the Beijing-Tianjin-Hebei region from 1981 to 2021


从京津冀地区2021年秋季逐日降水量时间序列（图2）可以看出，该年秋季降水量在时间上分布不均匀，逐日降水量存在显著的季节内变化，降水过程持续时间较长。其中，9月4—6日、18—20日、24—26日及10月3—7日和11月6—7日出现明显的降水过程，持续时间多在3 d以上；9月4、19、20日及10月5、6日和11月7日降水量均超过20.0 mm，最大日降水量出现在9月19日（43.1 mm）。长时间连阴雨天气往往与大气的低频变化关系密切，考虑到边界效应，采用2021年1月1日至2022年2月28日逐日降水量数据进行Morlet小波分析（图3）。可以发现，2021年秋季京津冀地区降水量主要有2个显著周期，分别为7~8 d和10~20 d，30~60 d周期也存在，但未通过显著性检验。为了明确影响京津冀地区降水的主要低频周期，计算不同周期的方差贡献，考虑到30~60 d周期也是大气低频振荡的主要周期之一（尹志聪和王亚非，2011；郝立生等，2021），同时计算了30~60 d周期的方差贡献。从低频方差贡献可见，10~20 d周期方差贡献最大（44.0%），7~8 d和30~60 d周期方差贡献分别为19.7%和19.4%，远小于10~20 d周期方差贡献，可见在2021年秋季，河北省降水主要受10~20 d低频振荡周期影响。

图2

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图2   2021年京津冀地区秋季逐日降水量序列

Fig.2   Time series of daily precipitation in the Beijing-Tianjin-Hebei region in autumn of 2021


图3

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图3   2021年京津冀地区秋季降水量Morlet小波分析

（阴影为通过90%置信水平检验的区域）

Fig.3   Morlet wavelet analysis of autumn precipitation in 2021 in the Beijing-Tianjin-Hebei region

（Shadows are regions that pass the 90% confidence level test）


为了明确10~20 d低频振荡与降水量变化之间的关系，绘制经10~20 d带通滤波后京津冀地区2021年秋季逐日降水量时间序列图（图4），可以看到，秋季前期10月中旬以前京津冀地区降水量10~20 d低频振荡幅度较大、周期较长；秋季后期，降水量低频振荡幅度较小、周期较短。在整个秋季，京津冀地区降水经历了约6个低频振荡周期，降水主要发生在低频振荡较强的4次低频振荡周期中，并且降水的峰值日与低频振荡的峰值日非常接近甚至是同一天，这也印证了实况降水与10~20 d低频振荡之间存在密切联系。

图4

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图4   经10~20 d低频滤波后的2021年秋季京津冀地区逐日降水量序列

Fig.4   Daily precipitation after 10~20 days filtering in autumn of 2021 in the Beijing-Tianjin-Hebei region


3 秋季降水与低频振荡之间的联系

将低频振荡划分为8个位相（各位相对应的低频振荡强度示意位置见图4中序号位置所示），其中第3位相和第7位相分别为低频振荡的活跃位相和中断位相，第1位相和第5位相为低频振荡振幅为0的中间位相，第2、4、6、8位相为低频振荡幅度超过本次低频振荡振幅一半以上时的位相。选取4次较强降水过程发生的低频振荡周期按照对应位相进行合成，来研究降水与低频振荡的阶段特征。

3.1 对流层中层低频环流场演变特征

图5为第1至第8位相500 hPa位势高度场经10~20 d带通滤波后的异常场空间分布。可见，整个低频环流变化过程表现为中高纬度高压和低压异常环流在京津冀地区上空交替。异常环流系统自西北向东南移动，高压异常前部有辐散，低压异常前部有辐合。第1位相[图5（a）]时，在新地岛—巴尔喀什湖—华北地区有“高压、低压、高压”异常中心分布，京津冀地区上空受高压异常影响，高压异常前部有辐散运动，不利于低层出现上升运动，不利于降水出现。随着气压异常中心向下游移动，在第2位相[图5（b）]，京津冀上空高压异常减弱东移，京津冀西部位于低压异常前部，低压异常前部有辐合运动，有利于低层形成上升运动，有利于降水过程开始。第3位相[图5（c）]，低压异常移动到京津冀上空，强度达到最强，影响范围也达到最大，京津冀全部位于辐合区内，上升运动达到最强，此时段基本与降水量峰值时段相对应，是降水活跃位相。在第4位相[图5（d）]，气压异常中心继续东移，强度略减弱，京津冀位于低压异常中后部，辐合运动减弱，降水强度也开始减弱。第5位相[图5（e）]至第6位相[图5（f）]时，中纬度地区巴尔喀什湖有高压异常向东移动，京津冀地区位于高压异常前部和低压异常后部，配合有辐散运动加强，有利于形成下沉运动，不利于降水进一步发展增强。第7位相[图5（g）]，京津冀位于高压异常控制之下，高空有辐散运动，下沉运动达到最强，降水在这一阶段最弱，处于中断位相。在第8位相[图5（h）]，此时京津冀上空高压异常继续东移，高压异常前部进入日本海地区，辐散区位于黄渤海地区，一次低频振荡的完整周期变化结束。

图5

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图5   不同位相500 hPa位势高度异常（等值线，单位：dagpm）和散度异常（阴影，单位：10-6s-1）分布

（“H”表示高压，“L”表示低压；方框为京津冀地区所在位置，下同）

Fig.5   The distribution of geopotential height field anomaly (contours, Unit: dagpm) and divergency anomaly (the shaded, Unit: 10-6s-1) at 500 hPa in different phases

(The “H” is for high pressure, and the “L” is for low pressure, the box shows the location of the Beijing-Tianjin-Hebei region, the same as below)


3.2 对流层低层低频环流场演变特征

降水天气过程不仅受高层低频环流动力扰动触发，还需要对流层低层水汽输送条件与之配合。Lee等（2013）曾采用向外长波辐射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）资料和850 hPa纬向风速日资料经过经验正交分解（EOF）后得出，北半球夏季大气季节内振荡（BSISO）第二模态的10~30 d振荡具有由西北太平洋向西北方向传播的特征，表明季风开始后强降水过程的动力特征和水汽来源于西北太平洋。

为了进一步了解京津冀地区2021年秋季降水的动力条件与水汽来源，图6给出了850 hPa低频环流和700 hPa垂直运动异常分布。可以看出，京津冀地区主要受中国东部沿海上空的异常反气旋和异常气旋交替影响。第1位相[图6（a）]时，中国东部沿海地区上空自南向北依次有异常“反气旋、气旋、反气旋”分布，京津冀位于异常反气旋和异常气旋之间，受东南风异常影响，有利于水汽在京津冀上空汇集，配合700 hPa有上升运动，有利于低频降水发生，但是此时异常气旋强度还较弱，没有明显的闭合中心，异常环流中心处于发展阶段。第2位相[图6（b）]，上述异常气旋与反气旋中心略向北移动，异常气旋东北部有风向切变，有利于降水发展和加强，700 hPa垂直上升运动也北移加强，低频降水进一步发展，实况中降水过程开始。第3位相[图6（c）]为低频降水最强阶段，异常气旋中心位于京津冀上空，随着气旋北移，上升运动也随之北移，中心位于京津冀及辽宁地区，这种异常环流配置有利于降水过程达到最强，基本与实况降水最强时段相对应。至第4位相[图6（d）]，河北上空的异常气旋继续北移，京津冀地区受异常气旋西侧的偏北风异常影响，700 hPa有下沉运动，京津冀地区低频降水开始减弱，实况中降水在这一时段也减弱，同时，南海至西太平洋地区又有新的异常气旋性环流加强发展。第5位相[图6（e）]为降水活跃位相与中断位相之间的过渡位相，此时段北部异常气旋移至我国东北地区，异常反气旋主体位于华中地区一带，南海至西太平洋地区的异常气旋进一步发展加强，异常系统北上；京津冀地区在北风异常影响下，700 hPa为下沉运动，降水过程结束。第6位相[图6（f）]，南海至西太平洋异常气旋加强并北移，异常反气旋北上并有所加强，北部异常气旋向北移动，强度略有减弱；京津冀地区受异常气旋影响时段结束，在西北风异常影响下，叠加700 hPa下沉运动，低频降水强度进一步减弱，此时多为弱或无降水。第7位相[图6（g）]为低频降水的中断位相，在这一时段为低频降水最少时段，通常实况场中无降水，此时整个京津冀地区处于异常反气旋控制下，下沉运动也达到最强，不利于降水出现。第8位相[图6（h）]异常反气旋在京津冀地区略减弱北移，下沉运动中心北移，伴随有弱异常气旋向北移动，南部有上升运动区移来，南海及西太平洋地区有异常反气旋加强北上，至此一次低频降水周期变化到达尾声，进入下一次降水过程的酝酿阶段。

图6

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图6   不同位相850 hPa风场异常（箭矢，单位：m·s-1）与700 hPa垂直速度异常（阴影，单位：Pa·s-1）分布

（“A”和“C”分别表示异常反气旋和异常气旋）

Fig.6   The distribution of wind field anomaly (arrow vectors, Unit: m·s-1) at 850 hPa and vertical velocity anomaly (the shaded, Unit: Pa·s-1) at 700 hPa in different phases

(The “A” and “C” are for abnormal anticyclone and abnormal cyclone, respectively)


3.3 低频水汽输送特征

水汽条件是影响降水强度的关键因素之一（郭静妍和肖栋，2023），为了探究低频水汽条件在降水过程中的影响，图7和图8分别给出低频水汽通量异常及水汽通量散度异常32.5°N—45.0°N平均的时间-经度剖面和110°E—120°E平均的时间-纬度剖面。从图7看出，水汽通量异常主要表现为自东向西递减，水汽通量散度异常则表现为东传特征，可见低频降水过程的水汽来源为东部洋面，形成降水的动力因素则是自西向东传播而来，这与前面对流层高层异常环流中心移动的分析结果相一致。从图8可以看出，水汽输送通量异常呈南多北少的空间分布，并有明显的北传特征，水汽主要自南向北输送，但是在10月上旬和11月中旬，水汽通量异常输送有2次明显的南退，使得11月中旬后水汽很难到达30°N以北地区。实况中也可以看到在第一次南退后京津冀地区降水过程的降水量有一次明显减少，11月中旬之后京津冀地区降水量再次减少，在此之后京津冀地区无明显降水过程。水汽通量散度异常在低纬度地区表现为自南向北传播，在中纬度地区则表现为自北向南传播。京津冀地区地处中纬度地区，受到自北向南移动的异常环流系统影响。

图7

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图7   整层积分低频水汽通量异常（等值线，单位：kg·m-1·s-1）及水汽通量散度异常（阴影，单位：10-5 kg·m-2·s-1）沿32.5°N—45°N平均的时间-经度剖面

（箭头表示各次降水过程，下同）

Fig.7   The time-longitude profile of averaged low-frequency water vapor flux anomaly（isolines，Unit： kg·m-1·s-1） and water vapor flux divergence anomaly（the shaded，Unit： 10-5 kg·m-2·s-1） integrated of the whole layer along 32.5°N-45.0°N

（The arrows represent each precipitation process，the same as below）


图8

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图8   整层积分低频水汽通量（等值线，单位：kg·m-1·s-1）及水汽通量散度（阴影，单位：10-5 kg·m-2·s-1）沿110°E—120°E平均的时间-纬度剖面

Fig.8   The time-latitude profile of averaged low-frequency water vapor flux anomaly（isolines，Unit： kg·m-1·s-1） and water vapor flux divergence anomaly（the shaded，Unit： 10-5 kg·m-2·s-1） integrated of the whole layer along 110°E-120°E


可见，2021年秋季京津冀地区降水主要受中高纬度南下和热带地区北上的异常环流系统协同影响，中高纬南下异常环流系统给京津冀地区带来适宜的动力抬升，热带地区对流层低层北上异常气旋向北输送大量水汽，从而形成良好的水汽条件，共同造成秋季降水量异常偏多。通过几次降水过程中异常水汽通量及水汽通量散度的配合来看，9月18—20日和10月3—7日两次降水过程强度较其他降水过程明显偏强，这两次过程中异常水汽通量与水汽通量散度的峰值时段基本一致。9月4—6日和11月6—7日两次过程水汽条件较差，异常水汽通量与低频水汽通量散度的峰值时段不完全同步，造成这两次过程强度上略逊一筹。因此当异常水汽通量与水汽通量散度相互协同配合时易形成较强的降水过程，且对应的降水过程持续时间也会更长；当二者之一单独活跃时，京津冀地区降水量会偏多，但出现异常偏多的可能性较小。

4 结论与讨论

利用1981—2021年京津冀地区170个国家级气象站逐日降水资料和2021年NCEP/NCAR逐日再分析资料，采用Morlet小波分析、Lanczos滤波分析与合成分析等方法，对2021年秋季京津冀地区逐日降水的低频振荡周期及环流特征进行分析，得到以下主要结论：

（1）京津冀地区2021年秋季降水的低频振荡以10~20 d的准双周振荡为主，低频方差贡献远大于7~8 d和30~60 d周期的低频方差贡献。降水主要发生在低频振荡第2~4位相时段内，第3位相为降水的最有利时段。

（2）对流层中层大气低频环流表现为中纬度自西向东移动的低压和高压异常环流系统的交替变化。降水活跃期，在新地岛、巴尔喀什湖与华北上空有高压和低压异常呈波列形式沿西北—东南方向移动，当京津冀地区处于低压异常前部低频辐合区时有利于降水出现。

（3）对流层低层表现为850 hPa低纬度自南向北移动的异常气旋与异常反气旋北上，当京津冀地区受异常气旋前部南风影响时，有利于暖湿气流向京津冀地区输送，配合700 hPa上升运动，有利于京津冀地区降水达到最强。在高低空异常环流配合下，京津冀地区低频降水处于活跃阶段，有利于降水加强，形成稳定而强烈的降水过程。

（4）京津冀地区受中高纬南下系统和热带系统北上协同影响，中高纬南下异常环流系统给京津冀地区带来适宜的动力抬升作用，热带地区对流层低层北上异常气旋向北输送大量水汽，从而形成良好的水汽条件，共同造成秋季降水量异常偏多。从每次过程的水汽条件看，2021年秋季几次明显的降水过程均有较强的偏南气流向京津冀地区输送大量水汽，随着水汽大值区南撤，降水强度逐渐减弱，造成几次降水过程强度上的差异。因此在开展延伸期降水过程降水强度预报时应提高对副热带地区异常环流系统北移的关注。

本文只是针对2021年秋季低频环流演变对降水过程的影响进行了分析，对于10~20 d低频振荡的预报作用还需要结合具体气候背景进行有针对性的分析和验证。许多研究（尹志聪和王亚非，2011；郝立生等，2015；韩世茹等，2021）指出，10~20 d低频振荡与30~60 d低频振荡对我国东部地区的降水均有显著影响，二者对京津冀地区的影响、低频振荡的年际变化及其对降水的影响也是气候预测工作的关注重点，还需要开展进一步研究。未来将从热带印度洋、北大西洋及西北太平洋等区域的海洋信号入手，研究低频振荡的年际差异及信号来源，将针对不同低频周期作用下降水的差异进行分析，从10~20 d与30~60 d周期的不同传播能力与影响范围的角度来分析其对京津冀地区降水的影响，为不断提高对京津冀地区降水的认识和预报能力提供理论支撑。

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