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太阳是地球气候系统最根本的能量源，气候系统对太阳活动变化的响应具有区域敏感性。在太阳活动对冬季太平洋气候的影响方面，以往的研究更多地关注于热带太平洋地区，实际上，太阳信号在热带外北太平洋也有显著的表现，然而对于太阳活动对冬季北太平洋海气系统的影响，缺乏针对性和系统性的研究工作。考虑到冬季北太平洋地区强劲的西边界流、较强的大气斜压性、以及与西侧大陆之间较大的海陆热力差异，本文选取了三个能够代表冬季北太平洋气候背景特点的重要区域性海气系统——北太平洋副极地海洋锋区(SAFZ)、亚太副热带急流(APSJ)和东亚冬季风(EAWM)，利用近三十几年的观测与再分析资料，详细考察了它们对太阳活动变化的响应情况，并尽可能深入地探索了太阳活动对这些海气系统的可能影响机制和途径。本文发现的新事实与得到的结论有:
(1)太阳信号有“选择性”地显著表现在APSJ中心区。前人的研究通常是从全球纬圈平均的角度去分析太阳活动对对流层副热带急流(SJ)的影响，很可能忽视了SJ对太阳活动变化的某些区域性响应特征。分析发现，在北半球冬季，太阳黑子数(SSN)与表征APSJ中心强度变化的亚太地区200hPa纬向风内部变率的第二模态显著相关。值得注意的是，冬季APSJ对太阳活动变化的显著响应唯独出现在其中心区，表现为西风强度的减弱。进一步的研究揭示了太阳信号可以通过两条途径“自上而下”从平流层向对流层APSJ区域传播。其一，热带传播途径:太阳活动的加强导致冬季平流层Brewer-Dobson环流减弱，其在热带的异常下沉支促进了臭氧在热带平流层低层的堆积，臭氧浓度显著升高的位置与APSJ中心区的经度位置恰好吻合，从而引起热带平流层低层的升温，热带对流层局地上升运动随之受到抑制，最终通过局地哈德莱环流间接减弱了APSJ中心强度。其二，中高纬度传播途径:在前冬（11月-12月），随着太阳活动的增强，平流层热带和中高纬度之间的温度梯度加大，中纬度西风因而加速，且该显著西风异常的经度位置与APSJ中心区非常接近;增强的平流层中纬度西风会造成行星波向下的异常传播，之后通过波流相互作用，太阳信号从平流层下传至对流层副热带地区;最终在后冬（1月-2月），APSJ中心区西风明显减弱。需要强调的是，太阳活动的加强所间接引起的平流层低层臭氧浓度的显著升高，以及平流层中纬度西风的显著加速，都只出现在APSJ中心区经度位置的上空，这是造成太阳信号只“选择”显著表现在APSJ中心区的重要原因。此外，由于海洋和海气耦合在放大太阳活动对对流层大气环流影响中起着重要的作用，我们认为黑潮延伸体区(KE)局地海温(SST)可能是太阳信号在APSJ区域“自下而上”传播的关键媒介。与SSN的增强密切相关的KE SST正异常可以通过影响对流层的经向温度梯度和局地纬向环流两种方式，间接削弱APSJ中心强度。
(2)北太平洋SAFZ对太阳活动变化具有明显响应。基于观测资料的研究结果显示，冬季北太平洋SAFZ强度与SSN之间呈显著的正相关关系。北太平洋中纬度SST年代际变率的大值区刚好位于SAFZ主体区内，而且SAFZ强度指数具有与太阳活动一致的准11年周期，说明太阳活动和SAFZ在共同的年代际周期上存在内在联系。若暂不考虑太阳活动对海洋内部过程的影响，我们发现，SSN与SAFZ的显著关联可能是通过太阳活动“自上而下”间接影响SAFZ附近表面风场而建立的。具体来说，在前冬(11月-12月)，太阳活动的加强导致平流层副热带至中纬度地区经向温度梯度增大，平流层中纬度西风随之加速，显著增强的西风会引起行星波的异常向极向下传播，进而通过波流相互作用，平流层的太阳信号逐步传递至对流层低层;之后在12月，已经下传的太阳信号在近地面表现为阿留申低压(AL)的减弱，北太平洋中纬度表面西风相应减速，在1月最为显著;减弱的局地表面西风有利于局地SST的升高，所以在后冬（2月），中纬度SST正异常持续出现且幅度略有增大，同时SAFZ得到加强。另外，太阳活动与冬季北太平洋SAFZ的关系在CMIP5自然强迫（仅包含太阳辐射强迫和火山气溶胶强迫）历史模拟试验中也有着不错的表现。
(3)太阳活动能够对EAWM产生显著影响，并对欧亚大陆冬季气温具有调制作用。太阳活动的增强减弱了亚洲大陆和北太平洋之间的海陆热力差异，同时西伯利亚高压(SH)与AL均发生减弱，对应EAWM的减弱。进一步的分析阐释了太阳活动“自上而下”影响EAWM的过程。随着太阳活动的增强，平流层中纬度经向温度梯度在11月明显加大，平流层中纬度西风随之加速，从而导致平流层极区位势高度的显著降低;之后，平流层极区的位势高度负异常在1个月内下传至对流层及地表，12月的极区表面出现显著的低压异常;随后在1月，极地低压异常向西伯利亚地区发展，SH明显减弱，EAWM也发生减弱;2月的情况与1月类似，不过SH与EAWM的异常幅度均有所减小。在这一系列过程中，11月-12月极区平流层太阳信号的下传，以及12月-1月极地表面低压异常向西伯利亚地区的移动，是太阳活动与EAWM建立显著联系的关键。研究还揭示了，冬季欧亚大陆中高纬地区的表面温度具有显著的太阳活动准11年周期信号，并认为太阳活动可以通过影响北大西洋涛动(NAO)和SH(或EAWM)，间接对冬季欧亚大陆气温产生明显的调制作用。一方面，太阳活动的加强对应类NAO正位相，易引起欧洲及亚洲高纬度地区的升温;另一方面，太阳活动的增强引起SH和EAWM的减弱，有利于亚洲中纬度地区的增暖。在此基础上，我们还发现了冬季欧亚大陆气温对太阳活动变化具有非对称的响应特征。在太阳活动低值年，北大西洋大气环流对SSN变化的响应呈显著的类NAO正位相，NAO正位相与欧亚大陆中高纬地区的增暖联系密切，因而该区域的表面温度显著升高;而在太阳活动高值年，与SSN相关的环流场和表面温度场中均不存在明显的太阳信号。
(1)太阳信号有“选择性”地显著表现在APSJ中心区。前人的研究通常是从全球纬圈平均的角度去分析太阳活动对对流层副热带急流(SJ)的影响，很可能忽视了SJ对太阳活动变化的某些区域性响应特征。分析发现，在北半球冬季，太阳黑子数(SSN)与表征APSJ中心强度变化的亚太地区200hPa纬向风内部变率的第二模态显著相关。值得注意的是，冬季APSJ对太阳活动变化的显著响应唯独出现在其中心区，表现为西风强度的减弱。进一步的研究揭示了太阳信号可以通过两条途径“自上而下”从平流层向对流层APSJ区域传播。其一，热带传播途径:太阳活动的加强导致冬季平流层Brewer-Dobson环流减弱，其在热带的异常下沉支促进了臭氧在热带平流层低层的堆积，臭氧浓度显著升高的位置与APSJ中心区的经度位置恰好吻合，从而引起热带平流层低层的升温，热带对流层局地上升运动随之受到抑制，最终通过局地哈德莱环流间接减弱了APSJ中心强度。其二，中高纬度传播途径:在前冬（11月-12月），随着太阳活动的增强，平流层热带和中高纬度之间的温度梯度加大，中纬度西风因而加速，且该显著西风异常的经度位置与APSJ中心区非常接近;增强的平流层中纬度西风会造成行星波向下的异常传播，之后通过波流相互作用，太阳信号从平流层下传至对流层副热带地区;最终在后冬（1月-2月），APSJ中心区西风明显减弱。需要强调的是，太阳活动的加强所间接引起的平流层低层臭氧浓度的显著升高，以及平流层中纬度西风的显著加速，都只出现在APSJ中心区经度位置的上空，这是造成太阳信号只“选择”显著表现在APSJ中心区的重要原因。此外，由于海洋和海气耦合在放大太阳活动对对流层大气环流影响中起着重要的作用，我们认为黑潮延伸体区(KE)局地海温(SST)可能是太阳信号在APSJ区域“自下而上”传播的关键媒介。与SSN的增强密切相关的KE SST正异常可以通过影响对流层的经向温度梯度和局地纬向环流两种方式，间接削弱APSJ中心强度。
(2)北太平洋SAFZ对太阳活动变化具有明显响应。基于观测资料的研究结果显示，冬季北太平洋SAFZ强度与SSN之间呈显著的正相关关系。北太平洋中纬度SST年代际变率的大值区刚好位于SAFZ主体区内，而且SAFZ强度指数具有与太阳活动一致的准11年周期，说明太阳活动和SAFZ在共同的年代际周期上存在内在联系。若暂不考虑太阳活动对海洋内部过程的影响，我们发现，SSN与SAFZ的显著关联可能是通过太阳活动“自上而下”间接影响SAFZ附近表面风场而建立的。具体来说，在前冬(11月-12月)，太阳活动的加强导致平流层副热带至中纬度地区经向温度梯度增大，平流层中纬度西风随之加速，显著增强的西风会引起行星波的异常向极向下传播，进而通过波流相互作用，平流层的太阳信号逐步传递至对流层低层;之后在12月，已经下传的太阳信号在近地面表现为阿留申低压(AL)的减弱，北太平洋中纬度表面西风相应减速，在1月最为显著;减弱的局地表面西风有利于局地SST的升高，所以在后冬（2月），中纬度SST正异常持续出现且幅度略有增大，同时SAFZ得到加强。另外，太阳活动与冬季北太平洋SAFZ的关系在CMIP5自然强迫（仅包含太阳辐射强迫和火山气溶胶强迫）历史模拟试验中也有着不错的表现。
(3)太阳活动能够对EAWM产生显著影响，并对欧亚大陆冬季气温具有调制作用。太阳活动的增强减弱了亚洲大陆和北太平洋之间的海陆热力差异，同时西伯利亚高压(SH)与AL均发生减弱，对应EAWM的减弱。进一步的分析阐释了太阳活动“自上而下”影响EAWM的过程。随着太阳活动的增强，平流层中纬度经向温度梯度在11月明显加大，平流层中纬度西风随之加速，从而导致平流层极区位势高度的显著降低;之后，平流层极区的位势高度负异常在1个月内下传至对流层及地表，12月的极区表面出现显著的低压异常;随后在1月，极地低压异常向西伯利亚地区发展，SH明显减弱，EAWM也发生减弱;2月的情况与1月类似，不过SH与EAWM的异常幅度均有所减小。在这一系列过程中，11月-12月极区平流层太阳信号的下传，以及12月-1月极地表面低压异常向西伯利亚地区的移动，是太阳活动与EAWM建立显著联系的关键。研究还揭示了，冬季欧亚大陆中高纬地区的表面温度具有显著的太阳活动准11年周期信号，并认为太阳活动可以通过影响北大西洋涛动(NAO)和SH(或EAWM)，间接对冬季欧亚大陆气温产生明显的调制作用。一方面，太阳活动的加强对应类NAO正位相，易引起欧洲及亚洲高纬度地区的升温;另一方面，太阳活动的增强引起SH和EAWM的减弱，有利于亚洲中纬度地区的增暖。在此基础上，我们还发现了冬季欧亚大陆气温对太阳活动变化具有非对称的响应特征。在太阳活动低值年，北大西洋大气环流对SSN变化的响应呈显著的类NAO正位相，NAO正位相与欧亚大陆中高纬地区的增暖联系密切，因而该区域的表面温度显著升高;而在太阳活动高值年，与SSN相关的环流场和表面温度场中均不存在明显的太阳信号。