由於北極渦與副熱帶高壓是兩個影響我國天氣氣候變化的主要大氣環流實體，兩者緊密相聯，且均對華北夏季降水有明顯作用，本文使用 NCEP/NCAR 再分析資料、國家氣候中心提供的 74 個大氣環流因子及中國 160 站月降水資料，利用合成分析、相關分析及 SVD 等方法討論了夏季北極渦與北半球大氣環流及副熱帶高壓的相互關系，分析了夏季北極渦及副高對華北降水的***同作用。結果表明：(1) 北極渦的變化不僅與高緯高度場密切相關，而且與中、低緯度環流緊密聯系，當極渦異常偏大偏強，中、低緯地區位勢高度均明顯偏低，北半球副高的面積和強度易偏小，北界位置易偏南，其中副高強度的變化最大。(2) 各分區極渦因子與副高因子之間基本呈顯著的負相關，而與西太平洋和南海副高的北界、脊線位置呈正相關。(3) 極渦指數、副高脊線及北界指數與華北降水之間以正相關為主，副高面積、強度指數與華北降水基本呈負相關。當亞洲和歐洲區極渦異常南擴，北非、大西洋、北美副高顯著收縮減弱，西太平洋和南海副高明顯北擡時，華北降水易增加。關 鍵 詞：北極渦；副熱帶高壓；華北夏季降水中圖分類號：P466文獻標識碼：A 收稿日期: 2007-01-29; 修訂日期：2008-05-28基金項目：國家自然科學基金委重點基金(40633015)；中國氣象局新技術推廣項目(北半球平流層爆發性增溫與極渦活動對東亞對流層阻塞的影響)***同資助通訊作者: 張恒德，男，安徽含山人，博士，主要從事大氣動力學研究。E-mail: zhanghengde1977@163.com. 1 引言北極渦與副熱帶高壓(簡稱副高)是影響我國天氣氣候變化的兩個主要大氣環流實體[1-3]。但極渦與副高對天氣氣候的影響並非孤立，而是相互配合、協同作用，極渦主要體現中高緯環流特征，副高很大程度上反映出中低緯大氣環流的變化，且兩者關系密切，有人將兩者聯系起來分析它們與大氣環流的關系及對氣候環境的影響。施能等[4]指出兩者均增強的趨勢是我國冬季氣溫長期趨勢變化及年代際變化的壹個直接原因。吳尚森等[5]把極渦與副高作為兩個主要因子建立預測華南冬季異常冷月的模型。劉傳鳳等[6]認為亞洲極渦與西太平洋副高是南方低溫冷害的主要因子。時珍玲[7]認為極渦與副高的強弱是導致江淮地區洪澇災害或少雨幹旱主要原因。梁建茵等[1]將兩極極渦的強度變化和副高看作廣東前汛期旱澇的主要預測因子。孫力等[8]分析了春季極渦和西太平洋副高對秋季東亞大氣環流的影響。黃嘉佑等[9]發現綜合研究兩者對我國夏季降水的影響要比分別研究它們各自的影響效果更好，預報價值也更高。彭維耿等[10]還發現 4 月兩者的變化對寧夏沙塵暴影響顯著。上述研究均在診斷分析天氣、氣候及環境的演變過程中考慮到極渦、副高的變化，未能討論兩者的相互作用，因此，有必要探討極渦與大氣環流及副高的關系，從而更好地分析它們對天氣氣候的影響。華北降水主要集中在夏季，占全年降水總量的 3/4以上，近年來，人們對華北夏季降水作了大量研究，並指出季風活動[11]、阻塞高壓[12]、西太平洋副高[13]、北極濤動[14]、南亞高壓[15]、青藏高原熱力異常[16]甚至南半球高緯環流異常[17]等均對華北夏季降水有壹定的影響。這些結果給出了華北夏季降水的壹些影響機理，對華北夏季旱澇的預報還有壹定的指示意義，但未能將極渦與副高結合起來討論它們***同對華北降水的作用。基於極渦與副高之間的緊密聯系及兩者對我國天氣氣候的顯著影響，並結合華北夏季降水的重要性，若能弄清夏季北極渦與大氣環流、副高的關系，並摸索出極渦與副高對華北夏季降水的***同影響，將有助PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
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418熱 帶 氣 象 學 報24 卷於加強對大氣環流及華北夏季降水異常的機理分析，提高華北夏季降水的預測能力。2 資料和方法文中主要用到的資料包括：NCEP/NCAR的1950～2002年逐月再分析500 hPa高度場；中國氣象局國家氣候中心提供的1951～2002年74個大氣環流因子及中國160 站月降水資料，從中選取承德、北京、天津、石家莊、德州、刑臺、安陽、煙臺、青島、濰坊、濟南、臨沂、荷澤、鄭州、長治、太原、臨汾***17 個站代表華北地區。本文主要借助於合成分析、相關分析及SVD[18]等常規的統計方法來診斷分析極渦與副高的聯系及它們對華北降水的影響。3 夏季北極渦與大氣環流的相關性如圖 1a 所示，極渦面積與位勢高度場之間除在極區附近(70 °N 以北)存在弱的正相關外，在其它地區均呈現顯著負相關，絕大部分地區能通過 0.01 的顯著性檢驗。而從極渦強度與 500 hPa 位勢高度的相關系數分布(圖 1b)可看出，絕大部分地區表現為較強的負相關，中、低緯度更為顯著，很多地區負相關系數可達-0.5，只有極少數地區呈現弱的正相關，相關系數僅為 0.1。這些說明，夏季北極渦對中、低緯度地區的環流形勢影響相對顯著，當北極渦面積、強度異常增大時，中、低緯地區位勢高度通常偏低，反之亦然。有關夏季北極渦與大氣環流之間關系可通過對位勢高度場的合成分析得到進壹步說明。根據夏季北極渦面積及強度標準化距平的變化曲線(圖略)，將標準化距平≥1.0 的年份作為大值年，標準化距平≤-1.0 的年份看作小值年，分別可以得到夏季極渦面積和強度的大、小值年(表 1)。根據表 1 中列出的夏季極渦大小及強弱年份，分別對夏季的 850 hPa、500 hPa、200 hPa 位勢高度場作為對流層低層、中層、高層進行了合成分析，重點討論對流層中層(500 hPa)。表 1 夏季極渦面積及強度的大、小值年份面積大值11 年：1957、1958、1959、1960、1962、1963、1964、1965、1966、1968、1971 面積小值10 年：1951、1952、1981、1988、1989、1996、1998、1999、2000、2002 強度大值9 年：1961、1962、1963、1964、1965、1970、1976、1992、1994 強度小值 8 年：1952、1953、1954、1977、1993、1998、2000、2001圖 1 1950～2002 年夏季 500 hPa 北極渦面積指數(a)、強度指數(b)與同期北半球(0～90 °N)500 hPa 位勢高度之間的相關系數分布陰影區通過 0.1 的顯著性檢驗。從圖 2a、2b、2c 所示的北極渦面積大值、小值夏季 500 hPa 高度場合成及兩者差值可以直觀地看出，兩者的中低緯地區高度差別較大，在極渦面積大的夏季，位勢高度偏低，表征副高的 588 dgpm 線所圍區域偏小，在西太平洋地區 588 dgpm 線幾乎消失，而當極渦面積異常小時，西太平洋副高強勢，且北擡程度較大；中緯度地區的位勢高度值相差較大，極渦面積大的夏季高度值要低很多(如圖 2c，不少地區差值達到40 gpm,甚至 60 gpm)，例如 570 dgpm 線主體位於 50 °N以南，而極渦面積小的夏季 570 dgpm 線基本處於 50 °N 以北；在高緯地區兩者環流形勢差別不顯著，但高度值有較大差異，甚至超過 30 gpm。此外，從高度場距平合成分布(圖略)可進壹步得知，在極渦面積大的夏季，中高緯絕大部分地區為負距平區，中心位於東亞大陸；而當極渦面積異常小，亞歐大陸及阿拉斯加灣出現正距平中心，尤其在烏拉爾山和鄂霍次克海，PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
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4 期張恒德等：夏季北極渦與副熱帶高壓的聯系及對華北降水的影響419 即亞歐大陸及阿拉斯加易出現阻塞形勢。圖 2 北極渦面積大值(a)、小值(b)夏季 500 hPa 北半球位勢高度場合成及兩者差值(c) 及北極渦強度大值(d)、小值(e)夏季 500 hPa 北半球位勢高度場合成及兩者差值(f) 由圖 2d、2e、2f 分別所示的北極渦強度大值、小值夏季 500 hPa 高度場合成及兩者差值可知，在極渦強度大的夏季，中低緯位勢高度偏低，表征副高特征的 588 dgpm 線的範圍要小得多，副高強度也明顯偏弱，西太平洋地區的 588 dgpm 線已消失；兩者的中緯度環流形勢相差不明顯，但高度值有較大差異(圖 2f)；在高緯地區，若極渦強度異常偏大，位勢高度普遍要低，例如 546 線所圍的區域要大得多，中心值低於 540 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
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420熱 帶 氣 象 學 報24 卷dgpm，極渦強度大值與小值年夏季絕大多數高緯地區位勢高度差值均在 30 gpm 以上(圖 2f)。高度場距平合成(圖略)進壹步反映出，極渦強度大的夏季，除加拿大以外，北半球位勢高度基本表現出負距平，在中、高緯地區，中心值達-30 gpm；而在極渦強度小的夏季，歐洲西北部以外的北半球大部分區域均出現正距平，中、高緯不少地區的正距平均在 20 gpm 以上。由於大氣的斜壓性，850 hPa 及 200 hPa 高度場合成與 500 hPa 高度的結果存在壹定差異，但總體趨勢相同。由此可知，夏季北極渦的變化不僅與高緯度位勢高度場密切相關，且與中、低緯度環流也有著緊密聯系，500 hPa 北極渦的面積及強度對北半球整個對流層的大氣環流均有顯著影響，尤其對中緯度的阻塞、中低緯度的副熱帶高壓有較強作用。基於夏季北極渦與大氣環流相互關系的合成分析初步結果，下面將重點分析北極渦與副熱帶高壓間的相互關系。4 夏季北極渦與副高之間的關系根據副熱帶高壓常出現的地理位置，在國際上通常將北半球副高(5 °E～360 °)劃分為以下幾個部分進行研究：印度副高(65～95 °E)、西太平洋副高(110 °E～180 °)、東太平洋副高(175～115 °W)、北非大西洋北美副高(110～60 °E)，最後壹部分又可劃分為北美副高(110～60 °W)、大西洋副高(55～25 °W) 、北非副高(20 °W～60 °E)，其中對我國影響最顯著的是西太平洋副高，國內有關副高的研究主要也是針對西太平洋地區。我國對極渦也作了相應分區，即Ⅰ區(60～150 °E)、Ⅱ區(150 °E～120 °W)、Ⅲ區(120～30 °W)、Ⅳ區(30 °W～60 °E)。國家氣候中心提供了北半球及各分區的副熱帶高壓指數及北極渦指數。各副高指數在本文中標號為1～45，其中，1～11 為副高面積指數，依次對應北半球、北非、北非大西洋北美、印度、西太平洋、東太平洋、北美、大西洋、南海、北美大西洋、太平洋副高；12～22 為相應的副高強度指數；23～33 為對應的副高脊線指數；34～44 為相應的副高北界指數；45為西太平洋副高西伸脊點指數。圖 2 反映當北極渦面積、強度異常偏大時，則副高面積偏小，且主體位置南退；反之當北極渦面積和強度異常偏小時，副高面積易偏大，且主體位置北進。經計算可得，夏季北半球極渦面積指數與副高面積、強度、脊線及北界指數均成顯著的負相關，系數分別為-0.45、-0.52、-0.43、-0.49，至少達到 99%信度水平的顯著性檢驗；北半球極渦強度指數與副高面積、強度、脊線及北界指數之間也存在顯著的負相關，系數分別為-0.43、-0.51、-0.24、-0.34，要比極渦面積與副高的相關性稍弱壹些；總體看來，極渦對副高的強度影響最明顯，對脊線位置影響最弱。這進壹步表明，當北極渦異常擴張增強，副高會收縮、減弱、南退；反之亦然，若北極渦異常收縮減弱，副高則明顯擴大、增強、北擡。這大體可解釋為：當北半球極渦面積異常偏大、強度顯著偏強時，中高緯地區位勢高度明顯偏低，特征等高線偏南，副熱帶鋒區也異常南壓，中低緯地區的位勢高度普遍偏低，反映副高的 588 dgpm 線主體也偏小、偏南，即北半球副高面積偏小、強度偏弱、位置也偏南；反之，當北半球副高面積異常偏大、強度偏強、位置偏北時，副熱帶地區，即中低緯(這裏指 10～40 °N)地區的位勢高度相對偏高，則北半球極渦的南界特征等高線位置偏北，且中緯度地區位勢高度偏大，因此極渦的面積和強度易偏小。由於海陸分布及地形高低差異，北半球位勢高度並非在緯圈上均勻分布，不同區域的極渦與副高差別較大，極渦與副高之間的相關性在不同區域存在較大差異，有必要進行分區討論。為此對夏季極渦與副高作 SVD 分解，從而充分了解不同區域極渦與副高的關系， SVD 分解的具體構造為：將極渦指數作為左要素場，變量順序分別為Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區、Ⅳ區、北半球面積、Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區、Ⅳ區、北半球強度，並依次稱為極渦因子 1、2、……、10；將副高指數作為右要素場，變量順序為前面已經提到的 45 個副高指數，依次為副高因子 1、2、……、45。將夏季極渦與副高作 SVD 所得的前 3 對模態的方差貢獻百分率分別為 90.5、5.1、1.7，第 1 模態的方差貢獻百分率明顯高於其它模態，占絕對主導地位，第1 模態基本上能反映出極渦與副高的相互關系。另外，前 3 對模態的左右奇異向量的時間系數之間的相關系數分別為 0.69、0.63、0.40，均在 0.40 以上，表明極渦與副高的典型變量場之間總體相關性較強，尤其是第 1 模態相關性很高。因此，可取 SVD 所得的第 1 模態結果來分析。極渦指數與副高指數作 SVD 所得第 1模態的左異相關系數依次為：-0.58、-0.47、-0.24、-0.31、-0.60、-0.54、-0.49、-0.36、-0.27、-0.61。這些系數符號壹致，均可通過 95%信度的顯著性檢驗，表明所有的極渦因子對副高起同位相的作用，最顯著的兩個因子為北半球極渦面積及強度，其次為 I 區極渦面積和強度。由圖 3 所示的右場異性相關系數可知，除副高因子 27、31、38、42、45 對應的系數為負外(且不能通過顯著性檢驗)，其它因子的系數符號均為正，通過 0.10、0.05、0.01、0.001 顯著性水平檢驗的副高因子個數分別達到 31、27、22、15，其中副高因子 2、3、7、10、13、14、18，即北非、北非大西洋北美、北美副高的面積和強度及北美大西洋副高面積，對極渦異常的響應最強烈，系數值均達到 0.6 以上。因此結合左、右異性相關系數可知，北半球及各分區極渦的面積及強度與北半球及各分區副高的面積、強度、PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
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4 期張恒德等：夏季北極渦與副熱帶高壓的聯系及對華北降水的影響421 脊線及北界等大多數因子之間基本呈顯著的負相關，即當北半球及各分區極渦面積及強度異常偏小時，北半球及各分區大多數副高指數易偏大(小)，特別是亞洲區及北半球極渦與北非、北美、北美大西洋壹帶副高之間呈現顯著的負相關性。-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.50.60.7147101316192225283134374043圖 3 夏季極渦與同期副熱帶高壓 SVD 所得第 1 模態的右場異性相關系數橫坐標 1～45 表示副高因子 1～45，縱坐標為相應系數。5 對華北夏季降水的影響副高與極渦是大氣環流中非常重要的兩個系統，***同影響華北夏季降水，為此將夏季極渦、副高因子與華北降水作 SVD 分解。具體做法：將上壹節中提及的夏季極渦因子 1～10 作為左場要素 1～10，副高因子 1～45 隨之作為左場要素 11～55，同期華北 17 站降水作為右場要素，進行 SVD 分解。所得的前 3 對模態左右奇異向量的時間系數之間的相關系數分別為0.52、0.42、0.56，說明總體相關性較強。而前 3 對模態的方差貢獻百分率分別為 60.2、17.7、5.1，第 1 模態的占絕對主導地位，基本上反映出極渦和副高與華北夏季降水的關系。因此，可取第 1 模態結果來分析。圖 4 為第 1 模態左異相關系數(橫坐標 1～10 對應極渦因子 1～10、11～55 對應副高因子 1～45)，總體上看，系數 1～10 及 32～54 以正為主，系數 11～32及 45、46、55 基本為負。圖 4 中編號為 1、4、5、8、9、11、12、13、17、18、20、22、23、24、37、41、48、52 的因子對華北夏季降水影響顯著，其中異性相關系數可通過 0.05 的顯著性水平檢驗的因子有：亞洲、歐洲區及北半球極渦面積(因子 1、4、5)，北半球、北非、北非大西洋北美副高面積及強度(因子 11、12、13、22、23、24)，大西洋、北美大西洋副高面積(因子 18、20)，西太平洋、南海副高脊線及北界(因子 37、41、48、52)。華北地區承德、北京、天津、石家莊、德州、刑臺、安陽、煙臺、青島、濰坊、濟南、臨沂、荷澤、鄭州、長治、太原、臨汾等站對應的第 1 模態右場異性相關系數依次為 0.11、0.13、0.28、0.20、0.29、0.24、0.26、0.40、0.49、0.24、0.15、0.27、0.39、0.23、0.37、0.12、0.25。此 17 個系數符號均為正，說明華北 17站夏季降水的年際變化位相基本相同，受極渦與副高因子的影響也較壹致。結合這 17 個系數與圖 4 所示的左異相關系數可知，極渦各指數、副高脊線及北界指數與華北降水之間以正相關為主(除去Ⅲ區強度、北非副高北界、北非大西洋北美副高北界、西太平洋副高西伸脊點等主要指數)，副高面積、強度指數與華北降水大多成負相關。因此，當極渦顯著南擴加強、副高明顯收縮減弱，尤其當亞洲和歐洲區極渦異常南擴、北非大西洋北美副高顯著收縮減弱、西太平洋和南海副高明顯北擡，華北夏季降水易偏多；反之，若極渦收縮減弱，副高增強，華北夏季降水則易偏少。-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.41 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51圖 4 夏季極渦因子及副熱帶高壓因子與華北(17 站)降水作 SVD 所得第 1 模態的左場異性相關系數橫坐標 1～10 對應極渦因子 1～10、11～55 對應副高因子1～45，縱坐標為相應系數，虛線的值分別為 0.24 和-0.24。這種夏季極渦與副高對華北降水的影響主要可概括認為：夏季極渦的擴展增強通常可以從高緯地區帶來大量的冷空氣，這些冷空氣與華北地區的暖氣團相匯，易形成冷鋒或華北準靜止鋒，若水汽充足，從而引起明顯降水。另外，極渦的擴展、增強、南壓通常會伴隨副高收縮、減弱、南退，進壹步利於華北降水；而當副高顯著擴張、增強、北擡時，華北地區受高壓控制，這本身就不利於該地區降水，另壹方面這種高壓長期控制還抑制極渦的擴展南伸，造成南下的冷空氣不足，不易形成鋒面，更加不利於降水。6 小結與討論極渦與副熱帶高壓是影響我國天氣氣候變化的兩個主要大氣環流實體，兩者緊密相聯，均對華北夏季降水有顯著影響。(1) 北極渦的變化不僅與高緯度位勢高度密切相關，且與中低緯度環流緊密聯系，當極渦異常偏大偏強，這些地區位勢高度均明顯偏低，北半球副高的面積和強度易偏小，北界位置易偏南，其中副高強度的變化最大。PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
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422熱 帶 氣 象 學 報24 卷(2) 各分區極渦因子與副高因子之間基本呈顯著的負相關，而與西太平洋和南海副高的北界、脊線位置呈正相關。(3) 極渦指數、副高脊線及北界指數與華北降水之間以正相關為主，副高面積、強度指數與華北降水基本呈負相關。當亞洲和歐洲區極渦異常南擴，北非、大西洋、北美副高顯著收縮減弱，西太平洋和南海副高明顯北擡時，華北降水易增加。參 考 文 獻：[1] 梁建茵，吳尚森. 廣東省汛期旱澇成因和前期影響因子探討[J]. 熱帶氣象學報，2001，17(2): 97-108. [2] 畢寶貴，章國材，李澤椿. 2003 年淮河洪澇與西太平洋副高異常及成因的關系[J]. 熱帶氣象學報, 2004, 20(5): 505-514. [3] 張恒德, 陸維松, 高守亭，等. 北極渦活動對同期及後期我國氣溫的影響[J]. 南京氣象學院學報, 2006, 29(4): 507-516. [4] 施能，朱乾根. 北半球大氣環流特征量的長期趨勢及年代際變化[J]. 南京氣象學院學報, 1996, 19(3): 283-289. [5] 吳尚森，梁建茵. 華南冬季異常冷月預測概念模型 II——大氣環流、極冰、積雪等物理因子特征[J]. 熱帶氣象學報，2000，16(4): 289-296. [6] 劉傳鳳，高波. 我國南方春季低溫凍害氣候及其大氣環流特征[J]. 熱帶氣象學報，2001, 17(2): 179-187. [7] 時珍玲. 九十年代以來江淮流域夏季典型旱澇成因分析[J]. 氣象，1996, 22(9)：35-38. [8] 孫力, 安剛. 東亞地區春冬季與夏季大氣環流異常相互關系的研究[J]. 應用氣象學報, 2002, 13(6): 650-661. [9] 黃嘉佑，劉舸，趙昕奕. 副高、極渦因子對我國夏季降水的影響[J]. 大氣科學，2004，28(4): 517-526. [10] 彭維耿，陳楠. 寧夏多、少沙塵暴年 4 月平均環流特征的對比分析[J]. 高原氣象, 2002, 21(6): 599-603. [11] 吳尚森，梁建茵，李春暉. 南海夏季風強度與我國汛期降水的關系[J]. 熱帶氣象學報，2003，19(增刊)：25-36. [12] 李春，孫照渤. 中緯度阻塞高壓指數與華北夏季降水的聯系[J]. 南京氣象學院學報，2003，26(4)：458-464. [13] 譚桂蓉，孫照渤. 西太平洋副高與華北旱澇的關系[J]. 熱帶氣象學報，2004, 20(2): 206-211. [14] 李春，羅德海，方之芳，等. 北極濤動年代際變化與華北夏季降水的聯系[J]. 南京氣象學院學報，2005，28(6)：755-762. [15] 黃櫻，錢永甫. 南亞高壓與華北夏季降水關系的研究[J]. 高原氣象, 2003, 22(6): 602-607. [16] 趙聲蓉，宋正山，紀立人. 青藏高原熱力異常與華北汛期降水關系的研究[J]. 大氣科學, 2003, 27(5): 881-893. [17] 袁潮霞，錢永甫. 南半球高緯地區前期環流異常和我國華北地區夏季降水異常的聯系[J]. 熱帶氣象學報，2005，21(6)：705-578. [18] BRETHERTON C S, SMITH C, WALLACE J M. An intercomparison of methods for finding coupled patterns in climate data[J]. J Climate,1992, 5(6): 541-560. RELATIONSHIPS BETWEEN SUMMER NORTHERN POLAR VORTEX WITH SUB- TROPICAL HIGH AND THEIR INFLUENCE ON PRECIPITATION IN NORTH CHINAZHANG Heng-de1, JIN Rong-hua1, ZHANG You-shu2 (1. National Meteorological Center, CMA, Beijing 100081,China; 2. Airforce Meteorological Center, Beijing 100843, China) Abstract：The northern polar vortex and subtropical high (SH) are two important members of the atmospheric circulation which affect the weather and climate changes in China. They interact with each other closely and have great influence on summer precipitation in North China. Using the NCEP reanalysis data, 74 factors of the atmospheric circulation and monthly precipitation data from 160 stations in China provided by National Climate Center (NCC), the relationships among the northern polar vortex and the atmospheric circulation and SH during summer have been discussed and the joint effect of the polar vortex and SH on the precipitation in North China have been analyzed by means of composite analysis, correlative analysis and the SVD. The results show that the activity of the northern polar vortex is not only subject to geopotential heights in high latitudes, but also closely related to the circulation in middle and low latitudes. When the area and intensity of the polar vortex are anomalously large, the geopotential heights in the middle and low latitudes are much lower, so that the area and intensity of SH are the smaller, and the northern boundary of SH is more southward, especially for the change of the intensity. There is distinctively negative correlation between most indexes of polar vortex and factors of SH in Northern Hemisphere and transitional zones, while the polar vortex indexes are positively related to the northern boundary and ridge line indexes of SH in West Pacific and South China Sea. Most indexes of the polar vortex, north boundary and ridge line of SH are positively related to summer precipitation in North China, while the area and intensity indexes of SH are negatively correlated with it. In particular, the precipitation in North China increases obviously when the polar vortex anomaly in Asia and Europe enlarges, SH in North Africa, Atlantic, and North America shrink and weaken, and SH in West Pacific and South China Sea jumps northward. Key words：northern polar vortex；subtropical high；summer precipitation in North ChinaPDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com