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东亚夏季风和ENSO年际关系的年代际变化研究
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2017-10-31 | 【 【关闭】

  ENSO对东亚夏季气候有着重要影响。在ENSO衰减年夏季,东亚-西北太平洋地区存在的异常反气旋(WPAC)不仅会西北太平洋的对流活动,也会给该异常反气旋的西侧地区带来充足的水汽。对于WPAC的发展和维持已有很多研究,包括热带西太平洋异常对流冷却引起的大气罗斯贝响应,风-蒸发-SSTWES)反馈以及印尼-西北太平洋电容器效应等等。然而由于观测资料时间长度的限制,使得基于观测资料对ENSO和东亚夏季风(EASM)年际关系的年代际变化研究尚存在一定的缺陷,因此,大气所黄刚研究员和博士研究生刘波等利用ICM耦合模式1000CONTROL试验结果来分析。结果表明,ENSO-EASM关系存在明显的年代际变化(图1),通过合成分析挑选出高低相关年两组得出,高相关年中ENSO相关的环流异常展现出明显的PJ-like型,伴随着明显的对流层低层从热带向高纬以及高层从高纬向南传播的波活动通量,最终导致El Niño衰减年夏季东亚地区(西北太平洋)更强(弱)的降水发生(图23)。而相对在低相关年中,环流和降水异常都很弱。根据能量转化分析,高相关年中相关异常型能从平均态获得正压和斜压能来维持,而这些在低相关年都很弱。造成ENSO-EASM关系存在明显的年代际变化的主要原因是印尼-西太平洋SST异常振幅强度的差异。这一结果的应用可能对指数有一定的依赖性,Zhao et al. (2015) 指出不同的夏季风指数与热带印尼-西太平洋相关的海温异常存在一定差异。能抓住热带信号的指数与热带SST异常有着较大的联系,进而这些指数得出的EASM-ENSO关系的年代际变化以及可能的原因会本文得出的结论类似。这也从另一个角度说明选取合适东亚夏季风指数的重要性。本文的结论进一步通过数值试验得到验证。详情请见发表于Climate Dynamics杂志的文章。 

  

  1. ICM模式1000年控制试验结果中EASM指数和Niño-3.4指数的21年滑动相关序列。虚线表示95%显著性检验水平线。红(蓝)曲线部分代表选取的高(低)相关时间段,绿(黄)色点为其选取时间段的中间年。 

  2. (a)高相关年和(b)低相关年中前冬Niño-3.4指数回归的东亚-西北太平洋夏季降水场,以及它们的(c)差异。(a)(b)中阴影部分以及(c)中打点区域为超过95%显著性检验区域。 

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  3. 同图2,阴影部分代表海平面气压,矢量为850-hPa风场。(a, b)中阴影部分和(c)打点部分为通过95%显著性检验区域,矢量部分均为经向或纬向风通过95%显著性检验。 

  论文信息 

  Reference:  

  Liu, B., G. Huang*, K. Hu, R. Wu, H. Gong, P. Wang and G. Zhao, 2017: The multidecadal variations of the interannual relationship between the East Asian summer monsoon and ENSO in a coupled model, Climate Dynamics. doi: 10.1007/s00382-017-3976-3. 

  https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-017-3976-3#citeas  

    

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