两类El Ni(?)o与IOD的物理联系及对中国秋季降水的影响

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本文利用Hadley中心的逐月海表温度资料、NCEP/NCAR的全球大气再分析资料、美国马里兰大学SODA海洋同化资料及全国160站月平均降水资料等海气多要素资料,探讨了北半球秋季两类El Ni(?)o发生时,印度洋偶极子(简称IOD)的发生发展情况,并对其进行动力诊断;揭示了两类El Ni(?)o与IOD对中国秋季降水的影响,并用AMIP模式对其进行评估,得到的主要结论如下:(1)东太平洋(EP) El Ni(?)o事件年的秋季,IOD的发生发展情况与EP ElNino的强度有着很强的关系(r=0.96)。当IOD发生在较强的EP事件期间时,热带太平洋出现了强的西冷东暖的异常海温(SSTA)分布,中东太平洋有强的表面西风异常;垂直环流场上,120°E附近的印度洋-太平洋地区对流层低层出现了异常的下沉运动,伴随这强的下沉运动,热带太平洋-印度洋对流层低层出现了强的异常辐散运动,使得热带印度洋地区低层受东风控制;进一步地,这异常东风会加强苏门答腊沿岸的负SSTA,并通过正的Bjerknes反馈进一步加强表面东风异常,这有利于正的IOD的发展和维持。而弱EP事件的秋季,通常会出现较弱的IOD,其海温分布型和垂直环流分布与强EP年相似,只是强度偏弱,热带印度洋地区有弱的下沉支和东风,这些都不利于强IOD的发生发展。(2)中部型(CP) El Ni(?)o年秋季,IOD的发生与异常暖海温的位置密切相关(r=0.93),而与其强度不存在显著联系。当CP El Ni(?)o事件的热带太平洋暖海温位置相对偏东(ECP事件)的时候,热带中太平洋有异常西风出现;垂直环流场上,异常上升气流位于日界线以东,下沉气流位于120°E附近,但当CP El Ni(?)o事件的暖海温位置相对偏西(WCP事件)时,异常西风主要位于热带西太平洋和中太平洋;垂直环流场上,异常上升气流位于日界线以西,但120°E附近的下沉气流位置并未西移,只是强度较偏东EP事件年相对较弱。进一步地,发现偏东CP事件中,异常东风显著地出现在了苏门答腊-爪哇沿岸,而在偏西CP型事件中,显著的异常东风位置相对偏西,因为风的位置对局地的Bjerknes正反馈机制及其重要,因此偏东CP事件中出现了IOD事件而偏西CP事件中IOD事件没有发展起来。(3)当EP El Ni(?)o与IOD同时发生的秋季年,中国降水呈现出南多北少的分布。南方的正降水异常主要是由EP El Ni(?)o激发的IOD所造成的,而北方的负降水异常主要是由EP El Ni(?)o所贡献的。尽管CP El Nifio与1OD的关系较弱,但其同时发生时对我国南方正降水仍是有一定的影响的,只是CP El Ni(?)o对中国降水比较敏感,且选取的样本数量较少,其与IOD在南方地区是存在着互相牵制作用的。(4)6个AMIP模式都能大致模拟出两类El Ni(?)o与中国秋季降水间的关系,但对两类El Ni(?)o与IOD对中国秋季降水的联合影响模拟效果不一。大概有一半的模式能大致模拟出观测中的结果,如GFDL-CM3模式就较好的模拟出EP El Ni(?)o与IOD同时发生时1OD对中国降水的重要性,只是正异常降水略有北移,这可能跟模式中南北气流交汇位置偏北有关F-GOALS-g2和HadGEM2-A模式也能够反映出IOD对中国南方降水的重要作用,只是忽略了EP El Ni(?)o对北方负降水异常的影响。
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