第期杜美芳等基于 %51 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析引言世纪年代以来全球气候持续变暖张楠等这不仅引起气象学家的注意政府部门及公众对气候变化的关注也与日俱增对于这一问题各国学者从不同角度作了大量研究并取得了许多有意义的成果姚洁等 1%%

Size: px

Start display at page:

Download "第期杜美芳等基于 %51 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析引言世纪年代以来全球气候持续变暖张楠等这不仅引起气象学家的注意政府部门及公众对气候变化的关注也与日俱增对于这一问题各国学者从不同角度作了大量研究并取得了许多有意义的成果姚洁等 1%%"

翻危
5 years ago
Views:

1 第卷第期大气科学学报年月! "!! #! 杜美芳徐海明邓洁淳基于 %51 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析大气科学学报 ) # 5! /; /#!/!!!!!!!!!!!! 1!!! %51 " %!! 基于 %0! 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析杜美芳徐海明邓洁淳南京信息工程大学大气科学学院江苏南京东台市气象局江苏盐城摘要利用第五次耦合模式比较计划 %! 5!1!!! 简称 %51 月平均资料从季节变化角度对热带太平洋印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因进行了初步分析个模式集合平均结果表明在全球增暖背景下热带太平洋年平均的海温变化与降水变化符合!/!!! 型特征而季节平均与年平均存在明显的差异冬季和春季海温增暖最大区和降水增加区之间存在东西向和南北向的位置偏差夏季和秋季二者只存在明显的南北位置偏差且与冬季和春季的情况相反热带印度洋的冬季和春季海温变化与降水变化也存在位置偏差两个热带大洋季节平均的降水变化均是!/!!! 和! /!!! 两个机制共同作用的结果关键词全球变暖热带太平洋热带印度洋海温增暖降水文章编号中图分类号文献标志码 ) "! %0! # 5! / ; / #! "! "!! 1" / % #/ 5!!/ &! -!/ % & &!!! / %51%! 5!1!!!!!!!!!!!!!!""!! 1! /!!!!!!!!!!!!! / / / ""!!!!!/!!!!!!!!!!!!!!!!! &!!!!!!!! ""!!!!!!!! /!!!!!!! 5!!!!!!! ""!!! 1!! /!5!!! /!!!!!!/!!!!!! /!!!! / /! 1!"" /! 收稿日期改回日期基金项目国家重点基础研究发展计划计划项目国家自然科学基金资助项目江苏高校优势学科建设工程资助项目 # 江苏省高校青蓝工程创新团队共同资助通信作者徐海明教授博士研究方向为区域气候变化与海气相互作用!

2 第期杜美芳等基于 %51 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析引言世纪年代以来全球气候持续变暖张楠等这不仅引起气象学家的注意政府部门及公众对气候变化的关注也与日俱增对于这一问题各国学者从不同角度作了大量研究并取得了许多有意义的成果姚洁等 1%% 第四次评估报告指出近年内全球平均气温升高 9 且近的平均气温是过去和中的最高值 1%% 全球增暖不仅仅是指全球平均气温的变化也表现在海表面温度的变化上李忠贤等观测表明年以来全球海洋平均温度的上升已延伸到至少深度海洋吸收了 8 以上被增添到气候系统的热量且海洋区域的变暖速率比陆地快廖宏和朱懿旦大量的研究发现海表温度的增暖表现出明显的不均匀性热带地区海温增暖的形态表现出赤道加强响应 : 5! 5!!!.! 研究了纬向平均的海温结构特征发现海温增暖最大区出现在赤道地区并且赤道北侧的海温增暖速率要快于赤道南侧 5!!! 利用 1%% 多模式集合资料发现赤道太平洋地区海温增暖最大而赤道南侧的副热带地区海温增暖最小 5 ;! 也发现了赤道增暖峰值和跨越赤道的增暖梯度这两种较为突出的海温增暖型针对海温增暖的这些特征 "!/! 5 /! 认为风场的减弱会引起热阻尼变弱从而导致赤道地区的增暖强于副热带地区 ;!! 发现海洋环流和表面通量的调整对海温增暖型的形成起了极其重要的作用其中上翻阻尼热力反馈水平平流和蒸发阻尼是赤道增暖最快的原因 ;!! 提出风蒸发 2 "" 简称 2 " 反馈机制并以此解释了北半球副热带海温增暖强于南半球副热带地区的原因 5 ;! 发现赤道南侧增强的东南信风减弱了海温增暖尤其是赤道南侧的太平洋地区而赤道北侧减弱的东北信风则增强了海温增暖即两半球非对称的信风变化导致北半球副热带海温增暖强于南半球副热带并可以很好地用 2 " 反馈机制来解释于此同时许多观测事实和模式模拟的结果表明随着全球变暖降水强度在加强而降水的频率在减小 2 2 /!!! "! : 4! 5!!! &!! "!!! # 张文君和谭桂容气候模式普遍表现出高纬度地区降水增加而副热带地区降水减少就年平均而言热带地区的降水增加 5!!! 干湿季节的季节性降水范围扩大 %! 针对降水的这些变化特征很多研究者从降水的气候背景场和海温增暖的分布型出发分析其成因最早提出用来解释降水变化的机制是 /!! 机制 5! 2!! : 5! 2!! 5! 即原本有较强水汽辐合辐散和降水多少的地区降水将增加减少 %! 利用个全球气候模式对全球变暖背景下热带地区降水变化的 /!! 机制进行了评估发现此机制基本上可以用来解释热带地区的降水变化较早的 %! 试验 %!! 表明均匀增加的海温会导致降水变化的空间非均匀性主要气候雨带的降水增加在此基础之上不少学者研究了海温的均匀增暖对降水变化的影响!!! %!!! "! "!/!! 发现年平均的降水变化具有! /!!! 型特征即热带地区主要雨带中心降水将增加而其两侧及副热带地区降水将减少这与水汽梯度的增加以及雨带中心以外的干对流有关 ;!! 对比了 %51 多模式与 %! 试验的结果发现年平均的降水变化具有!/!!! 型特征且 %51 模式反映的降水变化与理想海温增暖试验的结果存在明显差异进一步证明了在全球增暖背景下海温变化对降水有着重要的作用此外 5 ;! 利用 %51 的多模式集合研究了海温增暖型与降水变化的关系发现海温增暖分布的不均匀性是降水变化分布不均匀性的决定性因素由此可见目前有关全球变暖背景下年平均的降水变化的机制主要有! /!!! 和!/!!! 这两个机制纵观前人对海温变化与降水变化关系的研究多数是从年平均的角度出发而没有考虑不同季节中海温变化与降水变化之间的关系不同季节的海温增暖型与年平均是否存在差异各个季节的海温变化与降水变化是否仍有一致的配置关系以及年平均降水变化的两个机制是否能解释不同季节的降水变化都是亟待解决的问题因此本文对四个季

3 大气科学学报第卷节分别进行分析发现各个季节的海温增暖型与年平均情况不同并且海温增暖与降水增加之间的配置关系也发生了改变此外造成四个季节降水变化的机制并不仅仅是上述两个机制的其中之一资料与方法 ) %0! 和观测资料本文使用第五次耦合模式比较计划 %! 5!1!!! 简称 %51 中个气候模式的历史长期模拟试验数据选用其中年月年月的逐月平均海温降水和风场资料对于未来预估试验本文选用中等排放的 % 情景到年温室气体浓度达到的辐射强迫为 2 包括了年月年月的逐月平均海温降水和风场资料为了与实际观测进行对比分析选取的观测资料包括年月年月美国气候预测中心 %!! %!!5!/!! 简称 %5 的月平均降水资料水平分辨率为年月年月英国! 中心! %!!"!1! "! "!!!!! 简称 1"" 的海表温度资料水平分辨率为此外由于 %51 各模式资料的分辨率不一致为了便于分析利用线性插值的方法将各模式的输出资料与观测资料统一插值到的经纬度网格上 ) 方法热带局地的降水变化与海温增暖型紧密相关而局地的海温变化不会明显地影响局地降水因此这里所指的海温增暖并非简单的局地海温增暖而是局地海温相对于热带平均海温的变化 ;!;!! 5 ;! 因此将年作为当前气候年作为未来气候计算了各模式中两个阶段之间的海温差值而后对热带 " 地区进行区域平均那么本文研究的海温变化即为各模式中两个阶段的海温差值减去热带海温差值的区域平均值最后进行模式平均的结果模式的选取见第二节此外文中的降水变化和海表面风场变化则直接用这两个阶段的差值表示并取模式的等权平均此外还用到奇偶对称分析方法管兆勇等模式的选取与检验 %51 模式输出结果较 %51 更接近历史近期的真实气候平均状况因为模式的误差是不可避免的所以理想化模式结果还应得到观测结果的检验因此将个模式输出资料与观测资料进行对比包括热带地区的海温和降水主要考虑不同模式结果模拟的气候场与实际观测场的相关程度以及标准偏差从而挑选出所用的模式资料图分别给出了个模式模拟的热带地区 " 海温和降水与相应的观测场之间的相关系数和标准偏差从图中看到个模式的海温模拟场与观测场的相关系数大都超过但是存在一些相关系数较小的如 %5 和所模拟的热带地区的海温场与实际观测场相关程度较小此外海温场的标准偏差基本都在之间但 1"" 5 1% %5 % 5%5 1"" %% 等均小于说明这四个模式对热带地区海温的模拟相比于观测场偏差较大降水场相关系数图大都超过但 1"" 1"" %% 所模拟的热带地区的降水场与实际观测场相关程度较小均小于此外 %"1 5 %5 %% "" %% "" 模式所模拟的热带地区降水场与观测场偏差较大标准偏差均大于为了更好的表现真实气候平均状况选取了海温相关系数大于降水相关系数大于且标准偏差均位于的个模式表年平均情况 ;!! 利用 %51 的模式资料对比分析不同的多模式集合发现年平均的降水和海温变化遵循!/!!! 型即降水增加减少与局地最大小海温增暖基本一致 5 ;! 也利用 %51 的多模式集合资料得到了同样的结果即海温增暖空间型在决定降水变化中起关键作用大多数热带降水空间变化对温室气体的响应可以用!/!!! 机制来解释下面利用 %51 模式输出资料分别分析热带太平洋和印度洋年平均的海温变化与降水变化是否仍存在这样的关系 ) 热带太平洋图是个模式集合平均的热带太平洋年平

4 第期杜美芳等基于 %51 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析图 %51 中个模式模拟的热带地区海温场降水场与观测场的相关系数及标准偏差个字母分别表示个模式其顺序与表一致 7 /%!!!!!!!!!!!!!!!!! %51.!!!!!!!!!!! 表本文所用的 %0! 中个模式!!! %51!! 序号模式名称国家大气模式水平分辨率海洋模式水平分辨率 %% "" & %% "" % % # %%5 % %%"5 " 7 % "5& % " % "5% 5 " %5%%%5 1 1 %5%%%5" 1 % 5%5 7! : %" "5 % 5 7#.%5! "! 7#. "5! "! 7#. "55! "! 1"" " 0 1"" %% " 1"" " " 1"" %% " %5! : / 5%%! : / 5 "! : / 2 ; 1".%5. 7! - 1".%5 5 7! 4 1".%5&. 7! 51 "5.! :! 51 "55! :! 5 1% %5 "55! "55 注为本文选取的个模式

5 大气科学学报第卷图热带太平洋地区年平均的表面风速箭矢单位海温阴影单位 9 和降水等值线单位的变化 7 /! /!!!!!!!!! / 9!! 均表面风场变化海温变化和降水变化的分布可以看出海温增暖区沿赤道分布其中高值区位于热带东太平洋海温增暖最大值超过 9 且对应有明显的降水增加增幅最大值超过赤道以北的太平洋海温增暖相对较小而赤道以南的太平洋海温明显下降尤其是东南太平洋有一个冷片向西北方向延伸海温增暖最小值超过 9 对应降水明显减少海表面风场的变化是海温变化的一个重要因素 ;!! 提出的 2 "! "" 反馈机制可以很好地解释赤道南北侧海温增暖的不对称性从图中可以看到赤道以南的南太平洋东南信风明显加强产生海温增暖最小值赤道北侧东北信风减弱使得海温增暖超过 9 赤道南北两侧非对称的信风变化导致赤道北侧增暖强于南侧符合 2 " 反馈机制此外赤道地区存在西风异常使得赤道中东太平洋的冷水上翻减弱导致海温大幅度增暖由此可见本文得到的热带太平洋年平均海温变化与降水变化之间的关系与前人的研究结果一致即降水增加区基本对应海温增暖最大区降水减少区基本对应海温增暖最小区符合!/!!! 机制 ) 热带印度洋图是个模式集合平均的热带印度洋年平均表面风场变化海温变化和降水变化的分布可以看出热带印度洋海温增暖的大值中心位于阿拉伯海西北部对应的降水增加且降水增加值达而海温下降的大值中心位于赤道以南的东南印度洋对应的降水减少值达即热带印度洋的海温变化与降水变化均呈东北西南方向的对称分布符合!/!!! 机制由此可见在全球增暖情况下热带印度洋的海温增暖的不均匀性是造成降水变化不均匀分布的重要原因图热带印度洋地区年平均的表面风速箭矢单位海温阴影单位 9 和降水等值线单位的变化 7 /! /!!!!!!!!! / 9!! 1! 热带印度洋海表面风场的异常造成了海温增暖的不均匀分布从而进一步影响降水变化的分布从图中可以看到热带印度洋赤道附近存在显著的东风异常使得赤道以南的东南印度洋温跃层变浅冷水上翻运动加强印度尼西亚沿岸的海温降低而赤道以北的西北印度洋受赤道地区异常东风

第#期杜美芳%等!基于 7SI 9 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析 ) 的影响%温跃层加深% 冷水上翻运动减弱% 形成了海附近 %相对赤道位置偏南% 且强度增强% 降水变化温增暖的大值区%增暖值达 %- W) 的最大值达 ) 00?

赤道南印度洋降水减少% 赤道以北的西北印度洋降水东太平洋的海温增暖大值区向南&向东移动%最大增增加) W%而此时降水增加区明显向东北暖值仍达到 %- @<季节平均情况 @A=<热带太平洋方向移动至赤道东太平洋北侧地区% 且降水增加强度变化较小%两者位置存在明显的南北向偏差) 此

增加区偏向赤道北侧%但强度有所减弱%且此时赤道而赤道两侧海温增暖小的地区降水减少% 但与年平以北的东北太平洋的海温增暖明显增强% 对应的降均的情况存在显著的差异) 冬季% 海温增暖大值区水明显增加# 图 )= ) 位于赤道东太平洋%增暖值超过 %-!

0")% 且偏向赤道南侧% 两者和春季%海温增暖大值区与降水增加区中心不仅存存在一定东西向和南北向的位置偏差) 此外% 赤道在东西向的位置偏差%还存在南北位置偏差%而夏季以北的东北太平洋海温增暖相对较小% 对应降水明和秋季%只存在明显的南北位置偏差%且与冬季和春显减少# 图 ) ) 春季%海温增暖大值中心移向赤道

6 第#期杜美芳%等!基于 7SI 9 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析 ) 的影响%温跃层加深% 冷水上翻运动减弱% 形成了海附近 %相对赤道位置偏南% 且强度增强% 降水变化温增暖的大值区%增暖值达 %- W) 的最大值达 ) 00? 0")%可见两者仍存在一定的位由此可见% 热带印度洋赤道地区的异常东风使置偏差) 此时赤道以北的东北太平洋海温的降低相得印度尼西亚沿岸海温下降%而阿拉伯海海温增暖% 比冬季进一步增强% 范围西伸% 对应的降水减少 # 图两地形成较大的海温梯度% 从而使得赤道以南的东 )C ) 到了夏季%两者间的不一致性更加明显% 赤道南印度洋降水减少% 赤道以北的西北印度洋降水东太平洋的海温增暖大值区向南&向东移动%最大增增加) W%而此时降水增加区明显向东北方向移动至赤道东太平洋北侧地区% 且降水增加强度变化较小%两者位置存在明显的南北向偏差) 此外%赤道以北的东北太平洋的海温增暖强度开始增图 ) 是热带太平洋地区各季节平均的海温变化 ) 秋季的情况与夏季相强%降水也逐渐增加# 图 ) 与降水变化%可见%热带太平洋地区在四个季节总体似%海温增暖大值区位于赤道南侧的东太平洋%降水上均表现出赤道地区海温增暖大值区的降水增加% 增加区偏向赤道北侧%但强度有所减弱%且此时赤道而赤道两侧海温增暖小的地区降水减少% 但与年平以北的东北太平洋的海温增暖明显增强% 对应的降均的情况存在显著的差异) 冬季% 海温增暖大值区水明显增加# 图 )= ) 位于赤道东太平洋%增暖值超过 %-! W%而降水增加由此可见% 热带太平洋季节平均的海温变化和区的中心位于赤道中太平洋 #&#%T P 附近 %降水变降水变化与年平均相比较% 存在明显的差异) 冬季化的最大值达! 00? 0")% 且偏向赤道南侧% 两者和春季%海温增暖大值区与降水增加区中心不仅存存在一定东西向和南北向的位置偏差) 此外% 赤道在东西向的位置偏差%还存在南北位置偏差%而夏季以北的东北太平洋海温增暖相对较小% 对应降水明和秋季%只存在明显的南北位置偏差%且与冬季和春显减少# 图 ) ) 春季%海温增暖大值中心移向赤道季相反) 热带太平洋季节平均的海温变化与降水变东太平洋% 且强度增强% 海温增暖最大值超过 %- 化并不遵循 ; 0 G ; - 机制) 因此% 不能 W%而降水增加区主要位于赤道中太平洋 # &)TP 单纯地从年平均的角度研究热带太平洋海温变化和图 )热带太平洋地区季节平均的海温# 阴影"单位!W 和降水# 等值线"单位!00? 0") 的变化冬季"C 春季" 夏季"= 秋季 UG )4 ") #0 ) 2 )G ) <. 01 < # 2 =)G "<)!W )= 1 1 ")# ") "< "<)!00? 0") "J "1 #9. ;) "C 1 )G" <00 "= < <0)

阿拉伯海地区存在一个海温增海温变化形成较好的位置对应关系) 同时% 赤道以暖的大值区%对应的降水增加%而赤道南侧的大部分南的东南印度洋的海温下降% 并伴有一个较强的降地区海温也是增暖的%虽然增暖强度较弱%但其对应水减少中心) 因此% 夏季热带印度洋的海温变化与

# 图 ) 秋季% 赤道北特征%但是赤道印度洋南侧的 "%T L附近不符合这个侧的海温增暖大值区变化较小% 但对应的降水增加机制%且冬季赤道以南的东南印度洋的海温是增暖& 强度却明显加强) 此外% 赤道以南的东南印度洋的降水是增加的# 图 ) 春季%海温增暖的分布情况

不符合由此可见% 热带印度洋季节平均的海温变化和 ; 0 G ; - 型特征) 此外% 赤道南侧地区降水变化与年平均相比较% 存在明显的差异) 冬季的海温增暖加强% 对应的降水增加也更加明显) 与和春季%海温变化与年平均分布不同%主要表现在赤

7 大气科学学报 )" 第!" 卷降水变化的关系%还要关注其季节间的差异) 变化与降水变化均发生了显著的改变% ><热带印度洋大值区向东&向北移至赤道北侧附近% 且强度加强% 图是热带印度洋季节平均海温变化与降水变而降水增加大值区从赤道南侧北移到赤道北侧% 与化%可以看出%冬季% 阿拉伯海地区存在一个海温增海温变化形成较好的位置对应关系) 同时% 赤道以暖的大值区%对应的降水增加%而赤道南侧的大部分南的东南印度洋的海温下降% 并伴有一个较强的降地区海温也是增暖的%虽然增暖强度较弱%但其对应水减少中心) 因此% 夏季热带印度洋的海温变化与的降水却显著增加) 此外% 孟加拉湾东部的海温下 0 G ; - 型特征% 这与年降水变化符合 ; 降%降水减少) 与年平均的情况相比%海温变化与降平均的情况相似%基本符合印度洋偶极子的分布型水变化之间的关系基本符合 ; 0 G ; -型特征%但仍存在一定的差异 # 图 ) 秋季% 赤道北特征%但是赤道印度洋南侧的 "%T L附近不符合这个侧的海温增暖大值区变化较小% 但对应的降水增加机制%且冬季赤道以南的东南印度洋的海温是增暖& 强度却明显加强) 此外% 赤道以南的东南印度洋的降水是增加的# 图 ) 春季%海温增暖的分布情况海温增暖强度进一步减弱%对应的降水减少%即秋季发生改变%阿拉伯海地区的海温增暖强度有所减弱% 0 热带印度洋的海温变化与降水变化符合 ; 而阿拉伯海东南部斯里兰卡岛沿岸孟加拉湾一 G ; - 型特征# 图 = ) 带的海温上升% 对应的降水却显著减少% 不符合由此可见% 热带印度洋季节平均的海温变化和 ; 0 G ; - 型特征) 此外% 赤道南侧地区降水变化与年平均相比较% 存在明显的差异) 冬季的海温增暖加强% 对应的降水增加也更加明显) 与和春季%海温变化与年平均分布不同%主要表现在赤年平均的情况相比% 海温增暖与降水增加的分布仍道以南的东南印度洋地区% 而降水变化则呈现出赤存在明显的差异# 图 C ) 夏季%热带印度洋的海温道南北的对称分布% 且部分地区海温变化与降水变图热带印度洋地区季节平均的海温# 阴影"单位!W 和降水# 等值线"单位!00? 0") 的变化冬季"C 春季" 夏季"= 秋季 UG 4 ") #0 ) 2 )G ) <. 01 < # 2 =)G " <)!W )= 1 1 ")# ") "< " <)! 00? 0") "J "1 #I )= ) Q ) ;) " C 1 )G" <00 "= < <0)

8 第期杜美芳等基于 %51 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析化并不符合!/!!! 型特征夏季和秋季海温增暖与降水增加的分布与年平均的情况类似符合!/!!! 型特征但仍存在一定的差异因此季节间的差异也是在研究热带印度洋海温变化和降水变化的关系时需要考虑的一个重要因素季节平均的海温变化与降水变化位置偏差的原因探究模式中的降水变化有! /!!! 型特征即热带主要雨带中心降水增加其两侧和干的副热带地区降水减少 %! 认为原本有很强的水汽辐合及降水的地区降水增加即 /!! 机制 5 ;! 也指出原本降水区降水增加原本干区降水减少由此推测热带太平洋印度洋季节平均的海温变化与降水变化位置偏差可能与各自的气候背景场的季节变化有关并且热带太平洋与印度洋之间还存在一定的差异下面将初步分析导致降水变化的机制 ) 热带太平洋根据奇偶分量的分解方式管兆勇等将热带太平洋海温变化与降水变化分解为关于赤道对称的奇偶分量并与海温和降水的气候背景场进行比较找出二者存在位置偏差的原因结果如图所示图为热带东太平洋海温变化与降水变化的图热带太平洋纬向平均海温变化阴影单位 9 与降水变化等值线单位偶分量和奇分量的时间演变以及热带太平洋纬向平均海温阴影单位 9 与降水等值线单位的气候背景场的时间演变!! 东太平洋 2 西太平洋 2 7 /.!!!!!!!!!!!!! / 9! /!! /!!!!!! /!!!!!! / 9!!!!! 2!! 2

9 大气科学学报第卷偶对称分量海温增暖与降水增加均表现为沿赤道的大值带二者随时间较一致是!/!!! 机制作用的结果图为相应的奇对称分量可见月赤道南侧的海温增暖并不明显却对应较大的降水增加中心月海温增暖与降水增加都发生转变降水增加中心移到赤道北侧附近而海温增暖大值区相对降水位置偏北二者并不一致从气候背景场图! 来看月赤道南侧有一个明显的海温与降水的大值区与奇对称分量中的降水增加大值区较一致月海温与降水的大值区北移至赤道北侧附近与另外一个降水增加大值区一致因此对于奇对称分量降水增加的大值区并不对应海温增暖的大值区存在明显的位置偏差而此时降水变化的分布受海温和降水的气候背景场的影响非常明显即降水的气候背景场使得月的降水增加中心相对于海温增暖的大值区偏南而月的降水增加中心相对于海温增暖的大值区偏北主要是! /!!! 机制作用的结果至于海温气候背景场的作用这里不做讨论热带西太平洋类似热带东太平洋偶对称分量的海温增暖与降水增加的大值区均位于赤道附近且月表现明显是!/!!! 机制作用的结果奇对称分量的降水增加大值区与海温增暖大值区并不一致尤其是月赤道南侧地区的海温增暖强度较弱而降水却明显增加此时受其气候背景场的影响明显即降水的气候背景场使得月的降水增加中心相对于海温增暖的大值区偏南而月的降水增加中心相对于海温增暖的大值区偏北主要是! /!!! 机制作用的结果图因此热带太平洋海温的增暖型在一定程度上决定了降水变化的空间分布主要是降水变化的偶对称分量符合!/!!! 型特征而奇对称分量随季节存在明显的位置偏差造成这种现象的原因与海温和降水的气候场紧密相关主要是! /!!! 机制作用的结果对比热带太平洋的年平均与季节平均发现年平均的海温增暖和降水增加符合!/!!! 型特征而季节平均与年平均存在不一致性海温变化与降水变化随时间存在明显的位置偏差是!/!!! 和! /!!! 两个机制共同作用的结果即二者共同作用形成了全球变暖背景下降水的变化 ) 热带印度洋图给出了热带印度洋海温和降水的气候背景场对比图可以看出冬季赤道南侧存在一个海温和降水的大值区解释了赤道南侧较弱的海温增暖却对应较强的降水增加降水的气候场为降水的增加提供了重要的条件符合! /!!! 型特征图春季赤道南侧的海温和降水的大值区向南移动且强度加强降水增加的强度也随之加强而阿拉伯海东南部斯里兰卡岛沿岸孟加拉湾一带的降水减少可能与降水的气候场偏小有关同样符合! /!!! 型特征图夏季海温和降水的大值区北移至赤道北部的斯里兰卡岛沿岸孟加拉湾一带且强度明显减弱此时海温增暖和降水增加的大值区均北移至赤道北侧且降水增加的强度也明显减弱即降水的变化一方面受海温增暖的影响一方面也受降水气候背景场的影响是!/!!! 和! /!!! 两个机制共同作用的结果图秋季降水的气候场有所增强而海温增暖和降水增加的强度也都增强即降水的变化受海温变化与降水气候场共同的影响是两个机制的共同作用的结果图热带印度洋降水的变化不仅受海温增暖的影响还与降水的气候背景场紧密联系降水的气候场造成了季节平均的海温变化与降水变化存在的位置偏差即降水变化是!/!!! 和! /!!! 两个机制共同作用的结果结论洋年平均表面风场变化海温变化和降水变化的分布符合 2 " 反馈机制且降水增加区对应海温增暖最大区降水减少区对应海温增暖最小区符合!/!!! 型特征而季节平均的海温变化和降水变化与年平均的情况存在明显差异冬春季海温增暖大值区与降水增加区同时存在东西向和南北向的位置偏差而夏秋季只存在明显的南北位置偏差且与冬季和春季的情况相反热带太平洋海温的增暖型在一定程度上决定了降水变化的空间分布主要是降水变化的偶对称分量符合!/!!! 型特征而奇对称分量随季节存在明显的位置偏差与海温和降水的气候场紧密相关主要是! /!!! 机制作用的结果因此季节平均是!/!!! 和! /!!! 两个机制共同作用的结果热带印度洋年平均海温变化与降水变化呈

10 第期杜美芳等基于 %51 资料的热带太平洋和印度洋海温变化与降水变化的关系及其成因分析图热带印度洋海温阴影单位 9 与降水等值线单位的气候背景场冬季春季夏季秋季 7 / % /!!!!!! / 9!! 1!! /! 东北西南方向的对称分布符合!/!!! 机制而季节平均的海温变化和降水变化与年平均情况相比较也存在明显的差异尤其是春季阿拉伯海东南部斯里兰卡岛沿岸孟加拉湾一带的海温变化与降水变化不符合!/!!! 型特征热带印度洋降水的变化不仅受海温增暖的影响还与降水的气候背景场紧密联系降水的气候场解释了季节平均的海温变化与降水变化存在的位置偏差即降水变化是!/!!! 和! /!!! 两个机制共同作用的结果此外本文仅从海温和降水气候背景场的角度分析了热带太平洋降水的变化机制而没有考虑海洋环流和风应力等因素热带印度洋降水变化是!/!!! 和! /!!! 两个机制共同作用的结果文中没有进一步探究这两个机制各自作用和贡献值得注意的是在分析热带太平洋和印度洋气候背景场时发现海温与降水的强度及位置变化较一致且降水气候场对降水的变化有着重要的影响那么海温气候场对降水变化的影响及其可能机制也有待进一步的研究参考文献 A#)/B"A 98 & 98)/#1 #/. -)/# / -&# ) )E/) ))0)/.)@)- ) )/ 1) ; : #1# )) ) 1). ;8 1#/ 9 ;1 B : ;) B/) 7A1#-&)/9)/#1 /):- # # : /) )/#/.-1 :-1 #/).)) #-= -) ) #/ &) - ))#1- -1#/ 8 )1 9 9 ) & ) : ;& ;"))1 9B 8)-&#. 1#1 # #-/ ): #1/ -#1 )- /#/ 9 9;1 #/) : ;& ; # < )/./ -#1 )- /#/ -&# ) ) 1#1 # 9 ) & ) 7)/7 7 ;& ;;&) ; 2 95 %0#1#/ /&) -&: )/: -&) )-&#: / -#1 )- /#/ -&# ) ) 1#1 # 9 9;1 : #/) : 管兆勇徐建军王盘兴大气环流的奇偶对称性理论依据和气候特征 9 气象科学 : # C&#? 9 # # #E # / )/.#/ &) -- -1#: / 2&))/ -#1# # -1 #/)-&##-/) / )/ # 8)/)1 -# -#: ;& ) ) <)1 8 ) A9 /) )./&)& 1 -#1- -1)/ 1#1 # 9 9;1 #/) : ;; ;; /& # ) )/) / 8 ;# );# : )F 0) / )

11 大气科学学报第卷 9& " ;? ) ;&# ) /&) )#.#-)/) )#/) /&) &1./ -#1-0)-/ 9 "#/ ) - : ) D&# C ) % / #/ )E/) ) /# )/-1 #/) -&# ) 1#/ 9 9;1 #/): D/ 2 8##) 2 ): )# ) )0)/&)/ -#1 #-. -/ -)# ) ; #- 1) -)#:#/ &)) )19 9 ;1 #/): 李忠贤陈海山曾刚等海温强迫下的东亚夏季大气环流潜在可预报性特征 9 大气科学学报 : 7 C& E #;&) <# &#C) # )/#1 /)/ #1 ) -/#: 1 /.%# / # #/ &) -- -1#/ ) )/&) # / - : ;& ) ) 廖宏朱懿旦全球碳循环与中国百年气候变化 9 第四纪研究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姚洁陈海山朱伟军北半球陆面过程对全球变暖响应特征的初步分析 9 大气科学学报 : 5#9 );&) <# &#C& ) )1 # ##1 ) ).)#/).1#.#-) -) ) 0)/&)"/&) <) &))/ 1#1 #: 9 2# / - : ;& ) ) 张楠苗春生邵海燕年华北地区夏季气温变化特征 9 气象与环境学报 : C&# "#8 #;&: &) &#<# # )# /) )#/)0# #/. / /&) ;& #9 9#1.8)/)1 # %0 : )/: ;& ) ) 张文君谭桂容全球变暖形势下中国陆表水分的变化 9 大气科学学报 : C&# ) 2# 1#/) -&# ).1#.#-) #/)# - #/) /& 1#1 #: 0);& # 9 2# / - : ;& : ) ) 责任编辑张福颖

南京气象学院学报第卷

南京气象学院学报第卷 Ò Ò 潘敖大孙照渤在对长江中下游夏季降水进行分型的基础上分析了长江流域南北两支雨带与春季太平洋海温的相关关系并采用大气环流模式对前期海温进行了敏感性试验结果表明赤道东太平洋区域的海温异常对两支雨带夏季降水有重要影响海温正异常时南支雨带旱北支雨带不明显海温负异常时南支雨带涝北支雨带旱前期赤道东太平洋海温强迫可以在北半球对流层激发出遥相关波列并影响长江流域南北两支雨带的旱涝分布