2011/2012年我国冷冬与中部型La Niña事件的联系

应用中国气象局国家气候中心提供的160个站逐月气温观测资料以及74项环流特征量中西太平洋副热带高压资料、TAO实测资料以及美国国家海洋和大气局提供的OI-SST海表温度资料和NCEP-NCAR再分析资料,采用合成分析、相关分析等统计诊断方法,对2011/2012年我国冬季的天气状况,以及大气环流异常及其对我国气候产生影响的可能机理进行了分析,为我国气候变化预测提供参考。结果表明,2011/2012年我国冬季(DJF)出现异常寒冷的天气状况可能与2011/2012年赤道太平洋海表温度冷异常最大值出现在中部太平洋的La Nia事件(简称中部型La Nia事件)的爆发存在一定联系。赤道太平洋海表温度的异常分布对北半球大气环流形势产生重要影响,它直接影响着赤道地区Walker环流和Hadley环流的异常,导致西太平洋副热带高压的异常偏弱、偏东。由于西太平洋副热带高压偏弱、偏东,对冬季的经向环流产生重要影响,最终导致我国2011/2012年冬季出现冷冬现象。     

赤道太平洋温度纬向对流距平分析及其与El Ni(n)o/La Ni(n)a的关系

本文用最近 20 年赤道太平洋温度、流场资料,诊断了绝热不可压缩热平衡方程中纬向对流项,并且利用 EOF 分析方法,讨论了纬向对流距平变化及其与 El Nino/La Nina 的关系。分析发现:赤道太平洋温度纬向对流距平 EOF 分析第一模态反映了在经向的振荡,第二模态反映了在纬向的振动,它们都与 El Nino/LaNina 有密切的联系。这两个模态占了总量的 70%左右。纬向温度对流距平在 3°S~3°N、3°S 以南和 3°N 以北分为正负相间的三个不同的区域,当 3°S 以南和 3°N 以北的区域温度纬向对流正/负距平沿着斜温层向西太平洋移动时,赤道区域的温度纬向对流负/正距平则穿越斜温层向东太平洋移动,形成以赤道为对称的南北两个回路。对应赤道,在 3°S 以南和 3°N 以北区域的纬向温度对流距平并不是对称的,它们在位相、中心强度和中心强度位置上都是不同的,其中 3°N 以北与赤道区域形成一个比较明显的回路,而赤道以南的回路就不是那么明显。在赤道西太平洋暖池,温度的纬向对流有很大的贡献。在 El Nino 发生前一年,赤道西太平洋暖池,主要暖的对流发生在赤道和其以南地区。     

2010/2011年中部型La Nia事件形成机理及其垂直环流异常

应用TAO(Tropical Atmosphere Ocean project)热带太平洋实测海温和风场资料,分析研究了2010/2011年La Nia事件的变化特征,讨论了此次过程中赤道太平洋次表层异常海温的变化特征及其传播过程,以及上层海温场的异常变化机理。结果表明,2010/2011年的La Nia事件与传统事件不同,是一次明显的中部型La Nia事件(简称CPP La Nia),其爆发过程主要存在两个不同机制的响应过程:一是西太平洋暖池(WPWP)区域次表层异常冷海温通过赤道潜流的作用沿温跃层东传,导致赤道东太平洋上层海洋温度场出现异常降温:二是赤道中东太平洋出现强的距平东风,通过上升流作用,导致冷海温上传影响中太平洋上层异常海温场。前者是导致La Nia事件的必要条件,后者则是形成此次中部型La Nia事件的关键过程。由分析结果还表明,日界线以东赤道太平洋纬向风变化对中西太平洋上层海温场变化有重要影响,是导致此次中部型事件爆发的重要机制。文章进一步分析了此次中部型La Nia事件过程中热带垂直环流的变化,结果表明经向和纬向大气环流都表现出明显的异常。     

2009/2010年El Ni(n)o事件变化特征及其机理

应用TAO (Tropical Atmosphere Ocean project)热带太平洋实测海温和风场资料,分析研究了发生在2009/2010年的El Ni(n)o事件的变化特征,讨论了此次El Ni(n)o事件发生过程中,赤道东、西太平洋次表层异常海温的变化特征及其传播过程,特别是对赤道太平洋次表层异常海温变化的...     

2006年西北太平洋热带气旋(台风)活动特征分析

本文综述了2006年西北太平洋热带气旋(台风)的活动特征,并对2006年西北太平洋副热带高压特征量及赤道中东太平洋海温进行分析,同时对2006年的El Ni(n)o、南方涛动现象进行了简要的描述,并用500hPa月或候平均环流形势解释了2006年的台风登陆早、登陆时间集中的原因,说明500hPa月或候平均环流形势对台风登陆预报有一定的意义.     

南海海面温度与Ni(n)o/DMI指数年际变异的相关性分析

利用NCEP的Reynolds最优插值海面温度产品(1981年12月-2004年10月),对南海海表温度场的年际变化与热带太平洋El Ni(n)o指数(Ni(n)o1 2, Ni(n)o3.4, Ni(n)o5和Ni(n)o6指数)以及印度洋的偶极子指数(DMI)进行相关性分析.研究表明南海海面温度(SST)的变异与Ni(n)o1 2指数的变异相关性较强,南海海表温度场平均滞后Ni(n)o1 2指数4.77个月时,二者相关达到最大,平均为0.60; Ni(n)o3.4指数次之,南海海洋表层温度距平(SSTA)平均滞后Ni(n)o3.4指数6.67个月时,二者相关系数最大,平均为0.49.南海海表温度场对应的伴随形态进一步表明,南海随Ni(n)o1 2, Ni(n)o3.4指数出现正异常并有增暖现象,其中南海SST异常随Ni(n)o1 2指数变化的强度更大.并且几乎整个南海区域均超过95%的置信水平,当Ni(n)o1 2达到1个标准差(即异常增暖1.04 ℃),南海平均增暖幅度为0.16 ℃,越南东南外海和南海16°N以北区域SSTA增幅最大为0.20 ℃.表征西北太平洋海表温度场的Ni(n)o5和Ni(n)o6指数对ENSO现象的响应与南海表层温度场线性相关性不显著.研究还表明,南海海表温度场的年际变化与印度洋偶极子指数(DMI)的相关性不强,相关性仅体现在南海的卡里曼丹岛西南角的局部海域.     

地球系统模式FIO-ESM对2016-2017年La Ni(n)a事件及其对中国近海地区影响的预测

最近的观测表明赤道太平洋中部及东部的水温略低于拉尼娜事件的阈值,但大气与海洋的状态还不足以完全支持转为弱拉尼娜现象.本研究基于地球系统模式FIO-ESM和集合调整卡尔曼滤波同化方案建立的短期气候同化和预测系统,进行了1992-01-01-2016-10-31的模式同化,结果表明同化系统能够为预测提供较好的初始场.随后对2016-2017年拉尼娜事件的状态以及中国近海地区气温和降水异常进行了未来6个月的预测,结果表明赤道太平洋会在2016年年底继续降温,Ni(n)o3.4区海温异常将持续略低于拉尼娜事件的阈值-0.5 ℃,说明2016-2017年为弱拉尼娜事件,2017年春季东太平洋继续降温,表明此次拉尼娜事件可能会持续较长时间.预测结果同时也表明2016年冬季至2017年春季中国近海地区存在着北高南低的气温异常分布,中国南部地区降水存在负异常.拉尼娜带来的极端天气与气候异常会对中国沿岸地区带来巨大影响,但总体来说2016-2017年拉尼娜事件对中国的影响相对较弱.     

Perturbed solution of sea-air oscillator for the E1 Ni(n)o/La Ni(n)a-Southern Oscillation mechanism

A class of coupled system of the E1 Ni(n)o/La Ni(n)a-Southern Oscillation (ENSO) mechanism is studied. Using the perturbed theory, the asymptotic expansions of the solution for ENSO model are obtained and the asymptotic behavior of solution for corresponding problem is considered.     

2011年西北太平洋海平面异常及其与拉尼娜和负印度洋偶极子的联系

西北太平洋海平面异常模态在纯拉尼娜事件与拉尼娜和负印度洋偶极子（IOD）事件同时发生时表现出完全不同的形态。在纯拉尼娜事件期间,西北太平洋海平面呈现显著的正异常;而2010/2011拉尼娜事件期间西北太平洋海平面明显降低,呈显著的负异常,其与印度洋负IOD事件密切相关。研究结果表明,负IOD事件能在热带西太平洋驱动显著的西风异常,由此减弱了拉尼娜峰值期间西北太平洋海平面正异常。同时,在负IOD峰值期的9月,在日经线附近存在显著的风应力旋度正异常,激发负的海平面异常以Rossby波的形式向西传播,并在第二年6月抵达菲律宾以东海域,维持并加强该海域海平面负异常,进而对北赤道流分叉点位置及输运产生重要的影响。     

1997∽1998年厄尔尼诺事件的特征、成因及对气候的影响

1997年爆发了20世纪以来最强的一次厄尔尼诺事件。此次ElNin～o事件的发生,与赤道中、西太平洋地区大气季节内振荡(ISO)在1996年冬到1997年春的异常增强有重要关系。西太平洋暖池次表层海温(SOT)正距平沿温跃层东传到赤道东太平洋并向海洋表层扩展是ElNin～o事件爆发的直接原因。1997～1998年的ElNin～o事件爆发后,引起全球大气环流和世界许多地区的气候异常,导致一些国家和地区多雨洪涝,另外一些国家和地区高温少雨和严重干旱。     

西风爆发事件对暖池厄尔尼诺和冷舌厄尔尼诺的作用——一个概念模型得到的结果

本文通过1个概念模型讨论了西风爆发事件对暖池厄尔尼诺与冷舌厄尔尼诺两种事件的作用,并讨论了它们对应的物理机制。结果表明,由西风爆发所诱导的纬向平流异常和海洋波动对厄尔尼诺的多样性有着至关重要的作用。由于模型包含了最基本的海-洋与大气物理变量及其相互作用机制,本结果可为解释西风爆发事件对厄尔尼诺多样性影响研究提供最基本的框架。     

拉尼娜期间中西太平洋鲣栖息地分布特征

鲣是大洋中重要经济种类,主要分布于太平洋中西部海域,其渔场和资源丰度易受海洋环境因子影响。根据1995-2014年中西太平洋金枪鱼围网船队在主要作业海域（15°S~10°N,120°E~155°W）的生产数据,结合弱、中、强拉尼娜条件下的海表温度（SST）和海面高度（SSH）数据,运用算术平均法（AM）建立基于SST和SSH的栖息地指数综合模型。结果表明,在栖息地综合指数（HIS）大于0.6的海域,各拉尼娜时期作业比重均在60%以上。利用弱拉尼娜（2005年12月-2006年3月）、中拉尼娜（2011年10月-2012年3月）和强拉尼娜（2010年6月-2011年4月）数据进行模型验证,分析认为作业渔场主要分布在HSI大于0.6的海域,作业次数所占比重分别为53.9%、66.5%、63.6%。在中西太平洋区域,随着拉尼娜强度的增加,资源丰度上升,其渔场分布向东北和东南方向扩散。研究表明,基于SST和SSH各强度拉尼娜时期的栖息地模型均可较好预测中西太平洋鲣渔场,并为以后拉尼娜期间中心渔场的分析提供参考。     

El Niño/Southern Oscillation (ENSO) Related Variations in Particulate Export Fluxes in the Western and Central Equatorial Pacific

Time-series data from sediment trap moorings intermittently deployed during 1991–1999 show that the fluxes of biogenic material (carbonate, opal and organic matter, including amino acids) and other related parameters are temporally and spatially distinct across the Western Pacific Warm Pool (WPWP). These variations resulted from the El Niño and La Niña conditions, which alternately prevailed over the equatorial Pacific Ocean during the mooring deployments. The westernmost WPWP (a hemipelagic region) recorded relatively high average total mass and amino acid fluxes during the El Niño event. This was in sharp contrast to the eastern part of the WPWP (oligotrophic and weak upwelling regions) which recorded higher flux values during the La Niña event. Settling particulate organic matter was rich in labile components (amino acids) during La Niña throughout the study area. Relative molar ratios of aspartic acid to β-alanine together with relative molar content of non-protein amino acids β-alanine and γ-aminobutyric acid) suggested that organic matter degradation was more intense during La Niña relative to that during El Niño in the WPWP. This study clearly shows that during an El Niño event the well documented decrease in export flux in the easternmost equatorial Pacific is accompanied by a significant increase in export flux in the westernmost equatorial Pacific Ocean.     

南黄海冷水团海域溶解氧和叶绿素最大现象值及营养盐累积的季节演变

基于2006-2007年在南黄海冷水团海域开展的4个季度月的调查资料, 重点研究了该海域溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl a)最大值现象和营养盐累积的季节演变规律。结果表明:春至秋季黄海冷水团海域DO和Chl a最大值层深度具有先加深后变浅的趋势, 出现最大值层的海域面积呈现出先增大后缩小的变化过程, DO和Chl a最大值层的深度及面积在夏季均达到最大, 至冬季DO和Chl a最大值现象消失;夏季冷水团海域深水区DO最大值处的氧含量整体高于春季, 而冷水团边界附近氧最大值处的氧含量整体低于春季;春至秋季冷水域深水区次表层Chl a最大值处的Chl a含量先降低后升高, 于夏季时最低, 入秋后开始升高, 而一年四季中冷水域边界附近Chl a最大值处的Chl a含量却在夏季时最高, 而且显著高于深水区。黄海冷水团海域的底层营养盐储库具有一定的空间异质性, 冷水域底层通常分别在深水区和西部边界处存在营养盐高值核心, 其中位于深水区的高值核心位置季节变化不明显, 而位于冷水域西部边界附近的高值核心位置则呈现出自春季至夏季向西移动、入秋后又向东部移动的季节变化特征。水文物理因素和生物化学过程对DO、Chl a最大值及营养盐储库的季节演变具有重要的调控作用。