1982—83年厄尼诺现象与西北太平洋夏季(6—8月)低纬环流特征的初步分析

1982—83年的厄尼诺和南方涛动是本世纪最强的一次ENSO(El-Nino/Southern Oscill-ation)事件。本文分析对比了El-Ni(?)o当年(1982)夏季(6—8月)和El-Nino次年(1983)夏季的西北太平洋低纬度环流特征发现有明显的差异,在1982年夏季,西北太平洋副热带高压明显偏弱;850hPa低纬度西风较强;200hPa上低纬度东风较强,在赤道海洋上已建立了沃克反环流,根据1982年和1983年夏季向外的长波辐射差异图可发现菲律宾以东洋面上ITCZ活跃。而在1983年夏季的低纬度环流几乎与1982年夏季的相反。这两年上述的差异是与赤道太平洋中部或东部的海温异常增暖有关的。      

热带太平洋西风异常对ENSO事件发生的作用

本文从观测资料对80年代两次ENSO事件产生过程中，热带太平洋西风异常及其对赤道中、东太平洋表层海温增暖的作用进行了分析和比较。分析结果表明:在这两次ENSO事件的产生过程中，赤道西太平洋上空均有较大的西风异常，并且它由赤道西太平洋向赤道中、东太平洋传播，随着西风异常从西向东传播，赤道中、东太平洋的表层相继增温。分析还表明，1982／1983年ENSO事件发生过程中，热带太平洋西风异常的强度要比1986／1987年热带太平洋西风异常强得多，这使得1982／1983 ENSO事件的强度比1986／1987_ENSO事件强得多。为了说明热带西太平洋西风异常对赤道中、东太平洋ENSO事件发生的作用，本文还利用IAP太平洋环流模式对西风异常在ENSO事件产生过程中的作用进行了数值模拟。模拟的结果说明了热带太平洋的西风异常对赤道太平洋暖水的向东传播和赤道中、东太平洋的增温起了很重要作用，这与观测事实分析一致。     

1982年夏季热带大气环流异常与ElNino事件发展机制的探讨

本文利用1980—1983年四个夏季(以7月平均为代表)的ECMRWF资料,分析了1982—1983年El Nino事件强烈发展前的1982年夏季热带大气环流的异常.从一系列显著异常的观测事实分析中得出:1982年夏季异常强的东亚高空东风急流是1982～1983年El Nino事件发展的一个可能促发机制;1982年澳大利亚冬季冷空气的异常堆积导致澳大利亚至东太平洋纬向热力对比的增强,是赤道太平洋偏东信风迅速减弱的一个重要原因.     

1982年夏季热带大气环流异常与ElNio事件发展机制的探讨

本文利用1980—1983年四个夏季(以7月平均为代表)的ECMRWF资料,分析了1982—1983年El Nino事件强烈发展前的1982年夏季热带大气环流的异常.从一系列显著异常的观测事实分析中得出:1982年夏季异常强的东亚高空东风急流是1982～1983年El Nino事件发展的一个可能促发机制;1982年澳大利亚冬季冷空气的异常堆积导致澳大利亚至东太平洋纬向热力对比的增强,是赤道太平洋偏东信风迅速减弱的一个重要原因.     

2015/2016年超强El Nio局地海气特征及其特殊性

利用NOAA海表温度和NCEP/NCAR大气环流等全球再分析资料,讨论了2015/2016年超强El Nio事件局地海气过程的演变特征,并与1982/1983和1997/1998年两次强El Nio事件做了对比分析。结果表明,2015/2016年El Nio在峰值强度、持续时间、累计海温距平等指标上都略强于前两次El Nio,可视为有完整气象观测纪录以来的最强事件;与前两次事件相比,2015/2016年El Nio海温异常中心位置明显偏西,热带东太平洋海温相对较冷而中太平洋更暖,由于热带对流对海温的非线性响应,赤道东太平洋降水相对较弱,中太平洋则显著偏多,这在El Nio当年12月至次年4月尤为明显;此外,在前两次El Nio的成熟期至衰减期,中太平洋大气响应都存在明显的南移特征,西风异常和对流中心都从赤道南移到了5°S以南。而2015/2016年中太平洋大气响应一直位于赤道附近,南移特征相对较弱,ENSO和年循环相互作用的组合模态相比前两次较弱,西北太平洋反气旋的强度也弱于前两次。这主要是由于2015年冬季至2016年春季,热带太平洋暖海温异常位置偏西,中太平洋海温异常明显强于前两次,叠加气候平均态海温之后,赤道南北两侧海温都高于对流阈值,对流旺盛,这大大削弱了大气响应的经向移动和ENSO组合模态的强度。     

南亚高压季节持续性异常及其与ENSO关系

南亚高压是对流层中上层重要的大气活动中心.文中选取200hPa等压面,应用1948—2006年NCEP/NCAR月平均再分析资料、NCAR的CAM3.0大气环流模式,分析了南亚高压强度的季节持续性异常特征及其与ENSO事件的关系,结果表明南亚高压强度的冬—春—夏的季节持续性异常特征,这种长达半年以上的季节持续性异常与ENSO事件存在密切关系。进一步分析发现,南亚高压强度异常程度的时间演变特征与赤道东太平洋海温表征的ENSO信号的演变特征并不一致,南亚高压强度度异常滞后ENSO信号,对ENSO信号的响应从前一年的12月开始,一直持续到当年的9月,1—5月强度异常最强,6—9月强度异常次之。1月Nino3.4指数时滞自相关表征的ENSO事件春季开始,夏秋季发展,冬季成熟,来年春季开始减弱,夏季基水消失。不同海区数值试验结果表明:在ENSO事件成熟期的冬季,南亚高压与赤道东太平洋海温关系密切,在ENSO事件衰减期的春季,与赤道东太平洋和印度洋海温关系密切,在ENSO事件衰减期的夏季,与印度洋海温关系密切。     

在1982/1983 ENSO过程中暖池和赤道辐合带相互作用对大气表面风的影响

利用一个耦合海气模式,用数值试验方法分析了1982/1983 ENSO期间的暖池和赤道辐合带(ITCZ和SPCZ)的相互作用对大气表面流场和散度场的影响。结果指出,ENSO高峰期和成熟期SPCZ比ITCZ更重要(即ENSO高峰期和成熟期SPCZ与暖池相互作用比ITCZ与暖池相互作用更强烈);ENSO的形成初期和衰减期SPCZ和ITCZ同样重要。      

气候系统模式FGOALS_gl模拟的赤道太平洋年际变率

本文分析了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室 (LASG/IAP) 发展的气候系统模式FGOALS_gl对赤道太平洋年际变率的模拟能力。结果表明, FGOALS_gl可以较好地模拟出赤道太平洋SST异常年际变率的主要特征, 但模拟的ENSO事件振幅偏大, 且变率周期过于规则。耦合模式模拟的气候平均风应力在热带地区比ERA40再分析资料的风应力强度偏弱30%左右, 由此引起的海洋平均态的变化, 是造成模拟的ENSO振幅偏强的主要原因。FGOALS_gl模拟的ENSO峰值多出现在春季或夏季, 原因可归之于模式模拟的SST季节循环偏差。耦合模式可以合理再现ENSO演变过程, 但观测中SST异常的东传特征在模式中没有得到再现, 这与模拟的ENSO发展模态表现为单一的 “SST模态” 有关。模拟的ENSO位相转换机制与 “充电—放电” 概念模型相符合, 赤道太平洋热含量的变化是维持ENSO振荡的机制。在ENSO暖位相时期, 赤道中东太平洋与印度洋—西太平洋暖池区的海平面气压距平型表现为南方涛动型 (SO型), 200 hPa位势高度分布表现为太平洋—北美遥相关型 (PNA型)。     

关于ENSO本质的进一步研究

基于ENSO是热带太平洋海气相互作用产物的科学观点,一系列的分析研究表明:赤道太平洋次表层海温异常(SOTA)有明显的年际变化(循环),并且与ENSO发生密切相关;ENSO的真正源区在赤道西太平洋暖池,赤道西太平洋暖池正(负)SOTA沿赤道温跃层东传到东太平洋,导致El Nino(La Nina)的爆发;在暖池正(负)SOTA沿赤道温跃层东传的同时,将有负(正)SOTA沿10°N和10°S两个纬度带向西传播,从而构成SOTA的循环;热带太平洋SOTA年际循环的驱动者主要是由异常东亚季风所引起的赤道西太平洋纬向风的异常.进而,可以提出关于ENSO本质的一种新理论,即ENSO实质上主要是由异常东亚季风引起的赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的年际循环.       

PNA流型的年际变化及温、热带太平洋海温的作用

本文分析了PNA型环流的年际变化和影响因子,发现它存在两种优势周期振荡:一种是3—5年的振荡,另一种是10年左右的振荡.研究表明,前者与赤道太平洋海温的主要振荡周期相对应(同相关系),后者与北太平洋海温的主要振荡周期一致(反相关系).揭示了PNA型环流的变化与北太平洋海温比与赤道太平洋海温具有更密切的联系.并且由于北太平洋海温影响的频带与赤道太平洋海温的不同,它的作用有时与赤道太平洋海温的同相,有时则反相,使得ENSO与太平洋-北美地区大气环流和气候异常的关系变得复杂化.指出当考虑北太平洋海温的共同作用后     

ENSO与新疆天气的关系

一、ENSO事件及其影响 ENSO是厄尔尼诺(EL-Nino)和南方涛动(Southern Oscillation)的英文缩写.厄尔尼诺主要是指赤道东太平洋海水表面温度(SST)异常偏暖的现象,而南方涛动是南太平洋与南印度洋海平面气压变化趋势相反的一种涛动现象,南方涛动指数用SOI表示.根据已有的大量研究成果表明,这两种现象之间有密切的联系,因此,人们     

ENSO事件发展的时空特征

本文利用1951—1988年10°S—50°N太平洋SST资料与EOF分析方法对ENSO事件的发展过程与循环的时空特征进行了分析.分析结果表明EOF第一主分量时间系数的变化可以很好地表示SST距平变化与ENSO事件的发生.并且,第一主分量空间函数分布的变化揭示了一种ENSO事件增温是春季首先始于赤道东太平洋沿岸,随后向西传播到赤道中太平洋的增温过程;而第二主分量空间函数分布的变化揭示了另一种ENSO事件可增温首先始于赤道中太平洋,然后向东传播到赤道东太平洋的增温过程.分析结果还表明,ENSO事件的强度是强弱相间,其周期平均大约为4年左右. 本文还比较了80年代热带太平洋SST的变化及所发生的两次ENSO事件与其它年代所发生的ENSO事件的差别.     

赤道太平洋高低频纬向环流差异及其物理机制

利用1982—2017年欧洲中期天气预报中心再分析资料和美国国家大气海洋管理局的观测资料,分析了赤道太平洋高、低频海平面气压距平场的特征及差异,并通过诊断赤道太平洋海-气耦合的时间尺度,探讨了导致赤道太平洋高、低频纬向环流差异的原因。结果表明,南方涛动海平面气压东西跷跷板耦合现象只是在低频场中才存在,在高频场中并不存在。低频场上,主要受到热带最明显的年际信号(ENSO)的调控,海平面气压场和海表温度场呈现出东西振荡型。相比而言,在高频场上由于时间短,海、气异常还没有发生较好的耦合,气压场和风场呈现出全海域一致型。高频纬向环流与热带季节内振荡（MJO）紧密联系,具有明显的东传特征,传播速度大约为5 m/s,其变率方差的34%可以由MJO线性解释。相干谱分析表明海-气耦合具有时间依赖性,南方涛动通常只在20候以上的时间尺度才能存在,这与赤道海洋开尔文波横穿太平洋时间相当。      

10月份热带印度洋海气耦合的统计动力诊断

本文将热带印度洋10月份的大气风场和海洋上层流场看作一个整体, 对其作了动力统计诊断, 即作了复EOF分析, 考察了其年际和年代际变化, 并揭示其与印度洋偶极子 (IOD) 和ENSO的关系。结果表明: 在同一模态中, 海洋模态表现出很强的赤道俘获现象, 而大气则无此现象; 第一模态为印度洋偶极子模态; 第二模态为ENSO前期在印度洋的延伸模态。前2个模态的风场都揭示了Walker环流异常的结构; 印度洋海温的年际变化主要取决于印度洋地区的海气耦合状态, 但太平洋的ENSO循环对其也有一定影响。     

厄尼诺监测近况

自1982—1983年厄尼诺事件发生至今已有4年。一般认为,厄尼诺事件平均3、4年发生一次,因此,从今年初人们就对各种迹象十分注意。对此特别关心的另一个原因是1982—1933年预报的失败。 1986年1—2月赤道东太平洋一些地区海温上升,美国国家海洋大气管理局(NOAA)气候分析中心(CAC)开始在每月气候诊断公报上发表厄尼诺监视报告。但到4月,海温距平及各类指标有的恢复了正常,有的变为负值。因此,决定不再继续发布报告。 可是,今年9月情况有了新的变化。据10月发布的公报报导,9月份几乎所有指标均与厄尼诺事件时类似。所以,公报认为,一次中太平洋变暖     

1月份两类ENSO的海气环流模态分析

本文对1950～2001年1月份的大气风场和大洋流场做了联合复EOF（Empirical Orthogonal Function）分解,用以探讨1月份两类ENSO（El Ni?o-Southern Oscillation）的海气环流及耦合情况,所得结果主要有:该分解第1、2模态空间场分别相应于东部型、中部型ENSO,前者在赤道太平洋东部和中部都有海温动力异常,并以东部异常最强,后者仅在中部存在此异常,两模态的时间系数都与ENSO有很好相关,为此第1、2模态可分别称为东部型、中部型ENSO的风场流场（异常）模态。东部型ENSO模态具有3～6年的年际变化和13～14年的年代际变化,中部型则有明显的7年年际变化和12、17年的年代际变化,两者中约13年的周期与冬季北太平洋NPGO（North Pacific Gyre Oscillation）的周期相同。东、中部型El Ni?o期间,沃克环流上升支分别从印尼东移至赤道西、中太平洋,并有所减弱;南、北支哈得莱环流则分别位于日界线以东及该线附近,且均有所加强,从而使南、北太平洋副热带高压偏强;而在5°S的南美沿岸则分别有垂直运动上升和下沉异常。在海气耦合上,两类ENSO模态在赤道中太平洋均存在西风异常与海洋赤道Kelvin波和Rossby波的波包解耦合,而海温动力异常对大气的影响则都起到负反馈作用,从而有利于ENSO的维持和稳定。     

对流圈加热场特征及其同我国江淮流域旱涝联系的初步研究

本文采用热流量方程计算了对流圈下半部(1000—500hPa)与对流圈上半部(500—200hPa)1980—1983年各年全球月平均加热场,讨论了冬夏季全球加热场分布及年际变化特点,指出中国东部降水异常与加热场异常之间有较一致的关系,凝结潜热在加热场中起主要作用,加热场特点同我国长江中下游区域旱涝存在一定关系,旱涝前期某些区域的加热率有明显差异。ENSO事件期间,发现亦道太平洋区域存在这样的关系(ΔQ/ΔT)>(ΔQ/ΔT)海温区,上升气流最强支移到赤道太平洋中部,同亦道西太平洋之间构成一个反Walker环流,赤道太平洋中部纬向风速是辐散的,经向风速则是辐合的,赤道西太平洋加热性质对ENSO出现有先兆现象。     

ENSO循环机理的一些新看法与气候异常

近几年来我国学者在对ENSO循环机理方面提出了一些新看法.研究表明,ENSO实质上是主要由东亚季风异常引起的赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温异常的年际循环.ENSO的真正源在西太平洋暖池,暖池正(负)SOTA沿赤道温跃层(斜温层)东传到东太平洋,便导致ElNino/La Nina的爆发;在暖池正(负)SOTA沿赤道温跃层东传的同时,有负(正)SOTA沿10°N和10°S纬度带向西传播,从而构成SOTA的循环;而热带太平洋SOTA循环的驱动者是赤道西太平洋的异常纬向风.ENSO事件的发生,往往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.     

赤道印度洋海温偶极子型振荡及其气候影响

对近百年观测资料的分析表明赤道印度洋海温(SST)确实存在着偶极子型振荡的变化特征,它在9～11月最强,而在1～4月最弱;年际变化(4～5年周期)和年代际变化(主要为20～25年周期)也十分清楚.这个偶极子主要有正位相型(海温西高东低)和负位相型(海温东高西低);一般正位相型的振幅强于负位相型.尽管在极个别年赤道印度洋海温偶极子似乎与太平洋ENSO无关,但总体而论,赤道印度洋海温偶极子与赤道太平洋海温偶极子(类似ENSO)有很好负相关.它们的联系主要是赤道大气纬向(Walker)环流.资料分析表明,赤道印度洋海温偶极子与亚洲南部流场、青藏高压和西太平洋副高都有明显关系,表明它对亚洲季风活动有重要影响.     

热带太平洋地区海气系统的耦合振荡

本文讨论了东太平洋赤道海温和太平洋月平均云量距平的关系,结果表明:(1)东太平洋赤道海温距平和中太平洋赤道云量距平有很好的正相关,而与东、西太平洋赤道云量距平有很好负相关。所以太平洋赤道上空应该存在二个距平的东西向环流。(2)云和海温存在周期为34—38个月的耦合振荡,我们提出了云-辐射-海温机制来作解释。(3)在东太平洋海温暖水月的前12个月到后6个月期间,东太平洋赤道云量是负距平的(即偏少),这表明此期间可能是大气在影响海洋,亦即Walker环流影响海温变化,而不是海温影响了Walker 环流。海温和Walker环流是相互作用的,这种相互作用组成了大气和海洋之间的一种耦合振荡。(4)东太平洋海温、中太平洋云和北半球中、西太平洋信风亦有很好的相关。