西太平洋暖池次表层海温异常 与ENSO循环的相互作用

利用1964～1993年的太平洋次表层海温资料,进一步分析研究了西太平洋暖池次表层海温异常与ENSO循环的关系。合成及相关分析的结果进一步表明,西太平洋暖池次表层海温的暖（冷）异常及其东传对ENSO的发生起着十分重要、且更直接的作用。然而,赤道西太平洋异常纬向风是造成次表层海温异常东传的重要原因,而纬向风的异常又是由于东亚冬季风异常活动所引起的,这间接地说明了异常东亚冬季风对西太平洋暖池次表层海温距平东传的重要作用。通过研究还发现,ENSO发生后,北半球副热带地区将有次表层暖（冷）海温距平沿着10～20oN纬带西传,这是导致西太平洋暖池次表层海温发生异常的重要原因之一。也就是说,西太平洋暖池次表层海温异常与ENSO循环之间是相互影响、相互作用的。     

基于GODAS数据的西太平洋暖池热状态特征及其对ENSO事件的影响

利用1981—2011年共31 a美国GODAS月平均次表层海温资料,以5~366 m次表层垂直平均海温表征上层海洋热含量(HC),运用合成、相关等统计学方法,分析了西太平洋暖池(以下简称暖池)热状态气候特征及其对ENSO事件的影响。结果表明:暖池区HC异常变化最大,异常变化最大的区域与其高值中心区域并不重合,而是在经向上向其两侧偏离;暖池区HC季节变化与SST季节变化高度一致,年际变率大于SST的年际变率;暖池热状态与ENSO事件有密切联系,最大冷(暖)异常恰好对应于ENSO循环过程中的El Ni1o(La Ni1a)事件,并且ENSO事件前期暖池HC存在明显东传信号。     

ENSO和西太平洋暖池对我国气候影响的诊断分析研究

一、引言ENSO是热带最强的气候信号，而西太平洋暖他又是热带西太平洋特有的暖水堆积的现象，两者有十分密切的关系，它们的变化直接影响全球大气环流异常和气候变化，但它们对我国气候究竟有多大影响目前尚无定论的说法。因此，研究这一问题回答两大问题：（1）确定EN－SO和西太平洋暖地对我国气候异常变化的影响程度和它们的相对重要性；（2）仅考虑热带太平洋海温异常变化条件下的海气耦合模式究竟预测我国短期气候变化的能力有多大？二、资料和分析方法1．资料本研究使用四组不同的资料，即（亚）ECMWF300hpa和850hpa格点风场资料…     

ENSO循环及相关研究综述

ENSO（El Nino ＆ South Oscillation）是热带海气相互作用的强信号,对全球气候异常有着重要影响。本文着重论述近几十年来ENSO循环与相关海一气系统相互作用的研究现状。首先从线性、非线性两方面阐述了ENSO循环的正负反馈机制;其次,详细论述了西太平洋暖池、热带大气环流和中高纬海一气系统与ENSO循环相互作用的物理过程和机制;最后,从统计预测和数值预测两方面对ENSO的预测现状进行了评述。     

ENSO 循环过程中逐月海温异常的合成分析

文章基于UK和MIT 1990年整编的12年（1968～1977年和1982～1983年）逐月5°×5°经纬网格点的海温（SST）距平资料,对其间发生的4次El Nino事件和3次La Nina事件作了逐月全球SST异常分布的合成分析。合成结果表明：在El Nino事件的形成阶段,赤道中太平洋存在明显的东传暖性低频扰动;而在La Nina事件的形成阶段,南北美沿岸有稳定增强的冷中心向西发展。     

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。      

东太平洋暖池及经向风异常在ENSO事件发生、发展过程中的作用

利用1982～1999期间LDEO海表温度资料和NCEP/NCAR再分析风场资料,分析东太平洋暖池及经向风异常与ENSO事件的可能关系。结果表明,东太平洋暖池气候平均海表温度存在明显的季节变化特征,且与El Niño事件春季发生、夏季发展、秋季达到成熟及冬季衰亡的成长过程非常相似。经向风异常及其散度与ENSO事件密切相关。综合考虑,提出了东太平洋暖池及经向风异常（北风距平及经向风距平散度辐合）对ENSO事件发生、发展作用的概念模型:北风距平爆发通过产生北风吹洋流的作用,将东太平洋暖池暖水由北向南输送至赤道附近,从而有利于Ni?o3区海表温度上升;几乎与此同时,东太平洋暖池赤道上经向风距平散度辐合不仅能导致暖水在赤道附近堆积,而且辐合的风场对赤道附近的冷上升流有抑制作用,从而有利于Niño3区海表温度的增加,上述增温因素的叠加作用有（不）利于El Niño（La Niña）事件的发生、发展。进一步分析表明,东太平洋暖池及经向风异常仅对El Niño（La Niña）事件发生、发展起促进（抑制）作用而不起决定作用。将东太平洋暖池、经向风异常与西太平洋暖池、西风距平结合起来一并考虑,完善了El Niño事件发生、发展机制。最后,初步分析1980、1990年代El Niño事件特性差异的可能原因。     

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.     

北半球夏季遥相关的年际振荡及其与ENSO循环的可能联系

利用４３年夏季５００ｈＰａ高度场资料刻划了北半球夏季东亚太平洋型遥相关和积雪强迫型遥相关的强度．分析结果揭示了它们准４年周期振荡间的位相关系,并推测了在该时间尺度上与ＥＮＳＯ循环的可能联系．     

中国气候异常变化与ENSO准四年循环的联系分析

从月资料分析入手，分析了中国大陆地区的降水和气温异常与ENSO的联系。首先用REOF方法对降水和气温的变化进行分区分析，并讨论其年际变化特点。然后对降水和海温场、气温和海温场分别进行CSVD分析，讨论了在ENSO准四年循环的不同位相上，气温和降水的异常变化情况。结果表明：（1)在ElNino期间，我国东部地区，尤其是东北、长江中下游的江南地区降水偏多，容易发生洪涝，华北地区、黄河流域尤其是中部降水偏少，可能发生干旱。其中长江中下游的南部降水与赤道中东太平洋海温在准四年变化上关系密切，当中东太平洋海温达到最高值后约3个月，长江中下游的南部降水出现最大正距平。(2)在ElNino期间，东北容易出现低温天气，而其它地区尤其是河套地区及西南南部易出现高温天气。其中东北地区气温变化与赤道中东太平洋海温在准四年变化上关系密切，当中东太平洋海温达到最高值后约2个月，东北气温的负距平出现最低。LaNina阶段，情况与前述相反。     

西太平洋暖池次表层海温一场与ENSO关系的CGCM模拟结果

全球大气与热带太平洋相耦合的数值模式（ＣＧＣＭ） 很好地模拟了ＥＮＳＯ （ 厄尔尼诺和拉尼娜） 型海表水温（ＳＳＴ） 异常, 进一步分析多年的模式积分结果, 清楚地表明赤道中东太平洋ＳＳＴ 异常与西太平洋暖池次表层（ 深１００ ～２００ ｍ） 的海温异常有密切的关系。在Ｅｌ Ｎｉｎｏ 事件发生之前的半年到一年左右, 西太平洋暖池次表层海温有明显正异常,并向东传播; 而在Ｌａ Ｎｉｎａ 发生之前的半年到一年左右, 暖池次表层海温有明显负异常, 并向东传播。因此, 西太平洋暖池次表层海温异常及其东传对Ｅｌ Ｎｉｎｏ （Ｌａ Ｎｉｎａ） 的发生有极重要作用。     

欧亚冬季雪盖异常及其与ENSO循环的关系

利用 NOAA- NESDIS提供的 1 973— 2 0 0 0年北半球雪盖面积资料 ,研究了欧亚冬季雪盖的时空特征 ,发现欧亚大陆中高纬地区积雪有明显的整体性分布特征 ,而50°N以南的冬季积雪随纬度的变率较大 ;欧亚大陆中高纬地区冬季积雪呈东西反位相分布。利用小波分析发现 ,冬季欧亚积雪具有显著的 3～ 4 a周期。最后指出 ,欧亚积雪异常引起的下垫面热力异常可能为次年 El Nino事件的爆发提供触发条件。     

ENSO循环对西太平洋副高和福建汛期旱涝的影响

利用1951-2000年北太平洋海温和副高特征量资料，探讨了夏半年副高与前期海温的关系，发现影响副高活动的海温关键区赤道东太平洋前期信息最明显，从前期秋季持续至春季都保持与夏半年各月副高强度、西伸脊点位置的高相关；ENSO事件的形成超前于副高强度的转折约半年时间；El Nino年副高持续偏强偏西，La Nina年则相反，脊线位置也有所反映但不如强度与西伸变化显著。在此基础上进一步分析表明，福建雨季(5-6月)降水分布的异常直接受到副高活动的影响，夏季(7-9月)全省大部旱涝也直接受到副高南北位置差异的影响。而副高活动异常又明显受ENSO循环的制约，因而关注赤道东太平洋海温及ENSO信息对福建汛期旱涝与降水分布趋势的预测具有重要意义。     

试论青藏高原雪盖异常与ENSO循环的可能联系

通过实测资料和统计资料,初步分析了８０年代两次青藏高原雪盖异常的波动特征及其与ＥＮＳＯ循环的可能联系。分析指出,高原冬季雪盖异常时５００ｈＰａ中纬度环流显著不同。即高原多（少）雪,东亚大槽位置偏东（西）,强度偏弱（强）,致使我国东部的天气出现“暖冬”（“寒冬”）。与此相对应,热带海气相互作用也呈现相反的形势特征。受东亚冬季风强弱变化影响,南海南部附近海区积云对流强度迥然不同,印度－太平洋海气相互作     

ENSO循环对西北地区夏季气候异常的影响

利用陕、甘、宁、青、新五省(区)分布均匀的89个测站近40年的夏季降水和气温资料,分析了ENSO循环在不同位相时西北地区夏季降水和气温的异常特征。结果表明,西北地区夏季气候在ENSO循环不同位相的异常特征各不相同。El Ni~↑no发展年,我国青藏高原东侧地区的降雨稀少,气温偏高,容易发生干旱,而新疆则以低温多雨为主;El Ni~↑no次年,青藏高原东侧及北疆地区降水偏多,气温偏低。La Ni~↑na年我国西北地区的气候特征类似于El Ni~↑no次年,但异常的范围更大,异常程度更加明显。西北地区夏季降水在El Ni~↑no发展年的异常强度较次年和La Ni~↑na年明显,而气温则相反,即在El Ni~↑no次年和La Ni~↑na年的异常要强于El Ni~↑no当年。无论是降水还是气温,青海东部、甘肃中部、宁夏和陕北是夏季我国西北地区对ENSO影响反映最强烈的区域,新疆地区则有其自身特点。     

亚洲季风与ENSO循环的相互作用

ＥＮＳＯ事件对亚洲季风有很大影响,特别是对东亚夏季风环流有较大影响。许多观测事实表明,在ＥＮＳＯ事件处于发展阶段的夏季,江淮流域往往发生洪涝,黄河流域往往发生干旱,东北地区往往发生冷夏。本研究利用观测资料分析了亚洲季风对ＥＮＳＯ事件发生的影响。分析结果表明,在ＥＮＳＯ事件发生前,在热带太平洋上空对流层下层有明显的西风异常;这个西风异常将会加强东传暖Ｋｅｌｖｉｎ波和西传冷Ｒｏｓｓｂｙ波,为ＥＮＳＯ循环提供必要的赤道海洋波动条件;并且这个西风异常与东亚季风区西风异常向南传播有密切关系。通过遥相关分析表明,东亚季风西风异常的南传是通过欧亚型遥相关的波列来实现。通过分析,本研究提出一种亚洲季风与ＥＮＳＯ循环相互作用的物理图像。     

西太平洋暖池海温异常与中国夏季降水的关系

利用1951—2007年NOAA延长重构的海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和中国160站降水资料,研究了夏季西太平洋暖池海温的年际变化特征及其与中国夏季降水的关系。结果表明,夏季西太平洋暖池海温异常具有明显的年际变化特征;夏季西太平洋暖池海温异常偏高(低)时,亚洲热低压减弱(加强),西太平洋副热带高压加强(减弱)、位置偏西(偏东),850 hPa风场上中国东部地区为偏北(南)风距平,使得东亚夏季风减弱(增强),导致长江中下游地区夏季降水偏多(少)。     

热带西太平洋暖池局地海气相互作用的季节依赖性

采用美国伍兹霍尔海洋研究所的客观分析海气通量项目最新发布的海气热通量和相关气象场、NOAA提供的向外长波辐射和表面风场等数据,研究了暖池区域(144～154 °E,1～6 °N)局地海气相互作用的季节依赖性,并探讨可能对其产生影响的外强迫。结果表明,暖池区域海气相互作用在3月显著表现为受ENSO影响的海洋对大气的强迫,而在6月则显著表现为以局地作用为主的大气对海洋的反馈。当海洋强迫大气占主导时,海温趋势(dSST/dt)的年际变化的数值小于海温;而当大气反馈海洋占主导时,海温趋势的年际变化数值大于海温。ENSO会减弱暖池区域3月海洋对大气的强迫,而6月大气对海洋的反馈受ENSO影响不大;去除印度洋偶极子(IOD)影响后海气关系基本维持不变。3月ENSO通过增强暖池上空的对流,减少短波入射,从而使海温呈降低趋势,减弱海洋对大气的强迫。      

东亚夏季风环流与ENSO循环的关系

采用NCEP/NCAR再分析资料和NCAR海温资料 ,对ENSO循环不同阶段东亚夏季风环流的变化进行了分析。计算了各年夏季风环流的强度系数及其与多年平均夏季风环流的相似系数和差异系数 ,分析它们与海温变化的关系。结果表明 :东亚夏季风环流强度有明显的年际变化和年代际变化 ,且与赤道东太平洋SST有较好的负相关关系 ,其中又以与三个月前的海温变化关系最好。在春季 (3～4月 )Nino 1+2区为冷、暖水时 ,当年夏季 (6～ 7月 )东亚季风区中 85 0hPa等压面上 >2m·s-1的经向风北伸纬度和东亚季风区的垂直经圈环流都有明显差异 ,在冷水期 >2m·s-1的经向风北伸纬度比暖水期高 ,季风环流圈的上升支北移 ,东亚夏季风环流较暖水期强。     

对ENSO循环机理的一些新认识

近几年国内学者通过资料诊断、理论分析和数值试验,对ENSO循环的机理提出了一些新的看法,其中包括El Nino和La Nina的起源,与ENSO循环相联系的暖、冷水的传播过程,热带西太平洋纬向风应力异常,以及热带东太平洋经向风应力异常在ENSO循环中的动力作用等.作者介绍了我国在这些方面的一些研究成果.