印度洋海温异常对西北太平洋台风的影响及机制研究

基于近40 a NCEP/NCAR再分析月平均高度场、风场、涡度场、垂直速度场以及NOAA重构的海面温度（sea surface temperature,SST）资料和美国联合台风预警中心（Joint Typhoon Warning Center, JTWC）热带气旋最佳路径资料,利用合成分析方法,研究了前期春季及同期夏季印度洋海面温度同夏季西北太平洋台风活动的关系。结果表明：1）前期春季印度洋海温异常（sea surface temperature anoma1y,SSTA）尤其是关键区位于赤道偏北印度洋和西南印度洋地区对西北太平洋台风活动具有显著的影响,春季印度洋海温异常偏暖年,后期夏季,110°～180°E的经向垂直环流表现为异常下沉气流,对应风场的低层低频风辐散、高层辐合的形势,这种环流形势使得低层水汽无法向上输送,对流层中层水汽异常偏少,纬向风垂直切变偏大,从而夏季西北太平洋台风频数偏少、强度偏弱,而异常偏冷年份则正好相反。2）春季印度洋异常暖年,西北太平洋副热带高压加强、西伸;而春季印度洋异常冷年,后期夏季西北太平洋副热带高压减弱、东退,这可能是引起夏季西北太平洋台风变化的另一原因。     

海温分布型对长江中下游旱涝的影响

采用经验正交函数 (EOF) 分解、奇异值分解 (SVD) 及相关、合成分析等方法, 分析了太平洋海温异常分布与东亚大气环流及长江中下游降水的关系.结果表明:涝、旱年太平洋海温差值场从前一年秋季至当年夏季一直维持由西北向东南“+ - + -”分布特征, 这种太平洋海温分布型与东亚-太平洋遥相关型 (EAP) 密切相关.旱涝年前期太平洋海温异常分布使得低纬度对流活动有明显差异, 而对流活动的异常分布又导致西太平洋副高及东亚大气环流的异常, 从而影响长江中下游降水.数值试验进一步表明:长江中下游旱涝不仅与热带, 同时也与中高纬太平洋的海温异常有关.     

东亚冬季风与冬季黑潮海温异常的关系

利用统计分析方法，分析了冬季黑潮区域海表温度异常与东亚冬季风的相关关系．及其可能的机制。结果表明：东亚冬季风异常与冬季黑潮区域海温异常有密切的联系。当东亚冬季风偏强时，冬季黑潮区域海温偏低；反之，当东亚冬季风偏弱时，冬季黑潮区域海温则偏高。其过程可能是东亚冬季风异常偏强（弱）造成了黑潮区域1000hPa气温的明显下降（上升）。而由于黑潮区域海温的变化相对较小．使得黑潮区域的海气温差也发生了显著地增大（减小），从而使得该区域的海洋热通量也相应地增多（减少）。这种海洋热通量释放的增多（减少），造成该区域的海温下降（上升）。     

热带海洋SSTA的POP中性预测方案

用主振荡型（ Ｐ Ｏ Ｐ）方法分析了热带洋区月平均海表温度异常（ Ｓ Ｓ Ｔ Ａ）。结果表明,最重要的 ４ 个传播型 Ｐ Ｏ Ｐ对与 Ｅｌ Ｎｉｎｏ／ Ｌａ Ｎｉｎａ 事件关系密切,说明这类事件具有复杂的时空结构。在此基础上,给出了一个能定量地综合多个传播型 Ｐ Ｏ Ｐ对作用的 Ｐ Ｏ Ｐ中性预测方案。非独立样本和独立样本试验表明,它具有 ４ 个月的预测时效,且其预测能力在 Ｓ Ｓ Ｔ 强异常的 Ｅｌ Ｎｉｎｏ、 Ｌａ Ｎｉｎａ 事件阶段强于弱异常的非 Ｅｌ Ｎｉｎｏ／ Ｌａ Ｎｉｎａ 事件阶段。     

北太平洋高纬地区准4年尺度西风异常对热带太平洋海温的影响

利用１９７５ 年１月～１９８７年１２月ＮＭＣ的８５０ ｈＰａ风场资料进行诊断分析,发现在热带中东太平洋ＳＳＴＡ出现正异常前期, 北太平洋就已有异常西风存在。该地区的异常纬向风在准４年时间尺度上取先西南后东南的折形路径向南传播。而且,阿留申海的ＳＳＴＡ也沿该折形路径向南传播     

太平洋SSTA对中国东部夏季降水的影响Ⅰ--观测分析

采用旋转经验正交函数（REOF）方法对1901～2000年中国东部43个站夏季降水资料进行分析,得到：华南、西南地区和长江中下游地区及华北北部、东北西南部地区是中国东部夏季降水异常三个最主要的区域,对三个主要模态对应的时间系数序列与太平洋SSTA作相关分析,结果表明影响东部夏季降水的关键海区是：前期冬季西北太平洋黑潮海区、前期春季赤道中东太平洋和同期北太平洋中纬中太平洋海区;并对关键海区SSTA与东部120个站夏季降水作SVD分析,进一步证实：这三个关键海区SSTA与东部夏季降水有显著的耦合相关关系。另外,对三个主要降水异常区的夏季降水异常的极端年份500hPa高度场进行合成分析,其结果为数值模拟分析提供依据。     

Relationship between SSTA in the northwestern Pacific and winter climate anomaly in China

1IntroductionRelationshipbetweenseasurfacetemper-atureanomaly(SSTA)andclimateanomalyisattheheartofair-seainteractionstudy.ManyresearchershaveinvestigatedhowSSTAworksonclimate.Sincethe1960s,ithasbeenpointedoutthattheequatorialeastPacificwarming(ElNinoevent)resultsinclimateanomalyinthenorthernAmericaviaanoma-lousenergytransportationbyHadleycircula-tions(Bjerknes1966;1969).Afterthe1980s,owingtothedevelopmentofnumericalmodelanddynamicaltheory,itiswellacceptedthatatmospherecirculationwouldbei…     

2004年夏季经向型雨带及其与印度洋偶极模异常海温的关系

针对2004年夏季降水为南北向雨带分布的异常特点,利用NCEP/NCAR再分析资料对可能造成2004年准经向降水分布的海温场、高度场及水汽输送特征进行了分析,并与夏季降水呈纬向分布的2003年进行了比对.分析结果表明,2004年夏季西太平洋副热带高压偏北、偏东,中国大陆中纬度地区东部为异常偏东水汽输送,西部为异常偏西的水汽输送,东、西风在110°E形成南北向交界,有利于形成南北经向型的水汽辐合和降水分布.而在2003年夏季,西太平洋副热带高压偏南、偏西,在长江以南形成稳定的带状副高,有利于雨带长时间稳定在副高北侧的淮河流域,同时中国大陆35°N以南地区为异常偏西水汽输送,以北地区为异常偏东的水汽输送,正、负异常纬向风形成东西向交界,有利于形成东西纬向型的水汽辐合和带状降水分布.对海温状况的分析发现,虽然2003年和2004年太平洋异常海温信号较弱,但印度洋和中国大陆近海海温却有明显的差异,2004年夏季西北太平洋异常海温北高南低,西印度洋海温异常偏冷,赤道热带印度洋海温呈东暖西冷的偶极模负相位特征.而在2003年淮河强降水发生同期,西北太平洋异常海温南高北低,西印度洋海温异常偏暖,赤道热带印度洋海温呈东冷西暖的偶极模正相位特征.因此,印度洋异常海温偶极模的不同相位可能是造成2003、2004年中国夏季降水不同雨带分布型的重要原因.利用中国160个代表站1950～1999的降水资料,进一步分析了印度洋偶极模不同相位异常海温对中国夏季降水的影响,结果发现,印度洋偶极模正相位有利于中国南方降水的西移和北方降水的东进,趋向于形成东西纬向型降水分布; 而印度洋偶极模负相位有利于中国南方降水的东退和北方降水的西移,趋向于形成南北经向型降水分布.     

江淮北区6～7月降水异常与北太平洋海温的SVD分析

REOF结果表明,江淮地区6~7月降水可以分为南、北两个区;江淮北区6~7月降水和海温的SVD分析结果表明:影响江淮北区6~7月降水异常的海温关键区(关键区)是北太平洋海域,关键时段是当年的1~2月;当年1~2月北太平洋关键区海温异常偏高(偏低),同年6~7月中国的江淮、华南、东北地区降水偏多(少),华北、西北、西南呈降水偏少(多),其中江淮北区相关系数绝对值最大,通过0.05的Monte-Carlo显著性水平检验。     

南海北部珊瑚生长率对4.2 ka气候事件的记录

The 4.2 ka event that occurred during the period from 4 500–3 900 a BP was characterized by cold and dry climates and resulted in the collapse of civilizations around the world. The cause of this climatic event, however, has been under debate. We collected four corals(Porites lutea) from Yongxing Island, Xisha Islands, South China Sea, dated them with the U-series method, and measured the annual coral growth rates using X-ray technology. The dating results showed that the coral growth ages were from 4 500–3 900 a BP, which coincide well with the period of the4.2 ka event. We then reconstructed annual sea surface temperature anomaly(SSTA) variations based on the coral growth rates. The growth rate-based SSTA results showed that the interdecadal SSTA from 4 500–3 900 a BP was lower than that during modern times(1961–2008 AD). A spectral analysis showed that the SSTA variations from4 500–3 900 a BP were under the influence of El Ni?o-Southern Oscillation(ENSO) activities. From 4 500–4 100 a BP, the climate exhibited La Ni?a-like conditions with weak ENSO intensity and relatively stable and lower SSTA amplitudes. From 4 100–3 900 a BP, the climate underwent a complicated period of ENSO variability and showed alternating El Ni?o-or La Ni?a-like conditions at interdecadal time scales and large SSTA amplitudes. We speculate that during the early and middle stages of the 4.2 ka event, the cold climate caused by weak ENSO activities largely weakened social productivity. Then, during the end stages of the 4.2 ka event, the repeated fluctuations in the ENSO intensity caused frequent extreme weather events, resulting in the collapse of civilizations worldwide. Thus, the new evidence obtained from our coral records suggests that the 4.2 ka event as well as the related collapse of civilizations were very likely driven by ENSO variability.