厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋的年际变化特征及其影响

基于1901-2000年多种海-气资料,分析了厄尔尼诺成熟年冬季-初夏西北太平洋异常反气旋（WNPAC）的年际变化特征及其对东亚气候的影响。结果表明,无论是厄尔尼诺事件成熟期的冬季还是次年的春季和初夏,WNPAC的年际变化主要存在两个空间变化型,即反映其强度变化的经验正交函数分解第1模态和反映其位置变化的第2模态。厄尔尼诺成熟年冬季WNPAC强度不仅与赤道中东太平洋海温异常有关,而且与太平洋西部（WP）型遥相关的强度有关,而其位置的变化则主要与西北太平洋局地海温异常以及北极涛动（AO）有关;次年春季,WNPAC的强度除了与赤道中东太平洋海温异常和太平洋西部型遥相关存在显著相关外,还与赤道大西洋海温异常有关,而其位置的变化则主要与西北太平洋局地海温异常和太平洋西部型遥相关有关;次年初夏,WNPAC强度主要与西北印度洋和西南印度洋的海温异常以及东亚-太平洋（EAP）型遥相关的强度有关。进一步分析表明,成熟年冬季-初夏WNPAC的强度和位置的变化均可对东亚地区降水异常分布产生影响,这对预测厄尔尼诺事件发生后冬季及后期春、夏季节东亚地区降水异常分布具有一定的指示意义。此外,次年初夏,WNPAC强度变化与西北太平洋台风发生频数存在显著负相关,即WNPAC越强,台风发生的频数越少,反之亦然。     

The Asymmetric Atmospheric Response to the Decadal Variability of Kuroshio Extension during Winter

The Kuroshio extension(KE)exhibits interdecadal variability,oscillating from a stable state to an unstable state.In this paper,ERA-Interim reanalysis data are used to discuss the possible reasons for the asymmetric response of the atmosphere to symmetric sea surface temperature anomaly(SSTA)during periods of differential KE states.The analysis has the following results:the SSTA presents a nearly symmetrical distribution with opposite signs during the KE stable and unstable periods.During the KE stable period,the storm track is located north of 40°N and is significantly enhanced in the northeast Pacific Ocean.The atmospheric response is similar to the West Pacific/North Pacific Oscillation teleconnection(WP/NPO like pattern)and presents a barotropic structure.The inversion results of the potential vorticity equation show that the feedback of transient eddy vorticity manifests a WP/NPO like pattern and presents a barotropic structure,which is the main reason for bringing about the response of the WP/NPO like pattern.The magnitude of the feedbacks of both diabatic heating and transient eddy heating is small,which can offset one another.During the KE unstable period,the main body of the storm track is located to the south of 40°N,and there is no significant response signal in the atmosphere,except near the west coast of North America.Compared with the KE stable period,the asymmetry of response of the transient eddy vorticity is the main reason for the asymmetric response of the atmosphere.     

Nino C区秋季海温异常对东亚冬季大气环流的影响

研究了秋季赤道中东太平洋（Nino C区:0～10°S,180～90°W）的SST异常对东亚冬季大气环流的可能影响。在揭示二者联系的基础上,通过分析海温异常所引起的500hPa高度、经向风及纬向风的异常特征,探讨了秋季海温异常影响东亚冬季大气环流的可能途径。研究发现,Nino C区秋季SST异常,能够对东亚及西太平洋地区的大气环流及风场产生显著影响,进而影响东亚冬季风活动:秋季SST正（负）异常,引起西太平洋地区出现类似负（正）WP遥相关型的环流异常,中纬度纬向西风加强（减弱）,东亚及沿海地区出现异常南（北）风分量,经向风减弱（加强）,最终导致偏弱（强）的东亚冬季风活动。这是海温异常影响东亚冬季大气环流的一种可能途径。     

冬季西太平洋遥相关型的环流结构特征及其与我国冬季气温和降水的关系

用近55 a资料研究了冬季西太平洋遥相关型(WP)异常环流特征及其与我国冬季天气气候的关系。结果表明:冬季西太平洋遥相关型与我国冬季天气气候关系密切。高指数年500 hPa高度场亚洲大陆上空中高纬为负高度异常,中纬度西风偏强,环流呈纬向型,对应海平面气压场上西伯利亚高压偏弱,东亚冬季风偏弱;低指数年情况相反。冬季西太平洋遥相关指数与我国冬季气温和降水存在显著的大范围正相关,与气温的高相关区为我国东部、南部沿海及西南地区所形成的U型区域,而与降水的高相关区则主要分布在我国东部地区。     

深海嗜冷希瓦氏菌Shewanella psychrophila WP2的基因组学分析

嗜冷希瓦氏菌Shewanella psychrophila WP2分离自深海沉积物,其拥有目前希瓦氏菌属(Shewanella)中最大的基因组,为6. 4 Mb。通过对S. psychrophila WP2的完整基因组进行系统发育和代谢潜能分析,并与相近菌株进行比较,探究WP2拥有较大基因组的生理和生态意义,深化对Shewanella菌在环境适应性方面的认识。基于串联保守蛋白对WP2基因组进行系统发育分析,根据注释结果对WP2进行代谢通路重建。系统发育进化树显示,WP2属于Group 1分支,和其它嗜冷嗜压Shewanella菌相同,非嗜冷嗜压Shewanella菌株都属于Group 2分支。WP2基因组中与DNA修复、次级代谢产物合成、转运分泌相关的基因数明显多于Shewanella piezotolerans WP3。WP2拥有较多水平转移来源的基因组岛(17个),岛内包含了与嘌呤代谢、氨基糖代谢、运动趋化、群体感应等功能相关的基因。结果表明,通过潜在的水平基因转移,WP2获得了大量的辅助功能基因,增强了它的氮源利用能力、运动和趋化能力,以及应对复杂环境的群体感应能力和抗生素合成功能,从而更加适应生活在寡营养和复杂极端的深海环境。本研究针对S. psychrophila WP2的代谢潜力进行了深入的探索和研究,为将来关于Shewanella菌和微生物的环境适应机制的研究提供了更多数据参考和理论基础。     

北太平洋东部风暴轴的变化特征及其与大气环流和SST异常的关系

利用欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Center for Medium-range Weather Forecast)逐日再分析资料(ERA40),通过经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分解发现,冬季北太平洋东部风暴轴有着显著的年际变化特征:第一变化模态为在气候平均位置南北相反的偶极子变化型,第二变化模态为在气候平均位置处一致增强或减弱的变化型,第三变化模态为三极子的变化型。进一步的回归分析发现:当东部风暴轴南压(北抬)时,同期冬季是一种厄尔尼诺(拉尼娜)年海温异常空间分布型,中纬度北太平洋海区以及赤道中、东海区,冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低压(高压),对流层中层是太平洋—北美型(Pacific-North American Pattern,PNA)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴增强(减弱)时,同期冬季黑潮区海温偏暖(偏冷),对流层中层表现为西太平洋型(West Pacific Pattern,WP)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴呈现西北—东南+-+(-+-)相间三极子的分布时,同期冬季巴布亚新几内亚附近海温异常偏暖(冷),夏威夷附近海温异常偏冷(暖),冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低(高)压,对流层中层表现出类似PNA正(负)位相。EOF分解各模态所对应时间系数与阿留申低压(Aleutian Low,AL)指数、PNA指数、Nino3指数、WP指数、黑潮海温(Kuroshio Current,KC)指数之间存在显著的相关,这些证明了东部风暴轴与同期大气环流及SST异常之间的联系。     

北太平洋风暴轴的变异特征及其与中纬度海气耦合关系分析

本文使用欧洲ECMWF（ERA40）再分析资料,通过经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,EOF）分解探讨了冬季北太平洋风暴轴的变异特征,使用回归分析得到了与风暴轴空间异常型相关的冬季大气平均流异常、表层海温（Sea Surface Temperature,SST）异常的空间耦合型.研究结果表明,冬季北太平洋风暴轴主要有两种空间异常型,第一种是风暴轴中东部明显北抬（南压）,使得整个风暴轴向东北（东南）倾斜,与此同时,在中纬度北太平洋海区,冬季暖（冷）异常的洋面上是异常高压（低压）,海气系统在垂直向表现为一种暖脊（冷槽）配置,在对流层中高层是太平洋-北美（Pacific North American,PNA）型负（正）位相.第二种是风暴轴整体性加强（减弱）并偏北（南）,此时,黑潮区海温异常偏暖（冷）,低层阿留申低压和高空的西风急流略偏北（南）,对流层中高层表现为西太平洋（Western Pacific,WP）型负（正）位相.风暴轴EOF分解的时间系数与阿留申低压指数、PNA指数、WP指数,以及与尼诺3区（NINO3）指数、黑潮海温指数间显著的相关性再次证实了在北太平洋中纬度地区存在着SST异常、风暴轴异常和大气平均流异常三者间的空间耦合型.