不同类型El Nino事件对中国东部次年夏季降水季节内演变影响及成因研究

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本文利用1950年1月~2011年12月全球海表温度(SST)资料、ONI (Oceanic Nino Index)序列、SODA的海洋多要素逐月资料、NCEP/NCAR风场、高度场、湿度场等再分析资料以及中国160站逐月降水资料,研究了不同类型El Nino事件的主要特征及其对中国东部次年夏季逐月及季节降水的影响及成因。得到如下主要结论:(1)对不同类型El Nino事件的定义及特征研究表明:1)根据El Nino事件期间SST最大正异常所在区域,将El Nino事件分为nino3、nino4和nino3.4型三种类型。2)海表温度变暖的线性趋势对El Nino事件分型没有明显影响。3)各型El Nino事件期间次表层海温异常分布不同,次表层海温异常大值区都位于类型定义所在的经度范围内。4)nino3型El Nino事件期间,在赤道东太平洋存在一个异常上升气流,而在太平洋西部菲律宾群岛附近存在一个异常的下沉气流,nino3.4型的分布形式与nino3型类似,但上升支的位置要比nino3型偏西,强度稍弱;nino4型的分布形式与其他两种形式差异较大,表现为它在太平洋区域存在两支异常的上升气流,一支位于太平洋东部ninol.nino2区,大约位于80°W,另一支位于日界线以西170°E附近,同时在印度洋东部大约90°E上空也存在一支上升气流。(2)对不同类型El Nino事件的发展、成熟和衰减三个阶段划分及其特征的研究表明:1)在发展期,nino3型海表温度以及次表层海温的正异常(统称海温异常)都首先出现在赤道东南太平洋区域;nino4型的正海温异常首先出现在赤道太平洋中西部的nino4区;而nino3.4型的正异常则首先出现在赤道太平洋东南部和nino3.4区东部。到成熟期,海温异常强度加强。到衰减期,nino3型事件中赤道东太平洋正海温异常显著减弱,其它两类型事件在赤道东太平洋都已出现海温负距平。2)三种类型El Nino事件发展期、成熟期、衰减期三个阶段的walker环流异常分布也有一定差异。nino3型事件从发展期到衰减期,在热带印度洋—太平洋维持一个异常的反沃克环流圈;nino4型在发展期太平洋区域有两只异常的上升气流,到了成熟期则在印度洋—太平洋上空形成两个异常的饭沃克环流圈,衰减期时已不存在明显的下沉气流;nino3.4型中,各个阶段分布形式基本一致,只是强度由弱变强再变弱。(3)对不同类型El Nino事件次年夏季逐月及季节降水的研究表明:1)不同类型El Nino事件对应次年中国东部6、7、8月降水异常场分布明显不同。三类型事件6月雨带主要位于华南地区。nino3型主雨带从6至7月明显北移到长江流域,8月则呈西多东少反相分布;从6至8月,nino4型雨带逐渐北移,nino3.4型雨带则从南到北再向东北移动。nino4型降水异常最强、nino3.4型最弱。2)就整个夏季而言,nino3、 nino4到nino3.4型事件对应次年夏季雨带呈现由南向北逐渐移动特征。nino3型主雨带主要位于西南东部到江南—带,nino4型主雨带主要位于长江和黄河流域之间,nino3.4型主雨带主要位于四川西南、河套及华北。(4)对不同类型El Nino事件次年夏季和各月环流特征的研究表明:1)对于南亚高压,nino3型、nino4型事件后呈偏强、东伸和北抬的特点,且后者较前者时更强;nino3.4型事件后主要呈减弱、西退特征。对于西太副高,nino3型、nino4型事件后主要呈偏强、西伸、北抬特征,后者较前者更强,西伸北抬也更明显。nino3.4型后,副高以东撤、北抬特征为主。2)次年夏季,nino3型暖湿水汽的主要来源是西太平洋上空和中南半岛上空的反气旋式水汽环流;nino4暖湿气流主要来自于西北太平洋上空的反气旋式水汽环流,其位置要比nino3型北抬;nino3.4型的暖湿气流主要由两支,一支来自于低纬上空的东风气流经菲律宾群岛和海南岛,另一支位于孟加拉湾上空的反气旋式水汽环流。对于季中各月而言,nino3和nino4两种类型的暖湿气流的来源较相似,而nino3.4型则更多的出现一些水汽环流对,他们共同作用将暖湿气流向我国境内输送。3)从纬圈环流和经圈环流上看,nino3型事件的次年夏季,在25°N-30°N上其垂直运动和水汽含量配置最有利于降水的形成;而nino3.4型最有利于降水生成的配置则出现在35°N~400N之间,而对于nino4型,在25°N-30°N和35°N~40°N都有降水异常。从季中各月来看,6月,三种类型El Nino事件的异常上升支和水汽含量大值区都位于30。N以南,其中nino4型强度最强;7月,异常上升支和水汽含量大值区的位置都发生了北移,其中,nino3型移动幅度最小,nino3.4型移动幅度最大;到了8月,nino3型El Nino事件没有明显的上升下沉运动,nino4型上升气流进一步北抬,nino3.4型上升气流相比7月,强度更强,范围更大。
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