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1901-2004年平均海表温度通过旋转正交经验正交函数(REOF)分解得出前三个模态分别为长期变暖海表温度异常型、类厄尔尼诺-南方涛动(ENSO-like;包含ENSO和北太平洋年代际振荡)型和北大西洋年代际振荡(AMO)型。基于一系列有关这三个海表温度异常模态的敏感试验结果、观测数据以及再分析数据,本文分析研究了欧亚大陆冬季气候与东亚冬季风对海表温度异常响应的特征及其物理机制,加深了对欧亚大陆冬季气候及东亚冬季风与海洋的相互作用的认识。主要结果包括以下四个方面: (1)欧亚大陆冬季气候对全球海表温度增暖的响应。全球海表温度长期增暖对欧亚大陆冬季气温有着显著的影响。海表温度增暖异常强迫下,出现一个正北大西洋涛动异常,欧亚大陆北部出现低压异常,同时阿留申低压减弱,从而导致欧洲和东亚北部地区冬季地表温度显著升高。北大西洋涛动正异常主要是由一个偶极子涡度强迫引起。出现在欧亚大陆的低压异常则主要是由于增暖洋面对流加热过程加强引发欧亚对流层高层大范围辐散所引起。而阿留申低压的减弱是由于这两种原因共同导致。 (2)AMO对欧亚中部冬季气温影响的位相不对称性。暖AMO海表温度异常导致欧亚大陆中部冬季气温显著升温,但是冷AMO海表温度异常引起的冬季气温异常偏弱且不显著。欧亚大陆中部冬季气温的升温伴随着欧洲大范围低压异常,同时对流层低层850hPa风场表现为西南风异常,欧亚大陆对流层中高层则出现格林兰—北欧—西亚“+-+”的遥相关波列和南北向“-+”高空急流异常。欧亚大陆中部冷冬则出现与之相反的环流异常。暖AMO海表温度异常强迫下,这些显著的环流异常特征出现。冷AMO海表温度异常强迫下,虽然这些环流异常特征出现,但都偏弱且不显著。机制分析表明AMO对欧亚中部冬季气温的不对称影响可能是由于暖位相AMO可以激发出从北大西洋东传到欧亚大陆的罗斯贝波,而冷位相AMO由于海洋表面热力条件弱于暖位相AMO而无法激发出有效的东传罗斯贝波。 (3)AMO与ENSO-like对东亚冬季风年际变化的共同作用。AMO与ENSO-like同位相时ENSO-like与东亚冬季风年际变化之间的负相关关系显著加强。当AMO与ENSO-like同为正位相时,伴随着明显削弱的西伯利亚高压和西北太平洋上的反气旋异常,东亚地区出现暖冬。AMO与ENSO-like同为负位相时,东亚气候出现相反的异常。与同位相时情况相比,当AMO与ENSO-like不同位相时,东亚冬季气候异常明显偏弱。数值试验结果与观测一致。模式中暖ENSO-like和暖AMO海表温度异常强迫下,西伯利亚高压和东亚大槽减弱,强的反气旋异常出现在西北太平洋上空,大气环流的异常引起东亚大陆冬季气温出现暖异常,这些现象表明了东亚冬季风减弱。冷ENSO-like和冷AMO海表温度异常强迫下,相反的气候异常响应出现。ENSO-like和AMO海表温度异常不同位相时,东亚冬季风异常响应相对较弱。这一现象一方面可能是由于ENSO-like引起的东亚冬季风年际变化与AMO导致的欧亚地区气候背景的变化所叠加的效果;另一方面可能是由于在大西洋AMO的海表温度异常提供的热源条件影响沃克环流,然后太平洋海面风场异常影响ENSO-like的强度以及菲律宾海上空的异常气旋/反气旋的强度,从而引起东亚冬季风变化强度有所不同。 (4)热带海表温度长期增暖对ENSO-like与东亚冬季风关系的调制作用。伴随着热带东太平洋ENSO的年际变化,热带海表温度呈现显著的长期增暖趋势。使用再分析数据以及数值试验,探索了热带海表温度升高对ENSO-like与东亚冬季风关系的影响。结果指出热带海表温度升高会加强(减弱)暖(冷)ENSO-like对东亚冬季风的影响。当ENSO-like事件发生时,热带海表温度升高影响北太平洋对流活动强度,造成北太平洋上罗斯贝波源发生异常变化,从而在中纬度地区引发一列罗斯贝波。这一罗斯贝波起源于北太平洋副热带地区,向东传向北美,形成一个负的太平洋-北美遥相关波列,导致阿留申低压减弱。最终,暖(冷)ENSO-like海表温度异常引起的阿留申低压异常被加强(减弱),东亚冬季风变化的强度加强(减弱)。