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已有研究表明,全球气候系统中大气和海洋都存在一个60年左右周期的振荡,随着这些系统的年代际转变,各种生物资源也发生年代际改变。北太平洋海洋内部模态能通过海气相互作用导致北太平洋气候系统振荡以及全球气候响应。以往的研究将过去一个多世纪北太平洋及其周边的年代际改变多归结于北太平洋年代际振荡模态(以下简称PDO)的位相转变。但是,还存在很多PDO不能解释的地方。因此本文研究了已有的多套再分析资料,进一步探讨了北太平洋海温的年际-年代际变率及其对东亚-太平洋-北美区域气候变化的影响。论文得到以下认识和结论: 1)通过分析过去140年的资料发现北太平洋区域另外一个多年代际振荡模态,并将其定义为太平洋多年代际振荡(以下简称PMO),其表现为北太平洋白令海峡以南和阿拉斯加湾流区域海表面温度存在60年左右周期的异常偏高或者异常偏低。随着海温这一低频振荡的发生,全球气温、降水都表现出显著的年代际异常。更重要的是,PMO超前全球气温2-3年和海温3-7年发生转变。与此同时,北极涛动形态和大气环流随着PMO正负位相的转变也发生改变。由于PMO与全球温度有着很好的关系,因此PMO的发现对全球变暖趋势长时间尺度预报的改进有着重要作用。 2)利用20世纪再分析资料,分析冬季北半球最重要的两个气候系统:北极涛动(以下简称AO)和厄尔尼诺-南方涛动(以下简称ENSO)两者与东亚-太平洋-北美区域气候的关系,发现AO、ENSO与北太平洋各气候变量之间的关系存在显著的年代际振荡,其振荡周期大约为60年。大致表现为当AO和东亚-太平洋关系加强时,ENSO和东亚-太平洋的关系减弱;反之,当AO与东亚-太平洋关系减弱时,ENSO对东亚-太平洋的影响显著加强,两者表现出年代际交替振荡影响东亚-太平洋气候的现象。而ENSO和AO对太平洋北美地区的关系也存在年代际振荡,但两者是同步的,即当AO对太平洋-北美地区影响增强时,ENSO对该区域影响也加强;反之,都减弱。进一步,分析存在这种年代际交替振荡影响的可能机制,结果发现可能来自于北太平洋白令海峡附近海温年代际振荡的调制作用。当北太平洋白令海峡附近海温偏强时,阿留申低压(以下简称AL)偏强,东亚大槽变浅变宽,东太平洋波通量指数(以下简称EPWI)偏强,东亚-太平洋-北美区域和AO的关系显著加强,而此时ENSO和东亚-太平洋的关系显著减弱,和北美关系显著加强,反之亦然。该研究结果对后期进一步分析和预测北太平洋及其周边各气候系统的年代际变化有非常重要的指示作用。 3)本文分析了春季北太平洋涛动(以下简称NPO)和夏季西太平洋台风频次年际尺度上的联系。为减少统计的不确定性,所有数据均去掉ENSO信号。结果表明,在1968-2010年43年间,春季NPO和西太平洋台风频次的相关系数为0.62,达到99%的置信度水平。当北太平洋春季北部低压和南部高压减弱时,西北太平洋台风生成频次增多。该结果表明与春季NPO负相关对应的西北太平洋海温和热带环流提供了有利于夏季台风活动的动力和热力条件有关。由春季NPO引起的热带西北太平洋海温异常通过海洋的长记忆效应影响夏季的台风生成区环流的变化,而这些环流背景场均与台风生成的热力和动力条件密切相关,由此,春季的NPO能影响到夏季台风频次的变化。故可以将春季NPO作为西北太平洋台风活动的一个预测因子。此外,由于春季NPO同时还能调制西北太平洋海表温度以及春季至夏季西北太平洋副高的位置,从而影响中国华南降水,因此,春季NPO还可以作为中国华南夏季降水的一个预测因子。