ENSO对中国冬季天气尺度气温变率的影响及可能机理

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基于1960-2017年的753站逐日平均温度资料、NOAA重建的逐月海温资料、NCEP/NCAR的再分析大气环流资料以及大气环流模式试验,分析了我国冬季天气尺度气温变率的时空特征及其与ENSO事件的联系,探究了两类ENSO事件对我国冬季天气尺度气温变率的不同影响,揭示了ENSO对我国冬季天气尺度气温变率影响的年代际变化特征及可能成因。主要得到如下结论:(1)ENSO与我国东部大部分地区的冬季天气尺度气温变率呈显著正相关,即El Ni?o年冬季,我国气温波动程度增大,天气尺度气温变率明显偏强;而La Ni?a年冬季,气温变化相对平稳,天气尺度气温变率偏弱。进一步研究发现,El Ni?o事件加强了冬季欧亚大陆中高纬的经向温度梯度,局地大气斜压性得到增强,西伯利亚地区的风暴活动和下游东亚地区大气环流的天气尺度变异也随之加强,因而有利于我国大部分地区天气尺度温度变率的增强;La Ni?a年冬季,异常情况与之大致相反。基于大气环流模式GFDL_AM2.1的敏感性试验验证了ENSO事件对我国冬季天气尺度气温变率的调制作用。(2)两类ENSO事件对我国冬季天气尺度气温变率的影响具有显著差异,在EP型ENSO年期间,两者呈现显著的线性正相关关系;反之,在CP型ENSO年冬季,两者关系明显较弱,我国仅有极少数站点通过显著性检验。进一步分析发现,在EP型ENSO年期间,西伯利亚地区天气尺度瞬变涡动的活动显著加强,下游东亚地区大气环流的天气尺度变率也随之增强,进而导致我国天气尺度气温变率增强;而在CP型ENSO年冬季,天气尺度瞬变涡动的异常活动偏弱且中心偏北,因此,我国天气尺度气温变率的响应较弱。(3)ENSO与我国冬季天气尺度气温变率的关系存在明显的年代际变化特征,在1990年代以前,ENSO与气温变率之间存在显著的正相关关系,但自1990年以后这种正相关关系明显减弱,在统计上并不显著。研究发现,这与1990年代之后ENSO类型的转变密切相关,不同形态的ENSO事件对我国天气尺度气温变率的影响存在明显差异,而1990年代后CP型ENSO事件明显增多,这是造成ENSO与我国冬季天气尺度气温变率关系年代际减弱的重要原因。
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