东亚和西北太平洋夏季降水中“气候态”与“非气候态”的季节内振荡

来源 :中国科学院大气物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maowang300miao
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东亚和西北太平洋地区的季节内振荡(ISO),在调整该地区的夏季降水变率和激发该地区的强降水事件当中起到非常重要的作用。本研究首先区分了该地区夏季降水ISO中的两个不同部分,这两部分被分别称作为“气候态的季节内振荡”(Climatological ISO: CISO)和“非气候态的季节内振荡”(Transient ISO: TISO)。具体说来,CISO是代表ISO锁相于年循环的部分,也是季节内变化中每年固定不变的部分;而TISO则代表ISO非锁相于年循环的部分,该部分对单个年份中异常降水事件的发生起到关键的作用。   在副热带东亚地区,特别是在副热带东亚锋区和副热带高压脊线区,CISO有相对大的方差贡献。其主要的周期为准60天。准60天CISO模态的运动形式表现为其雨带“阶梯性”地从热带西北太平洋(北纬10度)到副热带东亚地区(北纬40度)的北移。因此,该模态在季节推进上是联系西北太平洋夏季风和东亚夏季风的,纽带。TISO则与之不同,TISO主要模态的主要周期和运动方式在副热带东亚和热带西北太平洋地区的表现形式有很大差别。   20多年夏季降水资料的平均谱分析显示,TISO在副热带东亚地区有三个主要的谱峰:准30天,准16天和准10天。这三个TISO模态的产生均受到中高纬度扰动和低纬度扰动的共同影响。但是,三者具体的演变和产生过程是不同的。在热带西北太平洋地区,三个显著TISO模态是27-50天,12-25天和8-11天模态。这里提到的三个主要TISO模态与前人研究ISO的很多结果都是一致的。其中27-50天和12-25天模态是最主要的两个。热带与副热带的相互作用在每一个具体TISO模态当中都有所体现。特别是,南海—菲律宾海附近的12-25天模态表现出非常明显的热带一副热带间“双向”相互作用。观测和数值试验都说明:这种双向作用主要是由于该模态在热带西太平洋地区的西传所诱发的。   另外,在6、7月份的南海地区,其主要的两个TISO模态(12-25天与27-50天)的强度变化在年与年间表现为明显的“反向”关系。本论文探讨了这种“反向”关系的可能原因。研究发现,影响南海地区12-25天模态强度变化的主要区域是热带西太平洋地区。该地区增强的对流活动、垂直东风切变以及经向气旋式环流异常,都有利于该模态在南海地区的加强。与之不同的是,影响27-50天模态强度变化的关键区是赤道中、东印度洋地区和西maritime continent地区,该地区增强的对流活动有利于南海地区27-50天模态扰动的产生和发展。上述两种背景场的变化在年与年的变化中趋于反向存在,所以两个模态的强度变化会出现“反相”变化关系。   最后,将CISO与TISO作为两个客观的衡量标准,作者对GAMIL1.1.1东亚西北太平洋夏季降水中的ISO进行评估。评估结果表明,该模式能够抓住该地区ISO的主要特点,包括:CISO“阶梯性”的北传,TISO在热带和副热带的主要周期模态,以及27-50天周期模态的北传和12-25天周期模态的西传。但是,同其他模式一样,该模式对于ISO的模拟也有一定的缺陷。例如:该模式对南海地区与CISO相关联的季风降水爆发口期模拟偏早,CISO的北传过快,模拟结果丢失了27-50天TISO模态中与赤道印度洋相联系的东传特征。上述的模拟ISO的缺陷与模式夏季气候态模拟的缺陷密切相关。   本论文工作在观测上为提高东亚西北太平洋夏季ISO的模拟和预测提供坚实的基础。
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