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大气所揭示1990年代初东亚

添加时间:2018/04/06

  上世纪90年代初,东亚-西北太平洋夏季风(EA-WNPSM)的降水和环流场发生了年代际变化。其中,太平洋-日本(东亚-太平洋)遥相关型(PJ/EAP Pattern)的年际变率主导周期由4-5年变为2-3年。前期研究推测,热带海温变率(主要是ENSO变率)是造成EA-WNPSM年际变率的重要驱动因子之一。为进一步从海温强迫的角度,理解造成这次PJ型年代际变化的原因,中国科学院大气物理研究所陈晓龙和周天军,借助最新的CMIP5计划中的多模式海温强迫试验(AMIP)和CAM4的敏感性试验,研究发现1981-1993年期间热带西印度洋海温表现出较强的4-5年周期,通过Kelvin波机制产生相同的PJ/EAP变率周期(图1a);而1993-2006年期间,海洋大陆和中太平洋海温表现出较强的2-3年周期,通过Walker环流、局地Hadley环流等过程产生相同的PJ/EAP变率周期(图1b)。能够较好再现上述机制的模式,其在相应时间段内的年际变率的模拟技巧较高,反之亦然。分析表明,PJ/EAP的这一年代际变化主要体现了ENSO变率的变化,与中太平洋El Nino事件发生频率的增加相对应。对应的印太区域的海温和环流异常,在1993年前表现为ENSO的衰减年信号,之后则由ENSO的发展年信号主导,意味着印度洋的“电容器效应”可能减弱。此外,研究表明,提高热带印度洋和中太平洋的降水气候态模拟能力,能够显著改善EA-WNPSM对ENSO衰减信号的响应。

  该成果于2014年发表于Journal of Geophysical Research: Atmospheres。

  论文信息:

  Chen, Xiaolong, Tianjun Zhou*, 2014: Relative role of tropical SST forcing in the 1990s periodicity change of the Pacific-Japan pattern interannual variability, Journal of Geophysical Research - Atmospheres, DOI: 10.1002/2014JD022064, in press.

  

  图1 不同的海温强迫机制对90年代初太平洋-日本/东亚-太平洋遥相关型年际变率周期的年代际变化的作用。(a)印度洋4-5年变率的强迫机制(电容器效应):高层辐散环流,低层Kelvin波;(b)海洋大陆、中太平洋2-3年变率的强迫机制:Walker环流、局地Hadley环流和Rossby波。分别反映了ENSO衰减信号和发展信号的主导作用。

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