海温异常对夏季风影响机理的研究进展chenlijuan

海温异常对东亚夏季风

影响机理的研究进展报告人：陈丽娟合作者：袁媛，杨明珠，左金清，李维京国家气候中心2014年11月3日应用气象学报，2013年提纲热带太平洋ENSO循环对东亚夏季风的影响ENSO循环对东亚夏季风和我国夏季降水的影响ENSO循环影响东亚气候异常的物理机制—菲律宾异常反气旋不同分布型厄尔尼诺及其气候影响研究印度洋海温异常对东亚夏季风的影响热带印度洋海温异常偶极子热带印度洋全区一致海温模态热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响南印度洋偶极子大西洋海温异常对东亚夏季风的影响总结和讨论一、热带太平洋ENSO循环对东亚夏季风的影响ENSO循环对东亚夏季风和我国夏季降水的影响HuangandLi，1987；符淙斌等，1988；HuangandWu，1989；HuangandWu，1989；HuangandSun，1992；Huangetal.，1992；金祖辉等，1999；倪东鸿和孙照渤，2000；HuangandWu,2001；陈文，2002；曹杰等，2002；黄荣辉等，2003ENSO循环影响东亚气候异常的物理机制—菲律宾异常反气旋Zhang等，1987,1999；黄荣辉和陈文，2002；ZhangandSumi,2002；Wang等，2000；2002；不同分布型厄尔尼诺及其气候影响研究RasmussonandWallace,1983;Fuetal,1986;Wang，1995;李崇银，2000；高辉等，2007；Ashoketal.，2007;Wengetal.2007,2009,2011;YuandKao，2007;WangandHendon2007;Kimetal.2009;KaoandYu，2009;TaschettoandEngland2009;Kugetal.，2009;Yehetal.，2009;LeeandMcPhaden，2010；宗海峰等，2010；ChenandTam2010；Fengetal.2010a,2010b;FengandLi2011;袁媛等，2012；YuanandYang,2012ENSO循环的影响ElNiño&LaNina对全球的可能影响FromMetOfficewebsite降水气温ElNino与中国夏季降水准常态年夏季降水距平ElNino发展年与准常态年夏季降水偏差ElNino次年与准常态年夏季降水偏差From金祖辉和陶诗言，大气科学,1999ENSO发展年的夏季，我国东部地区以雨量偏少为主，多雨带位于黄淮之间；ENSO次年夏季，长江及江南地区雨量偏多，其南北两侧偏少。引自黄荣辉等，气候与环境研究，2002ElNino发展ElNino衰减LaNina发展LaNina减弱西太平洋暖池热状况、西太平洋副热带高压、东亚夏季风旱涝、南海夏季风爆发日期之间的关系

（引自黄荣辉等，气候与环境研究，2002；大气科学，2003）暖池热状态和菲律宾对流活动不仅影响西太副高的季节内变化，还影响着南海季风爆发的早晚。西太暖池偏暖（冷）----对流从中印半岛向菲律宾以东加强（菲律宾对流减弱）----西太副高向北异常移动（副高偏南偏西）----南海夏季风可能提前爆发（爆发偏晚）；分析显示西太暖池热状态严重影响着Walker环流和Hadley环流。在ElNino事件发展前，热带西太平洋上空对流层下层会出现气旋性环流异常，从而使印度尼西亚和赤道西太平洋上空产生西风异常；当ElNino事件发展到成熟阶段，热带西太平洋上空对流层下层就会产生反气旋性环流异常，从而使印度尼西亚和赤道西太平洋上空产生东风异常。（引自黄荣辉等，大气科学，2003）CACACA一、热带太平洋ENSO循环对东亚夏季风的影响ENSO循环对东亚夏季风和我国夏季降水的影响HuangandLi，1987；符淙斌等，1988；HuangandWu，1989；HuangandWu，1989；HuangandSun，1992；Huangetal.，1992；金祖辉等，1999；倪东鸿和孙照渤，2000；HuangandWu,2001；陈文，2002；曹杰等，2002；黄荣辉等，2003ENSO循环影响东亚气候异常的物理机制—菲律宾异常反气旋Zhang等，1987,1999；黄荣辉和陈文，2002；ZhangandSumi,2002；Wang等，2000；2002；不同分布型厄尔尼诺及其气候影响研究RasmussonandWallace,1983;Fuetal,1986;Wang，1995;李崇银，2000；高辉等，2007；Ashoketal.，2007;Wengetal.2007,2009,2011;YuandKao，2007;WangandHendon2007;Kimetal.2009;KaoandYu，2009;TaschettoandEngland2009;Kugetal.，2009;Yehetal.，2009;LeeandMcPhaden，2010；宗海峰等，2010；ChenandTam2010；Fengetal.2010a,2010b;FengandLi2011;袁媛等，2012；YuanandYang,2012FromZhangetal.,AAS,1999在ElNino成熟位相的冬春秋季，海洋性大陆北部出现反气旋性环流距平，从而加强了西太平洋副高，使得其西伸。相应的西南气流增强使得南方降水偏多。成熟位相的夏季，加强的西太副高控制着东南沿海，造成降水偏少。此外，印度季风减弱也减少水汽向我国北方的输送。结果是中国南方和北方降水偏少，而在江淮下游降水偏多。冬夏春秋AAAAFromWangetal.,JC,2002菲律宾异常反气旋是连接ENSO暖位相和东亚冬季风的桥梁，该反气旋异常可以持续到夏季，对东亚夏季风产生滞后影响。在ElNino成熟期之后的夏季，东北亚往往出现异常强的反气旋环流，西太副高异常偏西，加强副热带东亚地区的季风环流，使得长江流域降水偏多。一、热带太平洋ENSO循环对东亚夏季风的影响ENSO循环对东亚夏季风和我国夏季降水的影响HuangandLi，1987；符淙斌等，1988；HuangandWu，1989；HuangandWu，1989；HuangandSun，1992；Huangetal.，1992；金祖辉等，1999；倪东鸿和孙照渤，2000；HuangandWu,2001；陈文，2002；曹杰等，2002；黄荣辉等，2003ENSO循环影响东亚气候异常的物理机制—菲律宾异常反气旋Zhang等，1987,1999；黄荣辉和陈文，2002；ZhangandSumi,2002；Wang等，2000；2002；不同分布型厄尔尼诺及其气候影响研究RasmussonandWallace,1983;Fuetal,1986;Wang，1995;李崇银，2000；高辉等，2007；Ashoketal.，2007;Wengetal.2007,2009,2011;YuandKao，2007;WangandHendon2007;Kimetal.2009;KaoandYu，2009;TaschettoandEngland2009;Kugetal.，2009;Yehetal.，2009;LeeandMcPhaden，2010；宗海峰等，2010；ChenandTam2010；Fengetal.2010a,2010b;FengandLi2011;袁媛等，2012；YuanandYang,2012ENSO对中国夏季降水指示意义的变化2002、2004、2006年发生了3次ElNino事件，每次事件衰减年的夏季，我国主要多雨区并未出现在长江流域而是位于淮河流域至黄淮地区，这可能与ENSO事件成熟期分布类型的变化有关。From高辉等，气象学报，2007淮河降水与前冬的相关场1950-19731979-2002Introduction(KaoandYu2009)

EOFCentralPacific(CP)ElNino(KaoandYu2009)ElNinoModoki(Ashoketal2007;Wengetal2007)WarmpoolElNino(Kugetal2009)DatelineElNino(LarkinandHarrison2005)850-hPa

WindAnomalySONJJAACCAAADJFEPElNino(PCORwithNino3)CPElNino(PCORwithEMI)取自袁媛等，气象学报，2012JJA1AAMAM1AA东部型（上）和中部型（下）厄尔尼诺气候影响的概念示意图（引自）提纲热带太平洋ENSO循环对东亚夏季风的影响ENSO循环对东亚夏季风和我国夏季降水的影响ENSO循环影响东亚气候异常的物理机制—菲律宾异常反气旋不同分布型厄尔尼诺及其气候影响研究印度洋海温异常对东亚夏季风的影响热带印度洋海温异常偶极子热带印度洋全区一致海温模态热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响南印度洋偶极子大西洋海温异常对东亚夏季风的影响总结和讨论二、印度洋海温异常对东亚夏季风的影响热带印度洋海温异常偶极子（TIOD)热带印度洋全区一致海温模态热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响南印度洋偶极子（SIOD)热带印度洋偶极子示意图（引自TIOD具有明显的季节位相锁定的特征，通常在春末夏初开始出现，秋冬季达到盛期，冬季快速衰亡。偶极子年合成的海表温度（等值线）和表面距平风场（矢量），其中彩色阴影区和黑色加粗的矢量风表示超过90%的信度检验，

（a）5-6月，（b）7-8月，（c）9-10月，（d）11-12月。

（引自Sajietal.，1999）From肖子牛等，热带气象学报，2002印度洋偶极海温异常很可能是通过PJ波列来影响中国的降水From钱玮等，南京气象学院学报，2007速度势分布显示：正IOD年，850hPa上中国南部为范围较小的异常辐合区，而在200hPa上中国南方处于异常辐散区。这种高层辐散低层辐合造成该区域大气上升，南方降水偏多。TIOD与ENSO的共同作用独立发生联合发生IOD与ENSO联合发生与独立发生年大气环流差值500hPa高度场：北低南高，表明ElNino的发生使副高位置偏南；850hPa流场差值：华南为反气旋环流，其余地区为偏北气流，日本附近为气旋性环流，该形势有利于华南大部降水偏少，江淮流域降水偏多。亚洲热带季风整体偏弱。CA二、印度洋海温异常对东亚夏季风的影响热带印度洋海温异常偶极子（TIOD)热带印度洋全区一致海温模态热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响南印度洋偶极子（SIOD)热带印度洋海温异常模态全区一致型（春季）偶极型（秋季）FromYuanetal.,Int.J.Climatol.2008春季海温距平合成暖年冷年影响机制分析暖年：副高增强西伸冷年：副高减弱东撤前冬ElNino(LaNina)热带印度洋第二年春季增暖(变冷)热带印度洋对流发展(减弱)热带印度洋--西太平洋异常Walker环流西太平洋副高加强(减弱)南海夏季风爆发偏晚(偏早)局地海气相互作用Wangetal.(2000)

次表层海水西传Zhou&Chan(2007)二、印度洋海温异常对东亚夏季风的影响热带印度洋海温异常偶极子（TIOD)热带印度洋全区一致海温模态热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响南印度洋偶极子（SIOD)热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响Zhangetal.(1996)最早提出与ElNino盛期相伴随的热带西太平洋的对流异常减弱所造成的对流异常冷却，激发出大气Rossby响应，导致菲律宾反气旋的产生。Chou(2004)andChenetal.(2007)认为在ElNino情形下，菲律宾异常反气旋是印度洋生成的低层异常反气旋环流东移，秋末锁定在菲律宾海域称为菲律宾异常反气旋。在热带印度洋正偶极子发生的夏季，海气相互作用使得热带西印度洋对流活动增强、异常上升运动发展，而东南印度洋对流活动减弱、为异常下沉运动控制。根据Matsuno-Gill响应原理，正偶极子会激发关于赤道对称的异常反气旋对。赤道北侧的异常反气旋比赤道南侧的强，并且会随着正偶极子的发展成熟不断加强并缓慢向东移动[而这种东移是由东西湿度和温度的水平不对称以及强厄尔尼诺事件影响大尺度辐散异常所驱动。正是由于这个异常反气旋环流能持续到厄尔尼诺衰减年的夏季，从而会显著地加强西太平洋副热带高压并给我国夏季南方带来大量的降水。Watanabe和Jin(2005)通过一系列的模式试验发现，热带印度洋的全区一致增暖模态强度不一定比西太平洋的异常冷水和中东太平洋的异常暖水强，但却通过激发东传的Kelvin波更加显著地影响了菲律宾异常反气旋在厄尔尼诺次年夏季的维持。Wu等(2009,2010)再次对比分析了西太平洋局地海温和印度洋海温对菲律宾异常反气旋在厄尔尼诺衰减年的作用，认为在衰减年的夏季（6-8月），热带印度洋暖海温的作用是不断增强的，而西太平洋冷海温的作用则是不断减弱的。因此，当东部型厄尔尼诺事件发生时，在其发展年的夏秋季热带印度洋有西暖东冷的正偶极子发生，而在其盛期至次年春季，热带印度洋全区一致海温增暖发展，由此共同导致菲律宾异常反气旋建立早、结束晚、强度强。而当中部型厄尔尼诺事件发生时，印度洋海温的响应变得不显著，由此导致菲律宾异常反气旋建立晚、结束早、强度弱。二、印度洋海温异常对东亚夏季风的影响热带印度洋海温异常偶极子（TIOD)热带印度洋全区一致海温模态热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响南印度洋偶极子（SIOD)SIOD定义及影响西极子为负异常海温、东极子为正异常海温时，为SIOD（SDP）正位相，反之为SIOD（SDP）负位相。SIOD在前期秋冬季开始出现，并能持续到次年夏秋季。因此SIOD在区域和季节锁相上与TIOD不同，同时SIOD的持续性高于TIOD。Xie等（2002）认为SIOD主要由ENSO强迫造成，杨明珠等（2006）认为SIOD的形成是对前期秋冬季中高纬度环流场强迫（即对风应力）的响应。另外，海温-辐射-云反馈过程对区域海温变化的影响对于SIOD的维持具有重要的作用。From杨明珠等（2007）SIOD形成后，通过热力强迫影响并调整着局地大气环流。在SIOD正位相年，夏季马斯克林高压增强，进而使得索马里越赤道气流增强，在印度地区低空产生异常辐合、高层辐散，从而增强印度季风环流，使得印度季风降水偏多，印度季风偏强；SIOD负位相时，情况相反。—+春季SIOD可以通过影响南北半球环流系统和亚洲夏季风系统，进而对我国夏季降水产生影响。SIOD正位相年，黄河及其以北、以东区域、华南地区降水明显偏多，长江流域降水偏少；SIOD负位相年，西南、江南、黄淮地区降水偏多。提纲热带太平洋ENSO循环对东亚夏季风的影响ENSO循环对东亚夏季风和我国夏季降水的影响ENSO循环影响东亚气候异常的物理机制—菲律宾异常反气旋不同分布型厄尔尼诺及其气候影响研究印度洋海温异常对东亚夏季风的影响热带印度洋海温异常偶极子热带印度洋全区一致海温模态热带印度洋海温对菲律宾异常反气旋的影响南印度洋偶极子大西洋海温异常对东亚夏季风的影响总结和讨论三、大西洋海温异常对东亚夏季风的影响Wu等（2009）指出，在年际时间尺度上东亚夏季风的增强（减弱）与春-夏季北大西洋区域经向上呈现为“-+-”（“+