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1.
热带印度洋偶极子 (Indian Ocean Dipole) 是印度洋海域内海洋和大气环流年际变化的主要特征模态之一, 在热带海气耦合系统中起到非常重要的作用。同热带太平洋的ENSO现象类似, 热带印度洋偶极子也呈现出显著的不对称性。本文利用中国科学院大气物理研究所发展的全球海洋环流模式, 在观测风应力距平的强迫下, 评估了模式对热带印度洋季节变化、 热带印度洋偶极子 (IOD) 模态及其不对称性的模拟能力, 并且通过数值试验分析了IOD模态不对称性特征及其对气候平均态的影响。对照观测资料, 模式较好地再现了热带印度洋SST在季风驱动下的季节变化特征。在年际时间尺度上, 模式不仅能够再现IOD指数的变化趋势, 而且可以成功模拟出IOD模态的空间分布特征, 即表层和次表层海温在西印度洋表现为正异常, 在东印度洋表现为负异常。可见, 对于热带印度洋而言, IOD模态主要是对风应力异常的响应。热带印度洋海温与Niño3.4指数的相关性分析表明, 模式能够模拟出超前热带太平洋ENSO现象2～4个月时海温的偶极子型分布, 但是不能模拟出滞后ENSO现象2个月左右的全海盆增暖模态, 可能是因为模式试验中没有考虑热通量年际异常的强迫。同时, 模式模拟的IOD模态具有同观测结果相类似的不对称性, 进一步的敏感性试验表明风应力的不对称性对偶极子指数的不对称性贡献较小, 次表层及以下海温的不对称性可能主要受到海洋内部非线性动力过程的影响。通过数值试验, 本文还发现热带印度洋海温的不对称性对气候平均态会有影响, 而这种不对称性长期积累后, 会导致上层热带印度洋温度层结趋于稳定状态。 相似文献
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前期热带海温分布型对6月西北太平洋异常反气旋环流的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
研究了前期热带海温分布型对6月西北太平洋异常环流的影响。结果表明,奇异值分解(SVD)的前期夏季、秋季至冬季热带海洋第一模态呈现出印度洋全海盆一致型海温异常和东太平洋西伸显著的ENSO事件,该模态与6月西北太平洋反气旋(气旋)环流场没有明显的关联。在第二模态中,前期热带太平洋海表温度呈现为ENSO正位相向负位相转换特征,印度洋海表温度变化呈现出赤道东南印度洋（90～110 °E,10 °S～0 °）显著的准IOD事件的变化特征。而这一联合模态与6月西北太平洋异常反气旋(气旋)环流场有显著关联。关联的可能原因是前期海温为El Ni?o和正IOD时,横跨热带印度洋-太平洋的沃克环流的减弱导致在西太平洋-海洋大陆的负降水异常,在Matsuno-Gill效应下西北太平洋形成反气旋异常环流。同时由于两大洋的共同作用和局地海气相互作用使得该环流加强并维持到6月。 相似文献
3.
SVD揭示的印度洋海气相互作用模态及其与中国降水的联系 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1958-1999年6-8月平均的GISST(Global Indian Sea Surface Temperature)海表温度资料和同期850 hPa水平风场等NCEP/NCAR再分析资料,作了向量奇异值分解,并对各个模态作了相应分析,发现前两个模态可以很好地表示出印度洋海气耦合的主要部分:第1模态是印度洋海温对ENSO信号的滞后响应;第2模态反映了存在于印度洋的海-气相互作用现象,是ENSO和IOD(Indian Ocean Dipole,印度洋偶极子)的混合模态.讨论了前两个模态与中国夏季降水等变化的联系,发现印度洋海温单极模态与我国华南夏季降水存在负相关,与长江流域及其以北地区存在正相关;印度洋偶极型海温与我国降水的关系不典型. 相似文献
4.
利用3种百年时间尺度的海温资料,探讨了印度洋偶极子(India Ocean Dipole,IOD)向海盆一致模(Indian Ocean Basin,IOB)年际转变的年代际变化,结果发现1940—1970年几乎不存在这一转变现象,1970年以后该现象则十分显著。研究表明,IOD与ENSO之间海气耦合作用的年代际变化是这一转变现象的主要原因,1940—1970年IOD与ENSO之间发生发展相互独立,而1970年以后联系密切。通过进一步对物理量场的诊断分析,揭示了其中主要的动力机理:1970年以前,热带印度洋上空形成的季风环流异常无法与热带太平洋的沃克环流异常进行耦合,IOD事件发生时无法与热带太平洋产生联系。反之,1970年以后,热带两大洋上空两个纬圈环流异常之间耦合作用强烈,正(负) IOD事件发生时,通过海气相互作用,促进El Niño (La Niña)发展,印度洋又会受到来自ENSO的正反馈作用。因此这种“齿轮式”耦合模型能一直持续到冬季和次年春季,热带印度洋上空持续受到东(西)风异常的影响和低层环流的引导,西印度洋有次表层暖水的流入(出),加上印度洋本身海盆尺度较小,西边的暖(冷)水区显著增大,东西海温异常差异迅速减小并向海盆一致变暖(冷)转变,导致了后期冬季、春季正(负) IOB事件的出现。 相似文献
5.
ENSO机理及其预测研究 总被引：19，自引：0，他引：19
资料分析研究表明ENSO(El Ni?o和La Ni?a)实际上是热带太平洋次表层海温距平的循环,而次表层海温距平的循环是赤道西太平洋异常纬向风所驱动的,赤道西太平洋的异常纬向风又主要由异常东亚冬季风所激发。因此可以将ENSO的机理视为主要是由东亚季风异常造成的赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的循环。同时分析还表明,热带西太平洋大气季节内振荡(ISO)的明显年际变化,作为一种外部强迫,对ENSO循环起着十分重要的作用;El Ni?o的发生同大气ISO的明显系统性东传有关。资料分析也表明,El Ni?o持续时间的长短与大气环流异常有密切关系。 用非线性最优化方法研究El Ni?o－南方涛动(ENSO)事件的可预报性问题,揭示了最容易发展成ENSO事件的初始距平模态,即条件非线性最优扰动(CNOP)型初始距平;找出能够导致显著春季可预报性障碍(SPB),且对ENSO预报结果有最大影响的一类初始误差——CNOP型初始误差,进而探讨耦合过程的非线性在SPB研究中的重要作用,提出了关于ENSO事件发生SPB的一种可能机制;用CNOP方法揭示了ENSO强度的不对称现象,探讨ENSO不对称性的年代际变化问题,提出ENSO不对称性年代际变化的一种机制;建立了关于ENSO可预报性的最大可预报时间下界、最大预报误差上界和最大允许初始误差下界的三类可预报性问题,分别从三个方面揭示ENSO事件的春季可预报性障碍现象,比较有效地量化了模式ENSO事件的可预报性。 利用中国科学院大气物理研究所地球流体力学数值模拟国家重点实验室的ENSO预测系统,研究了海洋资料同化在ENSO预测中的应用,该系统可以同时对温、盐剖面资料和卫星高度计资料进行同化。并且在模式中采用次表层上卷海温的非局地参数化方法,可有效地改进ENSO模拟水平。采用集合卡曼滤波(Ensemble Kalman Filter,EnKF)同化方法以及在集合资料同化中“平衡的”多变量模式误差扰动方法为集合预报提供更加精确和协调的初始场,ENSO预报技巧得到提高。 相似文献
6.
陈红 《南京气象学院学报》2020,12(4):442-449
利用NCEP/NCAR再分析环流资料、CMAP降水量和NOAA海温资料研究了热带印度洋夏季水汽输送的时空变化特征,并考察其对南亚季风区夏季降水的影响.热带印度洋夏季异常水汽输送第一模态表现为异常水汽从南海向西到达孟加拉湾后分成两支,其中一支继续往西到达印度次大陆和阿拉伯海,对应印度半岛南端和中南半岛的西风水汽输送减弱,导致这些区域降水减少;第二模态表现为异常水汽从赤道东印度洋沿赤道西印度洋、阿拉伯海、印度半岛、中南半岛的反气旋输送,印度和孟加拉湾南部为反气旋异常水汽输送,水汽辐散、降水减少,而印度东北部为气旋性水汽输送,水汽辐合、降水增多.就水汽输送与局地海温的关系而言,水汽输送第一模态与热带印度洋海温整体增暖关系密切,而第二模态与同期印度洋偶极子关系密切. 相似文献
7.
中国南方夏季降水与热带印度洋偶极型海温异常的联系 总被引：4，自引：1，他引：4
利用1979-1999年GISST和CMAP月平均资料,用线性回归滤除印度洋偶极子(IOD)指数和ENSO的相互干扰,定义纯IOD指数和纯Nino3指数,将海温距平处理为相对独立的3个部分,通过相关和合成分析得到:6-8月印度洋偶极型海温及热带中印度洋海温异常与中国南方夏季降水都有很好的正相关关系,并且二者对南方夏季降水序列的拟合方差贡献显著,表明热带印度洋海温异常与中国南方夏季降水的关系密切;5月份热带印度洋海温年际变化可以解释60 %左右的南方夏季降水异常,这对南方降水的预测具有非常好的指导意义.在正(负)IOD年,热带印度洋SSTA引起我国南方地区大气异常上升(下沉)运动,中国南方为整层水汽的异常辐合(辐散)区,从而使中国南方夏季降水异常偏多(偏少). 相似文献
8.
东亚季风环流演变的主要模态及其与中国东部降水异常的联系 总被引：2，自引：0，他引：2
利用美国国家环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析环流资料、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)重构的海温资料和中国国家气象信息中心(NMIC)整理的752个测站降水资料,对东亚地区季风环流季节演变主要模态及其与中国东部降水异常的关系进行了分析。结果表明,东亚地区850hPa季风环流季节演变存在两个主要模态,第一模态主要受热带印度洋海温和赤道东太平洋海温偏低背景下印度洋偶极(IOD)演变过程控制;第二模态主要受赤道东太平洋ENSO循环和IOD演变控制。对应第一模态,夏季华北多雨,长江流域少雨;对应第二模态,夏季华北、长江流域多雨,淮河、华南少雨。近50年两模态发生了明显改变,与降水变化有很好的对应关系。 相似文献
9.
10月份热带印度洋海气耦合的统计动力诊断 总被引：2，自引：2，他引：0
本文将热带印度洋10月份的大气风场和海洋上层流场看作一个整体, 对其作了动力统计诊断, 即作了复EOF分析, 考察了其年际和年代际变化, 并揭示其与印度洋偶极子 (IOD) 和ENSO的关系。结果表明: 在同一模态中, 海洋模态表现出很强的赤道俘获现象, 而大气则无此现象; 第一模态为印度洋偶极子模态; 第二模态为ENSO前期在印度洋的延伸模态。前2个模态的风场都揭示了Walker环流异常的结构; 印度洋海温的年际变化主要取决于印度洋地区的海气耦合状态, 但太平洋的ENSO循环对其也有一定影响。 相似文献
10.
ENSO背景下印度洋偶极子海温异常对中国冬季降水的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
利用1950—2009年Hadley环流中心全球月平均海表温度资料、1960—2009年NCEP/NCAR再分析资料以及中国气象局整编的160站降水资料,研究分析了印度洋偶极子(IOD)和太平洋异常海温(ENSO)对中国冬季降水的协同影响和不同作用,通过对比分析,揭示了IOD独立发生、ENSO独立发生以及IOD与ENSO联合发生时中国冬季降水的差异。研究结果表明: IOD异常海温和ENSO异常海温的出现虽然具有较高的协同性,但二者对我国冬季降水的影响效应不尽相同,IOD与ENSO的同时发生并不是两者单独发生时各自作用的叠加,而是具有协同或抵消作用。仅有IOD发生时,其正位相年使得中国西南(云南西部除外)、华南以及华北、东北地区的冬季降水出现正异常,在江淮流域出现负异常,反之亦然。但是IOD正位相比负位相对中国冬季降水的影响更显著。当IOD与ENSO同时出现时,IOD的作用使得ENSO对我国西南(云南西部除外)、内蒙、东北地区冬季降水的影响作用更为显著。此外还初步分析了IOD与中国冬季降水关系影响的环流成因。 相似文献
11.
By analyzing the outputs of the pre-industrial control runs of four models within phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project, the effects of initial sea temperature errors on the predictability of Indian Ocean Dipole events were identified. The initial errors cause a significant winter predictability barrier(WPB) or summer predictability barrier(SPB).The WPB is closely related with the initial errors in the tropical Indian Ocean, where two types of WPB-related initial errors display opposite patterns and a west–east dipole. In contrast, the occurrence of the SPB is mainly caused by initial errors in the tropical Pacific Ocean, where two types of SPB-related initial errors exhibit opposite patterns, with one pole in the subsurface western Pacific Ocean and the other in the upper eastern Pacific Ocean. Both of the WPB-related initial errors grow the fastest in winter, because the coupled system is at its weakest, and finally cause a significant WPB. The SPB-related initial errors develop into a La Ni ?na–like mode in the Pacific Ocean. The negative SST errors in the Pacific Ocean induce westerly wind anomalies in the Indian Ocean by modulating the Walker circulation in the tropical oceans. The westerly wind anomalies first cool the sea surface water in the eastern Indian Ocean. When the climatological wind direction reverses in summer, the wind anomalies in turn warm the sea surface water, finally causing a significant SPB. Therefore, in addition to the spatial patterns of the initial errors, the climatological conditions also play an important role in causing a significant predictability barrier. 相似文献
12.
利用1979年1月～1998年12月的月平均海表温度(SST)、向外长波辐射(OLR)和l000hPa纬向风速等NCEP/NCAR再分析资料，对近20年来热带印度洋与太平洋海温异常(SSTA)及相关的环流特征量进行综合分析和研究，发现热带印度洋的内部耦合动力特征模态—偶极子模的强度，存在着年代间的差异，80年代偏弱，90年代偏强。热带印度洋与热带太平洋海气耦合系统之间存在着相互作用，80年代热带印度洋的SSTA主要是对太平洋ENSO的响应，90年代太平洋ENSO的异常发展在一定程度上是受印度洋偶极子模态异常活跃影响的结果。从观测资料诊断分析的角度，找出了90年代后ZC耦合模式对ENSO事件预报失败的可能原因。 相似文献
13.
The relationships between the tropical Indian Ocean basin(IOB)/dipole(IOD) mode of SST anomalies(SSTAs) and ENSO phase transition during the following year are examined and compared in observations for the period 1958–2008.Both partial correlation analysis and composite analysis show that both the positive(negative) phase of the IOB and IOD(independent of each other) in the tropical Indian Ocean are possible contributors to the El Nio(La Nia) decay and phase transition to La Nia(El Nio) about one year later. However, the influence on ENSO transition induced by the IOB is stronger than that by the IOD. The SSTAs in the equatorial central-eastern Pacific in the coming year originate from subsurface temperature anomalies in the equatorial eastern Indian and western Pacific Ocean, induced by the IOB and IOD through eastward and upward propagation to meet the surface. During this process, however the contribution of the oceanic channel process between the tropical Indian and Pacific oceans is totally different for the IOB and IOD. For the IOD, the influence of the Indonesian Throughflow transport anomalies could propagate to the eastern Pacific to induce the ENSO transition. For the IOB, the impact of the oceanic channel stays and disappears in the western Pacific without propagation to the eastern Pacific. 相似文献
14.
This study assesses the reproducibility of 31 historical simulations from 1850 to 2014 in the Coupled Model Intercomparison Project phase 6(CMIP6) for the subsurface(Sub-IOD) and surface Indian Ocean Dipole(IOD) and their association with El Ni?o-Southern Oscillation(ENSO). Most CMIP6 models can reproduce the leading east-west dipole oscillation mode of heat content anomalies in the tropical Indian Ocean(TIO) but largely overestimate the amplitude and the dominant period of the Sub-IOD. Associat... 相似文献
15.
对近百年观测资料的分析表明赤道印度洋海温(SST)确实存在着偶极子型振荡的变化特征,它在9～11月最强,而在1～4月最弱;年际变化(4～5年周期)和年代际变化(主要为20～25年周期)也十分清楚.这个偶极子主要有正位相型(海温西高东低)和负位相型(海温东高西低);一般正位相型的振幅强于负位相型.尽管在极个别年赤道印度洋海温偶极子似乎与太平洋ENSO无关,但总体而论,赤道印度洋海温偶极子与赤道太平洋海温偶极子(类似ENSO)有很好负相关.它们的联系主要是赤道大气纬向(Walker)环流.资料分析表明,赤道印度洋海温偶极子与亚洲南部流场、青藏高压和西太平洋副高都有明显关系,表明它对亚洲季风活动有重要影响. 相似文献
16.
Interannual variations of subsurface influence on SST in the Indian Ocean show strong seasonality. The subsurface influence on SST confines to the southern Indian Ocean (SIO) in boreal winter and spring; it is observed on both sides of the equator in boreal summer and fall. Interannual long Rossby waves are at the heart of this influence, and contribute significantly to the coupled climate variability in the tropical Indian Ocean (TIO). Principal forcing mechanism for the generation of these interannual waves in the Indian Ocean and the relative influence of two dominant interannual signals in the tropics, namely El Niño and Southern Oscillation (ENSO) and Indian Ocean Dipole (IOD), are also discussed. Two distinct regions dominated by either of the above climate signals are identified. IOD dominates the forcing of the off-equatorial Rossby waves, north of 10°S, and the forcing comes mainly from the anomalous Ekman pumping associated with the IOD. However, after the demise of IOD activity by December, Rossby waves are dominantly forced by ENSO, particularly south of 10°S.It is found that the subsurface feedback in the northern flank of the southern Indian Ocean ridge region (north of 10°S) significantly influences the central east African rainfall in boreal fall. The Indian Ocean coupled process further holds considerable capability of predicting the east African rainfall by one season ahead. Decadal modulation of the subsurface influence is also noticed during the study period. The subsurface influence north of 10°S coherently varies with the IOD, while it varies coherently with the ENSO south of this latitude. 相似文献
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The Spatial Patterns of Initial Errors Related to the ＂Winter Predictability Barrier＂ of the Indian Ocean Dipole 
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下载免费PDF全文 In this study, using the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory Climate Model version 2pl （GFDL CM2pl） coupled model, the winter predictability barrier （WPB） is found to exist in the model not only in the growing phase but also the Indian Ocean dipole （IOD） decaying phase of positive events due to the effect of initial errors. In particular, the WPB is stronger in the growing phase than in the decaying phase. These results indicate that initial errors can cause the WPB. The domi- nant patterns of the initial errors that cause the occurrence of the WPB often present an eastern-western dipole both in the surface and subsurface temperature components. These initial errors tend to concentrate in a few areas, and these areas may represent the sensitive areas of the predictions of positive IOD events. By increasing observations over these areas and eliminating initial errors here, the WPB phenomenon may be largely weakened and the forecast skill greatly improved. 相似文献
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印度洋偶极子与热带太平洋海洋表面温度异常多时间尺度相互作用初析 总被引：1，自引：0，他引：1
本文利用交叉谱方法, 将印度洋偶极子 (简称IOD) 与ENSO的相关关系分解到不同的时间尺度上来分析, 进而通过对海气耦合过程的初步分析, 讨论了不同时间尺度上IOD与ENSO的相互作用。结果表明, IOD与ENSO在准1～2年、 准3年、 准4年等三个时间尺度上存在显著相关, 同时, IOD还存在一个独立于ENSO的模态, 主要表现在准8个月时间尺度上。从海气相互作用的角度看, 在与ENSO相关的三个特征时间尺度上, IOD年际变率主要通过引发热带印度洋纬向风异常并且东传到太平洋, 从而引起热带中东太平洋海温的年际变率。与ENSO相对独立的IOD模态则没有类似的纬向风异常东传过程。此外, 在上述四个不同时间尺度上, 产生IOD变率的印度洋海气耦合过程不尽相同, 各具特点。 相似文献
19.
Initial errors in the tropical Indian Ocean (IO-related initial errors) that are most likely to yield the Spring Prediction Barrier (SPB) for La Ni?a forecasts are explored by using the CESM model. These initial errors can be classified into two types. Type-1 initial error consists of positive sea temperature errors in the western Indian Ocean and negative sea temperature errors in the eastern Indian Ocean, while the spatial structure of Type-2 initial error is nearly opposite. Both kinds of IO-related initial errors induce positive prediction errors of sea temperature in the Pacific Ocean, leading to under-prediction of La Ni?a events. Type-1 initial error in the tropical Indian Ocean mainly influences the SSTA in the tropical Pacific Ocean via atmospheric bridge, leading to the development of localized sea temperature errors in the eastern Pacific Ocean. However, for Type-2 initial error, its positive sea temperature errors in the eastern Indian Ocean can induce downwelling error and influence La Ni?a predictions through an oceanic channel called Indonesian Throughflow. Based on the location of largest SPB-related initial errors, the sensitive area in the tropical Indian Ocean for La Ni?a predictions is identified. Furthermore, sensitivity experiments show that applying targeted observations in this sensitive area is very useful in decreasing prediction errors of La Ni?a. Therefore, adopting a targeted observation strategy in the tropical Indian Ocean is a promising approach toward increasing ENSO prediction skill. 相似文献