春季南半球環(huán)狀模和長江流域夏季降水關系及相關聯全球海溫變化模態(tài)

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1、摘要本文從資料診斷的角度研究了南半球環(huán)狀模(SAM)與東亞夏季風的聯系，發(fā)現春季SAM與長江流域夏季降水存在顯著的正相關關系，為我國長江流域汛期降水預報提供了一有用的前期信號：春季SAM。接著對春季SAM影響夏季長江流域降水的途徑和物理機制作了分析。還對1960／1965—1985年全球海溫的系統(tǒng)性變化以及全球海溫變化的主要模態(tài)作了分析。主要結論如下：I。通過對春季(4—5月)南半球環(huán)狀模(SAM)與夏季(6—8月)中國降水關系的分析，發(fā)現春季SAM與夏季長江中下游降水之間存在顯著的正相關關系。春季SAM偏強的同期對流層下層在歐亞大陸存在二以蒙古高原為中心的異常反氣

2、旋，東亞從中緯度到我國東北，華南地區(qū)均為異常的偏北氣流控制。這種環(huán)流異常形式可以持續(xù)到夏季并加強，致使東亞夏季風減弱：春季SAM偏強隨后的夏季西太平洋副熱帶高壓西部脊強度加強，位置偏西，這些異常環(huán)流都有利于長江中下游地區(qū)降水偏多。另外，春季SAM偏強隨后的夏季長江流域水汽含量增大，向上的垂直運動得到加強，為該地區(qū)降水偏多提供了基本的水汽條件。春季SAM偏弱時，夏季東亞大氣環(huán)流和水汽條件相反。因此，春季SAM為夏季長江中下游汛期降水提供了一有用的前期預報信號。2．分析了春夏季印度洋、南海海溫異常在春季SAM與夏季長江中下游降水關系中的作用。發(fā)現春季SAMI正(負)異常

3、時，同期南印度洋中高緯、北印度洋海域海溫出現了明顯正(負)異常，這種海溫的正(負)異常在夏季依然存在，并且北印度洋的海溫異常得到加強。對印度洋和南海海域詳細劃分區(qū)域后的進一步分析表明春季南半球熱帶外大氣環(huán)流(SAM)異?？梢詮娖饶嫌《妊笾懈呔暫Ｓ蚝匕l(fā)生明顯異常。這種異?？梢猿掷m(xù)到夏季，而且表現出傳播特性，即：南印度洋中高緯海溫異?？梢詡鞑サ奖庇《妊?包括阿拉伯海和孟加拉灣)和南海海域，加強這些海域海溫異常。對東亞夏季風與夏季海溫關系的分析表明：東亞夏季風異常對應的夏季北印度洋、南海海溫異常與春季SAM異常對應的夏季北印度洋、南海海溫異常的形勢相似，符號相反。說明印

4、度洋、南海海溫是春季SAM影響夏季長江中下游降水的一“橋梁”?；舅悸窞椋簭?弱)春季SAM可以引起南印度洋中高緯海域海溫的偏高(偏低)；南印度洋Ⅲ中高緯海域偏高(偏低)的海溫從春季持續(xù)到夏季并且傳播到阿拉伯海、孟加拉灣、南海海域：這些海區(qū)偏高(偏低)的海溫可以導致東亞夏季風減弱(加強)，而東亞夏季風減弱(加強)是長江中下游降水偏多(偏少)的一有利條件。3對印度洋海氣界面輻射和熱交換過程在春季SAM影響東亞夏季風的過程中的作用作了分析。發(fā)現春季SAM偏強，南印度洋中高緯海域向上的輻射通量和熱通量減弱，有利于該地區(qū)海溫的升高；赤道印度洋地區(qū)通量的異常不利于該地區(qū)海溫的

5、升高；北印度洋地區(qū)向上的熱通量減弱，向下的輻射通量增加，有利于該地區(qū)海溫的升高。春季SAM偏弱的年份海氣界面通量的異常與t之相反。進一步分析表明，南印度洋中高緯海域的輻射異常主要是由凈長波輻射過程引起，北印度洋輻射通量的異常主要是由凈短波輻射變化引起的。春季SAM異常年份，在北印度洋云的變化可能改變了短波輻射過程。春季SAM偏強，北印度洋海區(qū)向上的潛熱通量減少，低云云量減少，反射的太陽短波輻射減少，入射到海表的短波輻射增加，海溫容易升溫；反之，亦然。這與南印度洋異常海溫向北印度洋傳播，引起北印度洋海溫變化并不矛盾。僅說明春季SAM異常年份，夏季北印度洋潛熱、低云云量

6、、短波輻射的變化都與該海區(qū)海溫的異常有一定聯系?？傊?，春季SAM通過海氣界面通量交換強迫南印度洋中高緯海域海溫；夏季北印度洋海溫，潛熱通量，低云云量，短波輻射變化與春季SAM相互聯系；南印度洋中高緯海溫異常向北印度洋的傳播機制還不清楚。4春、夏、秋和年平均的全球海溫在1960／1965—1985年在十年際一年代際尺度上存在系統(tǒng)性的短期趨勢變化：南印度洋中緯度、赤道中東太平洋、南大西洋海溫與非洲南端的印度洋、中緯度北太平洋海溫變化呈相反的趨勢。SAMl、PDOI在1960／1965．1985也存在短期的升高趨勢。海溫的系統(tǒng)性的短期趨勢可能與SAM、PDO的短期趨勢之間

7、存在某種關系。冬季南印度洋中低緯、北太平洋中緯度、赤道中東太平洋都具有系統(tǒng)性的海溫短期趨勢變化。冬季這種系統(tǒng)性的變化與PDO關系比較顯著，與SAM之間的線性關系并不明確。5采用149年(1854—2002年)和52年(1951-2002年)不同時段的海表溫度(SST)資料分季節(jié)對全球海溫變化的主要模態(tài)作了分析。發(fā)現全球海溫變化的第一模態(tài)表現為線性趨勢項。近50年北太平洋中高緯、北大西洋北部、南太平洋零星海域在變冷。全球其它海區(qū)變暖。長時間序列的海溫資料分析表明這一趨TV勢可以追溯封1910年代。1854—1910年代海溫的變化趨勢與1910年代一2002年相反。