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温之平教授研究团队在ENSO调制印太气候方面的研究取得重要进展

点击数:198 来源:本院 文章录入:zengying 更新时间:2017-06-19

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是热带地区最强的海气耦合信号,它能通过大气遥相关的方式影响到热带外地区乃至全球的气候异常,ENSO对气候的调制作用一直是国内外气候研究领域的热点问题之一, 从2014年至今, 我院温之平教授研究团队从ENSO影响东亚气候及其物理机制方面着手开展相关研究, 与他的学生陈泽生博士(现为中国科学院南海海洋研究所助理研究员)及国内外多名知名学者合作, 共同在国际著名学术期刊Climate Dynamics上发表系列研究论文。这些系统性的工作包括:

1. 揭示了两类 ENSO 对东亚夏季气候的影响不同的原因

利用夏季赤道中东太平洋海温异常来定义夏季两类ENSO事件, 并揭示了两类 ENSO事件对东亚地区夏季降水和环流的不同影响:中部型厄尔尼诺发生时,东亚地区为三极型的降水异常分布,明显不同于东部型厄尔尼诺所对应的四极型的降水异常分布。并指出两类厄尔尼诺对东亚夏季气候的不同影响与其激发的大气波列的位置有紧密的联系(见图1)。

2. 揭示了El Niño至La Niña位相转换年热带不同海区海气相互作用对西北太平洋反气旋维持的相对重要性

ENSO事件成熟位相对应的热带海温异常可能都非常相似,但其消亡时热带海温异常的演变特征则有所不同,不同演变情景下调制西北太平洋异常反气旋(WNPAC)的物理过程也有所差异。研究团队利用大气模式(CAM4)开展了一系列的数值模拟试验,发现在El Niño至La Niña位相转换年,印度洋全区一致增暖和中东太平洋异常冷却共同调制西北太平洋异常反气旋的强度(见图2),尤其揭示了El Niño至La Niña位相转换年的夏季,中东太平洋海温异常在WNPAC维持中的关键作用。

3. 揭示了强La Niña消亡位相热带中东太平洋冷海温异常对西北太平洋异常气旋性环流的调制作用

La Niña并不是El Niño的简单镜像,La Niña次年热带海温异常在调制西北太平洋及其临近区域气候中所起到的角色有别于El Niño次年,通过观测资料统计分析和一系列数值模拟试验,重新探究了强La Niña次年春季至夏季热带海温异常对印太环流异常的调制作用(见图3),揭示了强La Niña次年西太平洋环流异常的维持机理,并指出了中东太平洋冷海温异常可以调制西太平洋异常气旋,其遥强迫作用在夏季与印度洋遥作用相当。

系列论文发表以来受到国内外相关领域学者的关注和引用, 所得研究结果对于理解印太地区气候变化和旱涝更替成因具有重要的科学意义,对于提高我国气候预测水平也将具有应用价值。

 

相关论文:

(1) ChenZ, Z Wen*, R Wu, P Zhao, JCao (2014): Influence of two types of El Niños on the East Asian climate during borealsummer: a numerical study, Clim Dyn43: 469-481

(2) ChenZ, Z Wen*, R Wu, X Lin, J Wang (2016): Relative importance of tropical SST anomalies in maintaining the Western North Pacific anomalous anticyclone during El Niño to La Niña transition years, Clim Dyn 46: 1027-1041

(3) Chen Z, Z Wen*, R Wu, Y Du (2017): Roles of tropical SST anomalies in modulating the western north Pacific anomalous cyclone during strong La Niña decaying years, Clim Dyn, 49(1), 633-647

 

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1 两类ENSO夏季降水(填色,绿色为正)和850hPa水平风场(矢量)异常,(a)和(c)黑色圆点填充区域表示降水异常通过90%置信水平的t检验,(b)和(d)浅蓝色填充区域表示水平环流异常通过95%置信水平的t检验。

 

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2 观测到的(a)和模拟的(b)西北太平洋夏季风指数以及印度洋全区一致增暖和中东太平洋异常冷却共同调制WNPAC的示意图。

  

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3a)为海温(填色)和降水异常(等值线);(b)为200百帕速度势(等值线)、辐散风(矢量)和500百帕垂直速度异常(填色);(c)为降水(填色)和850百帕水平风场(矢量)异常;(d)为强La Niña次年赤道中东太平洋演变示意图;(e)为观测和模拟的西北太平洋低层纬向风切变