Page 37 - 《高原气象》2022年第6期
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高 原 气 象 41 卷
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分析发现全球平均温度以及经向温度梯度的增加 而 ENSO 事件对于不同区域的 SST 能给 HC 所带来
使得 HC 的范围扩大,Fu et al(2006)发现由于中纬 的影响也有所不同,例如 Wang(2004)在对 ENSO
度对流层的变暖增强,使得 HC 中流向两极的副热 处于暖位相的研究中发现,EP 和大西洋的 HC 减弱
带急流增强从而导致 HC 的范围扩大。Guo and Li 而 WP 的 HC 增强;此外,位于赤道印度洋(Tropical
(2016)发现由于 ENSO 事件的影响,在南半球的涡 Indian Ocean,TIO)和 WP的 SST对整体长期的 SST
动通量散度较小,同时海温的经向梯度主导了 HC 变化也有着重要的贡献。这一地区 SST 的长期变
范围的变化。Lu et al(2007)以及 Johanson and Fu 暖也被认为是调节季节 SST 长期变化的一个重要
(2009)利用不同的模式进行数值模拟也同样发现 因素(Feng and Li,2013)。因此,上述的研究工作
HC的范围在向两极扩张。 表明热带SST的变化确实会对HC产生影响。
正是因为 HC 是一个直接的热力环流圈,海表 尽管人们已经认识到了 HC 对气候的重要性,
面温度(Sea Surface Temperature,SST)的变化会对 并关注了全球 HC 的长期趋势,但是由于陆地、海
HC 产生影响。国内外一些学者对 SST 与 HC 之间 洋和地形的分布不均,不同地区的区域 HC 的变化
的关系研究中一部分关注与 SST 的经向结构,经过 也会有所不同(Chen et al,2014)。而亚洲季风区是
研究发现:热带 SST 的潜热和感热驱动了 HC 的垂 发生在世界上对流活动最强、潜热释放最大、含水
直运动,SST 的经向梯度与 HC 的低纬经向风保持 量 最 大 以 及 季 风 区 面 积 最 大 的 地 区(何 静 等 ,
一致,并通过调节大气边界层的辐合过程和热力的 2021),位于此区域内的 TIO 受到 ENSO 事件的影
结构来影响辐合上升的位置和强度进而影响 HC 响,并且会对北半球春季区域 HC 也带来一定的影
(Feng et al,2013,2016,2017;Gong et al,2015)。 响(Schott et al,2009;Wang et al,2020)。并进而
另一部分则主要关注 SST 的异常增暖(降温)对 HC 对区域气候产生重大的影响(Freitas et al,2017;
的强度与范围的影响,尤其是热带 SST 对 HC 的影 Zhang and Wang,2013)。例如,Han et al(2010)的
响研究中发现:热带 SST 的变暖可以确定赤道辐合 研究发现变暖引起的印度洋区域的 HC 和沃克环流
带的位置,而这正是 HC 上升支的位置(Hou and 的增强会对亚洲澳大利亚、印度尼西亚洪水、非洲
Lindzen,1992);同时,HC 的异常下沉也可以通过 干旱以及北大西洋涛动产生了深远的影响。以上
引起地面湿度的变化反过来引起副热带的 SST 异 发现的结论在不同的数据集中表现出一致的结果
常(Chikamoto et al,2010)。 Oort and Yienger (Huang et al,2021)。
(1996)发现 HC 的强度与热带东太平洋(Eastern Pa‐ 因此,虽然人们关注到了区域 HC 对气候的重
cific Ocean,EP)的 SST 表现为正相关。Feng et al 要影响,但对其不同季节的差异以及主要模态研究
(2011)发现位于热带大西洋和印太暖池的SST强增 较少,尤其对于秋季。而秋季为 ENSO 事件的发展
温趋势对夏季 HC 的变化起到重要的作用。ENSO 期(Haylock and Mcbride, 2001; Zhang et al,
(El Niño-Southern Oscillation)是低纬度海气相互 1999),且在热带印度洋具有明显的 ENSO 信号并
作用的现象,他会通过激发不同的机制进而带来降 带来异常的大气环流(李东辉等,2006;Yu et al,
水的变化(庞铁舒等,2020;郑建萌等,2021);同 2021)。那么在秋季,东亚季风区 HC的特征及其与
时它的发生所带来的赤道东太平洋 SST 的变化对 赤道太平洋和印度洋海温异常之间的联系如何?
全球环流尤其是热带的大气环流密切相关。早前 就成为本文关注的科学问题。本文将利用哈德莱
的研究发现:在 El Niño事件期间,热带大气在所有 中心海表面温度以及 NCEP 再分析数据,分析研究
经度上都变暖,两个半球中位于副热带地区的急流 1979-2020 年亚洲季风区内秋季 HC 的变化特征以
加强,这使得 HC 强度也增强(Seager et al,2003); 及它与热带 SST 之间的关系,试图找出影响秋季区
当ENSO处于中性或者冷位相时,HC的强度比EN‐ 域 HC 主要模态的海温异常特征,以期为加深 HC
SO 处于暖位相时更强(Stachnik and Schumacher, 的形成机制的认识提供参考。
2011);当 在 El Niño 处 于 成 熟 期 时 ,西 太 平 洋 2 资料来源与方法介绍
(Western Pacific Ocean,WP)的异常 HC 与 EP 的异
常 HC 存在相反的环流(Wang,2002);同时,ENSO 2. 1 资料来源
事件主要通过驱动 HC 主要模态反映的结构来改变 采用的资料包括:(1)英国气象局哈德莱中心
HC 的强度(Guo et al,2016;Guo and Tan,2018), 海冰和海面温度数据集(HadISST)提供的月平均海