北半球夏季风降水年际协同变化的主要特征及其与热带海温变化的联系

摘要

本文使用1979-2014年GPCP和CMAP降水资料、Hadley中心海温资料和ERA-Interim再分析资料,采用相关、回归和主成分分析等统计方法,并利用ECHAM5大气环流模式,分析了北半球夏季风降水年际协同变率的主要特征,探讨了热带关键区海温异常与北半球夏季风降水年际协同变化的关系,及ENSO事件影响协同变化的可能途径.主要结论如下:主成分分析结果说明,北半球夏季风降水年际协同变化的第一主模态表现为WNP季风区降水的年际变化与其他季风区反位相的特征.与其对应的异常大气环流在北半球季风区表现出明显的第一斜压模特征,即WNP夏季风降水异常会改变局地经向环流和类Walker环流,造成其他季风区的高、低层环流异常,进而影响北半球其他季风区降水的年际变化,最终形成了北半球夏季风降水年际协同变化的主模态.在该模态中,WNP季风区降水的年际变化通过大气环流异常来影响北半球其他季风区的夏季降水异常.诊断分析和数值试验证明,北半球夏季风年际协同变化的第一主模态的位相变化与前冬ENSO事件有关.首先,前冬暖ENSO事件通过“大气桥”令热带印度洋(TIO)在次年春季迅速增暖;然后,斜压Kelvin波从TIO地区向东传播到西北太平洋,在边界层的摩擦作用下,其北侧的WNP地区出现了低层辐散异常,相应地产生了局地异常的海平面高压和低层反气旋式环流,令WNP地区夏季降水减弱.此外,当ENSO事件衰减较慢时,该主模态变得更为显著.