Mega-ENSO与传统ENSO在不同阶段（发展期、衰减期）的气候效应比较研究

摘要

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)作为全球最重要的海气耦合现象，已被证实为可预报性来源之一，且对全球天气气候有深远的影响。Mega-ENSO于2013年由Wang等首次提出，是海表温度变率的主模态，具有多年代际时间尺度，从年际到年代际。Mega-ENSO的定义区域包含了热带太平洋以及太平洋的副热带区域。鉴于其有比传统ENSO更为广泛的时空尺度。Mega-ENSO指数可能比传统ENSO包含了更丰富和复杂的气候信息。例如，mega-ENSO是包含了印度夏季降水(ISR)、东亚夏季风降水(EASR)在内的北半球夏季风降水的主要驱动力，而这一作用并未在传统ENSO中得到体现。
　　季风对农业生产、水利用率和食品安全至关重要，其年际变率很大程度上影响农业生产，分布可以对粮食产量造成严重影响，反过来，对人口急剧增长的印度的食品安全产生威胁。因此，掌握季风的新的预报因子、提高其预报技巧至关重要且必要。此外，ENSO和季风是气候系统中相互作用的两个分量。由于ENSO的锁相特征，夏季风通常在其发展期或衰减期。然而，多数研究主要集中在传统ENSO，且极少数关注其发展阶段。
　　运用mega-ENSO指数的目的是获取更多ENSO系统的完整信息。鉴于mega-ENSO是比传统ENSO更加大范围的变率，探究ISR及大气环流是否响应于mega-ENSO及传统ENSO以及它们的不同联系将会非常重要。这是本研究的出发点之一。
　　本文主要比较了典型mega-ENSO-ISR和非典型ENSO-ISR的不同联系。在典型El Ni(n)o发展期夏季，印度半岛东北部降水负异常，而在典型La Ni(n)a发展期夏季，降水异常型几乎线性相反;对于非典型ENSO，这一“线性相反”的现象消失。此外，在中纬度地区有一纬向异常波列，在典型mega-ENSO发展期夏季其局地响应为欧亚大陆中东部的三极子环流型，这可能是相应的印度次大陆降水异常的原因。相反的，这些特征在非典型ENSO的发展期夏季并不明显。利用CMIP59个模式的106年历史运行结果(1900-2005)，HadGEM2-ES表现了较好的对于异常环流型的模拟能力，而CanESM2较差。
　　此外，还比较了典型mega-ENSO-EASR和非典型ENSO-EASR的在衰减期的不同联系。在典型El Ni(n)o衰减期夏季，东亚地区降水三极子异常，而在典型La Ni(n)a衰减期夏季，降水异常型线性相反;对于非典型ENSO，这一现象消失。此外，中纬度地区有一纬向异常波列在典型mega-ENSO衰减期夏季其局地响应为欧亚大陆中东部的三极子环流型。相反的，在非典型ENSO的衰减期夏季主要的环流型出现在北太平洋。同样利用CMIP59个模式结果，HadCM3表现了较好模拟能力，而CanESM2较差。此外，模式对于典型mega-ENSO-ISR、ENSO-EASR联系的模拟能力的差别还有可能源于其对典型mega-ENSO特征的模拟能力。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1 ENSO对亚洲地区气候的影响研究进展

2 ENSO对于亚洲气候关键系统的影响研究进展

3 问题的提出

第二章 数据、模式和方法

第三章 Mega-ENSO与传统ENSO对于印度夏季降水的不同气候作用：ENSO发展期

1 典型和非典型ENSO的发展期海温分布特征

2 两类ENSO对ISR的不同影响

2．1 典型mega-ENSO、非典型ENSO发展期夏季ISR的特征

2．2 基于观测结果的环流分析

3 几个CMIP5模式的技巧比较

第四章 Mega-ENSO与传统ENSO对于东亚夏季降水的不同气候作用：ENSO衰减期

1 典型和非典型ENSO的衰减期海温分布特征

2 两类ENSO对EASR的不同影响

2．1 典型mega-ENSO、非典型ENSO衰减期夏季EASR的特征

2．2 基于观测结果的环流分析

3 几个CMIP5模式的技巧比较

第五章 结论和讨论

参考文献

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