对流层准两年振荡(TBO)对ENSO的影响

摘要

TBO是大气环流和气候年际尺度变化的一种非常显著而重要的信号,不仅同对流层环流及环境有直接联系,而且对全球天气气候的演变有一定的影响,是国际季风研究关注的主题之一。而ENSO是最强的海气耦合系统,对我国乃至全球天气气候都有重要影响。理解ENSO和TBO相互作用过程,特别是TBO如何调制ENSO,将有助于提高短期气候预测的准确性。本文利用NCEP／NCAR和ECMWF月平均再分析资料、ERSST.v3逐月海表温度资料、SODA逐月斜温层资料和PREC降水资料,通过功率谱、滤波、相关和EOF分析方法,对对流层准两年振荡(TBO)对ENSO的影响进行了研究。
　　 本文首先对西北太平洋,120-160°E,5-20°N；南海,105-120°E,5-20°N;东南印度洋,90-100°E,15°S-5°N和海洋大陆,100-120°E,10°S-10°N的平均时间序列的气候变量(包括风、温度、比湿、位势高度、气压垂直速度)进行了功率谱分析(整个垂直方向,从1000 hPa～100 hPa,比湿从1000 hPa～300 hPa),证明了各地区各气候变量准两年振荡具有显著性(东南印度洋和海洋大陆v变量除外)。同时,对各地区各气候变量准两年之间的位相关系以及各气候变量的传播方向也进行了研究。接着以南海夏季风的TBO为研究对象,研究了TBO对ENSO的影响,得出与南海夏季风准两年变化相关的海.气相互作用在整个热带印度洋和太平洋都有表现。热带北印度洋和中东太平洋的海温异常与南海夏季风在准两年尺度上各存在一个正反馈过程。相反,在JJA(0),中东太平洋的正反馈过程主要只有一个,而负反馈过程有两个。亚印太交汇区(Joining Area of Asia and Indian-Pacific Ocean,AIPO)区是影响我国短期气候变异的关键海气相互作用区。本文最后探讨了AIPO区SST的时空分布及其对东亚降水的影响。AIPO区SST的主要模态有两个,一个是全区型,另一个是东西分布型。全区型SST有明显的上升趋势。EOF1型的年代际周期显著,并对北太平洋SST的变化有重大影响。EOF2型的SST异常以年际周期为主,有准两年和4～5年的变化。Ni(n)o3.4区SST对EOF2型的SST异常有显著作用。EOF2型的海温异常会导致西北太平洋地区降水及东北和华北地区降水异常,是中国北方降水异常重要的前兆信号。AIPO区SST的EOF1和EOF2型异常都对中国降水有重要影响,而且提前量可以达12个月之多,是进行降水年际尺度预测的重要指标。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.1.1 TBO概述

1.1.2 TBO的本质

1.1.3 TBO与其他系统的相互作用

1.2 TBO的研究进展

1.2.1 关于季风强度的准两年周期变化

1.2.2 降水的准两年周期振荡

1.2.3 其它一些气象气候要素和天气系统的TBO

1.2.4 TBO的年代际变化

1.3 TBO研究存在的问题

1.4 研究目的和意义

1.5 研究的主要内容

1.6 研究的创新之处

第二章 资料和方法

2.1 资料说明

2.2 方法说明

2.2.1 线性相关

2.2.2 功率谱

2.2.3 滤波

2.2.4 经验正交函数分解(EOF)

2.2.5 线性趋势分析

第三章 TBO的垂直结构特征

3.1 引言

3.2 南海地区对流层大气各气候变量的准两年特征

3.2.1 功率谱分析

3.2.2 滤波结果

3.2.3 各气候变量准两年变化之间的位相关系

3.3 西北太平洋地区对流层准两年振荡垂直结构特征

3.3.1 功率谱分析

3.3.2 滤波结果

3.3.3 各气候变量准两年变化之间的位相关系

3.4 东南印度洋地区对流层准两年振荡垂直结构特征

3.4.1 功率谱分析

3.4.2 滤波结果

3.4.3 各气候变量准两年变化之间的位相关系

3.5 海洋大陆地区对流层准两年振荡垂直结构特征

3.5.1 功率谱分析

3.5.2 滤波结果

3.5.3 各气候变量准两年变化之间的位相关系

3.6 各地区对流层大气准两年振荡的位相关系

3.6.1 南海与西北太平洋各气候变量之间的位相关系

3.6.2 南海与东南印度洋各气候变量之间的位相关系

3.6.3 南海地区与海洋大陆各气候变量之间的位相关系

3.6.4 海洋大陆与东南印度洋各气候变量之间的位相关系

3.6.5 海洋大陆与西北太平洋各气候变量之间的位相关系

3.6.6 各地区气候变量准两年振荡的传播方向

3.7 结论

第四章 TBO影响ENSO的主要过程

4.1 引言

4.2 南海夏季风准两年振荡相关的海洋大气相互作用及其对ENSO的影响

4.3 结论

第五章 亚印太交汇区TBO+ENSO耦合模态影响东亚地区降水的机理

5.1 引言

5.2 亚印太交汇区海表温度的分布和变化特征及其对东亚降水的影响

5.2.1 第一模态的特征及影响

5.2.2 第二模态的特征及影响

5.3 本章小结

第六章 结论和讨论

6.1 全文总结

6.2 讨论

致谢

参考文献

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