印度洋偶极子与ENSO的关系以及对中国降水的影响

摘要

本文主要通过统计诊断分析研究了印度洋偶极子(IOD)的时频特征及其与ENSO的关系，讨论了印度洋偶极子与中国夏、秋季降水的关系，并从环流场角度分析了这种关系的成因。 主要结论概括如下： (1)通过合成分析，发现偶极子现象具有季节锁相的特征--春季开始出现、秋季达到盛期、冬季衰亡。时滞相关分析结果显示：IOD与风场有较好的相关关系。偶极子正(负)位相年，赤道东印度洋上为东南(西北)风异常，热带中南印度洋上为北(南)风异常。IOD与ENSO的相关较好，具体体现在3个时间尺度上。它们分别是准1-2年、准3年、准4年周期。对应各个周期，ENSO与IOD的相互关系又不全然相同。 (2)从垂直环流上看：相同点，正(负)位相时太平洋上有-逆(顺)时针旋转的Walker环流异常，印度洋上为一顺(逆)时针的环流异常；不同点，环流中心、上升支、下沉支所处位置有所不同。从水平风场上看：80°E以东的经向风变化引起IOD东边一极海温变化，进而改变东西印度洋纬向海温梯度反向，导致纬向风距平反向，进而引起IOD西边一极海温的变化。另外，在这几个时间尺度上，印度洋海温的变化均超前于热带太平洋海温的变化，同时存在比较明显的纬向风距平自西印度洋向太平洋传播的特征，说明IOD的发生对ENSO事件有一定的贡献作用。 (3)IOD还存在一个独立于ENSO的模态，主要表现在准8个月时间尺度上。在该时间尺度上，印度洋出现了IOD现象，但并无ENSO事件的伴随。通过纬向风场异常分析，发现印度洋风场异常无东传现象。经向风演变过程与准1-2年类似，但仅在100°E以西。通过对降水异常场的分析，发现：夏、秋季，纯IOD(即没有ENSO事件相伴)正(负)位相分别对应南方多雨(干旱)的现象，其中尤以秋季最为显著；冬季，正(负)位相分别对应东南干旱(多雨)的降水异常场。加入ENSO后，夏、秋季节没有特别明显的变化。但在冬季，ENSO作用与IOD作用相反，导致IOD与ENSO共存正(负)位相时期，我国东南地区多雨(少雨)。 (4)分析IOD发生年秋季的高度场发现，在中高纬度地区，IOD正位相年，欧亚纬向呈“脊-槽-脊”经向环流形势；IOD负位相年与正位相年类似。秋季流场的特征分析结果表明：秋季，IOD与ENSO对1050E越赤道气流的影响相一致--正位相加强(东南降水增加)、负位相减弱(东南降水减少)。但对索马里急流作用正好相反。IOD正、负位相期间，索马里急流加强，印度南大陆降水增加；ENSO正、负位相期间，索马里急流减弱。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2印度洋偶极子的提出

1.3印度洋偶极子与ENSO关系的研究

1.4印度洋偶极子对东亚气候的影响

1.5本文拟解决的问题

第二章资料和方法

2.1资料

2.2方法

2.2.1相关分析

2.2.2小波分析

2.2.3经验正交函数（EOF）

2.2.4交叉谱分析

2.2.5带通滤波

第三章热带印度洋海温偶极型分布特征

3.1热带印度洋海温距平场时空分布特征

3.2印度洋偶极子指数

3.3印度洋偶极子的季节变化

3.4IOD和风场的相互关系

3.5热带海洋SSTA位相合成

3.6本章小结

第四章IOD与ENSO的关系

4.1 IOD与ENSO的相关关系

4.1.1 ENSO指数定义

4.1.2 ENSO年份的划分

4.1.3 ENSO小波分析

4.2 ENSO与IOD的相关关系

4.3 ENSO与IOD在各周期上的相关性

4.4各周期的合成分析

4.5各个滤波段IOD与ENSO相互作用的不同之处

4.5.1垂直环流异常

4.5.2水平风场异同

4.6 IOD独立模态

4.6.1 IOD独立模态现象

4.6.2偶极子独立模态的海-气特征

4.7本章小结

第五章印度洋偶极子与中国降水关系

5.1 IOD与降水场相关分析

5.2 IOD与降水场合成分析

5.2.1合成年份的选取

5.2.2所有IOD事件发生年降水场合成分析

5.2.3印度洋偶极子独立发生年降水场的合成分析

5.2.4印度洋偶极子与ENSO同时发生年降水场合成分析

5.2.5纯ENSO发生年降水合成分析

5.3印度洋偶极子时期中国秋季环流场特征研究

5.3.1印度洋偶极子时期中国秋季环流特征

5.3.2秋季印度洋偶极子独立发生年环流特征分析

5.3.3秋季印度洋偶极子与ENSO同时发生年环流场特征分析

5.3.4纯ENSO发生年环流特征分析

5.4本章小结

第六章全文总结与展望

6.1主要内容

6.2本文特色创新

6.3研究展望

参考文献

致谢

附图一

附图二