印度洋海温偶极子型振荡和南半球高纬度气候异常之间的遥相关及动力机制解释

发布时间：2020-05-20 12:04

【摘要】：1999年，在热带印度洋发现了令人瞩目的大尺度海表面温度场年代际变化现象——印度洋海温偶极子型振荡(IOD，Indian Ocean Dipole Mode events)，之后IOD成为被关注的焦点，研究结果表明它在全球气候和海洋系统的变化中起着积极活跃的作用。最近二十年以来，随着研究数据的丰富，在南半球中、高纬度发现了南极绕极波、南极振荡和南极偶极子等大尺度低频气候变化模态，对它们激发机制的探讨是当前国内外一个研究热点。在遥相关领域，前人研究大多集中在热带太平洋ENSO(El Ni(?)o-Southern Oscillation)对这些气候异常的激发上；研究结果显示它们之间的遥相关呈现出时间和强度的不稳定，这种不稳定产生的原因是至今仍未被解决的问题。本文以此为研究背景，将IOD和南半球中、高纬度气候异常联系起来，探讨它们之间的遥相关和相应的动力机制，进一步探索南半球高纬度低频气候异常在热带海洋的激发源是本文的研究目的。 采用月平均的NCEP-NCAR再分析大气资料、英国大气科学数据中心海表面温度和海冰资料等，主要做了以下几方面的工作。首先，以海表面气压、海表面以及陆地表面的空气温度、地面经向风、对流层上、中、下层的位势高度等气候要素为例，采用偏相关和合成分析等研究方法，给出了IOD变化指数时间序列和南半球中高纬度气候异常之间的遥相关空间模态。其次，分别从大气行星波能量传播、大气经向环流异常的角度对遥相关空间模态给出了动力机制解释。另外，鉴于南大洋海冰是南极地区气候监测的最重要的因素之一，南大洋海冰低频变化及其和IOD之间的遥相关以及动力机制探讨是另一重点研究内容。 论文的基本结论如下：第一，南半球中、高纬度低频气候异常变化不但包含热带太平洋ENSO的信号而且还包含热带印度洋IOD信号；第二，IOD和南半球中、高纬度各个气候变量遥相关的空间模态呈现三个波数绕极分布。以200hPa对流层为例，遥相关最强的作用中心集中在阿蒙森海和别林斯高晋海北部(正相关)，威德尔海北部的南大洋海域(负相关)、罗斯海北部以及澳大利亚南部的南大洋
【图文】：

印度洋海温度倡极子型振荡和南半球高纬度气候异常之间的遥相关及动力机制解释时间段上对OID的发展位相进行更为合理的划分。采用Wnag(2002)在对ENS事件各个发展阶段划分的方法，对OID发展的各个阶段进行下面的定义。图2.给出了自1958年以来的8次IOD正位相事件(1961年、1967年、1972年、1977年、1982年、1983年、1994年和1997年)的IOD变化指数，其中数字O一1代表OID年的月份，12一24代表着DIO年之后接下来的12个月份，OID变化指定义为热带西印度洋区(50oE一70oE，1005一10ON)和热带东南印度洋(90oE一110oE，，1005一Equator)平均SST异常差的月平均时间序列(Sajietal.，1999)。基于图2.1，把工OD的发展分为四个不同的位相:开始期(onsetphase(IOD年的l月到4月)、发展期(developphase)(IOD年的5月到7月)、成期(maturephase)(IOD年的8月到11月)和衰退期(deeayphase)(IOD年12到次年的2月)。

东印度洋(goOE一220“E，1005一Equator)SST异常差)，其中数字0一12代表着100正位相年的月份，12一24代表着IDO正位相年之后接下来的12个月份。为了验证以上对工OD各个发展阶段划分的合理性，图2.2给出了8个工OD正位相事件在各个不同的发展阶段上SST和海表面风场的合成分布图。在开始期，印度洋的大部分区域被STS负距平控制，只有在索马里沿岸的赤道西印度洋等地
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P724

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本文编号：2672596