SVD揭示的热带印度洋海气变率及其与北半球环流变化的联系

发布时间：2020-09-15 18:00

　　本文利用NCEP/NCAR再分析资料,GISST海温资料以及国家气候中心整编的降水资料,采用SVD、相关、合成等方法,对印度洋地区的海气相互作用现象及其气候影响、大气变量场和中东太平洋对印度洋海温偶极子的预报意义以及印度洋偶极子对我国降水的影响等方面作了分析,结果表明: (1) 夏季印度洋海温场与850hPa风场存在很好的耦合关系,SVD分析得到的SVD1、SVD2能够很好的表示出印度洋海气相互作用的主要部分。SVD1显示印度洋海温变化的单极模态,是对太平洋ENSO信号的滞后响应;SVD2与IOD模态对应,显示了印度洋的海气相互作用现象。部分IOD事件的形成可能与ENSO活动有关。SVD2是IOD事件与ENSO事件的混合模态。 (2) 北半球500hPa高度场和印度洋海温场存在很强的关联。印度洋海温异常可能存在对全球500hPa高度场变化的4-6个月左右的滞后响应。SVD分析结果显示:SVD1左场是印度洋地区海温一致的单极型模态,而右场出现了类似PNA遥相关型波列,说明ENSO对中高纬度大气环流的强迫影响在IOD发生之前就已存在。SVD2左场是IOD与ENSO的混合模态。IOD在发展阶段和成熟阶段虽有很大不同,但前期500hPa高度场中高纬度均出现了较大的异常中心,意味着IOD事件的发生可能与全球环流系统的异常变动有关。 (3) 区域平均的印度洋和太平洋海温场时滞关系的SVD分析显示,印度洋海温场对太平洋海温场存在4个月以上的滞后响应。进一步分析IOD指数与Nino3指数的时滞相关显示,IOD对Nino3海温存在7个月以上的滞后关系。10月份至次年1月份太平洋海温场与次年4-6月份印度洋海温的SVD的分析结果表明,SVD1(左)是存在于印度洋的单极模态,但它与ENSO关系并不密切;SVD2(左)海温表现为印度洋的偶极型分布,但它是IOD与ENSO的混合模态。 (4) 印度洋海温异常与我国夏季(6-8月)各月降水存在关联。IOD指数与我国160站平均降水序列时滞相关分析表明,我国夏季各月均可能受到印度洋异常海温的影响。通过对时滞分析得到的关键时段进行SVD分析,可以得到:受印度洋偶极子正位相型异常海温影响,我国6月福建和四川一带降水增多,而全国其它大部分地区降水偏少;7月降水分布型与6月基本一致;8月江淮地区降水偏多,而中、西部降水偏少,反之亦然。受印度洋单极正位相型异常海温影响,我国6月份降水主要集中在江南、华南和西南一带地区,而黄淮以及四川以西会出现干旱天气;8月份降水南北向会出现“+,-,+”降水距平分布,反之,亦然。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：P732;P434
【部分图文】：

印度洋,850hPa风场,海表温度,阴影区

.2印度洋海表温度及其风场特征季节变化图3.1给出了多年平均的1月、4月、7月和10月SsT及其风场的分布特征。很明显，印度洋表层海温在28℃以上的地区(阴影区)与西太平洋暖池连为一体，各个季节的风场存在很大差异，表现出很强的季节变化特征，如北半球冬季(图3.al)和夏季(图3.I)c风向基本相反，反映了印度洋地区存在着典型的季风。印度洋暖水区的范围在各个季节存在很大差异，在北半球冬季，28℃以上暖水区沿纬向呈带状分布，并且范围很大，可以达到东非和巧℃以南地区，在北半球夏季以后则明显向东北收缩。这可能与太阳的季节性移动和季风的季节性变化有关。从图中还可以看出

序列,时间系数,相关分布,海温

.1夏季SVOI:印度洋对ENSO信号的滞后响应图3.2a给出了夏季SVDI左、右奇异向量对应的空间分布型，可以看出，海温场分布比较均匀，无明显的纬向或者经向差异，表现出单极结构(同号)。这一海温单极模态与ENSO信号有关(下文说明)。850Pha风场异常特征表现为赤道西印度洋地区的风场向四周辐散，而孟加拉湾和中南半岛南部辐合，印度洋东南部与孟加拉湾南部之间存在很强的经向风。这一特征显示该地区可能存在着经向环流。夏季SVDI左、右奇异向量对应的时间系数之间的相关达到了0.82(表3.2、表3.3)，也就是850hPa风场与印度洋海温场间存在高相关。如果从动力学角度分析，夏季SVDI揭示的是印度洋上海温场与风场对ENSO信号的响应。其原因分析如下:图3.2夏季SVDI对应的空间分布型(a)和时间系数(左)b()以及SVDI(左)时间系数与全球海温的同期(c)和滞后一年(d)的相关分布(图。、d中阴影区为通过95%置信水平的显著相关区)图3.2b给出了夏季SVDI左奇异向量对应的时间系数序列(注:IOD年的选取参考文献[731，而NESO年的选取参考文献〔741，同时考虑本?

序列,系数,海温,印度洋

在赤道东南印度洋出现海温负距平，中心位于龙目岛附近海域，而在印度洋中、西部出现海温正距平，有两个正中心，一个位于印度洋西北部，另一个位于南半球中印度洋。850Pha风场异常特征与海温分布相配合，它们之间的相关达到了0.93(表3.2、表3.3)，在赤道东印度洋龙目岛海域，出现了异常东南信风，一部分越过赤道后立即发生转向，在孟加拉湾附近形成了一个明显的反气旋性环流;另一部分在赤道附近发生转向，在南半球赤道中印度洋地区也出现了一个反气旋性环流。上述形态类似于文献〔ZOIFiZgb中海温场和风场的分布特征，显示了正处于发展时期的偶极模态。这样的分布支持了海气相互作用的一个基本的动力过程:异常东南信风使得印尼海域表层暖海水西移，深层的冷海水上涌补充，导致印度洋中、西部海温升高而印尼海域海温降低，热带印度洋海温出现了明显的纬向差异，这样，进一步促进了偏东信风的生成与加强;偏东信风的进一步发展反过来又加剧了印度洋海温的纬向差异，促进了印度洋偶极模态的进一步发展，[2]。同时图3.b3中sDvZ对应的时间系数序列与IOD指数十分匹配，它们之间的相关(表3.3)达到了0.86。文献[20]中选取的典型偶极子模事件:1961，1967，1972，1982，1994和1997年都能很好的表示出来。这说明SVDZ表征了IOD模态。

【参考文献】