在北半球夏季我国华南的异常降水与东南热带印度洋海表温度异常的年际关系外文翻译资料

 2022-12-03 11:34:12

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在北半球夏季我国华南的异常降水与东南热带印度洋海表温度异常的年际关系

摘要

在北半球夏季，广西壮族自治区和广东省的异常降水（两广地区）与东南热带印度洋海温异常的关系，利用观测资料，再分析资料和大气线性斜压模型说明两广地区的异常降水与东南热带印度洋海温异常有显着负相关性。东南热带印度洋的暖海温异常可能至少在三种方式下诱发在两广地区中低于正常降水。首先，东南热带印度洋的变暖可以导致沿热带印度洋的两个气旋环流和热带中部太平洋的东风，尽管有Matsuno-Gill的反应。东风具有维持两广地区中异常负涡度的优势。其次，水汽从东南热带印度洋发散并在两广地区收敛。最后，东南部热带印度洋的异常上升运动增强，有利于加强东亚地区异常的Hadley环流。异常局地Hadley环流导致两广地区中的异常下降运动。所有这些异常环流可能有利于低于两广地区中的正常降雨量，反之亦然。这表明东南热带印度洋海表温度异常可以是两广地区降水的监控。

关键词：

年际; 异常降水; 夏季; 华南 东南热带印度洋; 海面温度异常

  1. 引言

中国覆盖了广大地区的领土，其中降水分布在空间和时间上是不均匀的。在夏季，中国东南部地区降水充足，西北地区降水逐渐减少，最大降水区位于广西壮族自治区和广东省（以下简称两广地区）。两广地区大部分地区气候夏季降水量大于800mm，标准偏差大于200mm。两广地区也是我国较为发达的地区。该地区过度降雨可能造成巨大的经济损失，并影响当地人民的生活，2010年发生的极端洪水事件是一个重要的例子。

华南夏季降水与热带印度洋太平洋海表温度密切相关，热带东印度洋，西太平洋，和海洋大陆，是连接印度洋和太平洋的重要区域。自20世纪80年代初指出，夏季降水与东南部热带印度洋海温异常呈负相关。东南热带印度洋海温异常可以通过改变东亚经向垂直环流影响中国南方夏季降水异常。东南热带印度洋是印度洋偶极子的东部极性。在印度洋偶极子的正相位，东南热带印度洋的冷却有利于该地区的水汽的发散和在华南地区的收敛。最近发现得自20世纪90年代初以来，中国南方的降水异常与热带东印度洋的海温异常密切相关。中国南方降水异常和热带东印度洋海温异常的年代际变化主要是由于东亚当地Hadley环流的变化。在20世纪90年代初之前（之后），异常的局部Hadley环流对热带东部印度洋的加热的反应较弱（更强），这导致了中国南方较弱（更强烈）下降，并削弱（加强）了它们的联系。上述结果表明，中国南方的异常降水与（南部）东部热带印度洋的海温异常有关。

然而，海温异常在（南）东部热带印度洋与中国南方降水相关的程度有一些分化。水汽是有利于降水的另一个重要条件。吴和陈两人没有评估水汽的运输如何与两广地区异常降水相关。因此，有必要重新讨论两广地区和南部东部热带印度洋海温异常的异常降雨量之间的关系。这应该包括在（南）热带东印度洋海温异常的准确程度，水汽输送和经向垂直环流，它们都涉及到两广地区的异常降雨量。理解这些问题可以提供解释和监测两广地区及异常降水的线索。本研究的组织结构如下：本研究中使用的数据和模型在第2节中描述，第3节介绍了东南热带印度洋的海温异常与两广地区异常降水的关系以及可能的机理。讨论和结论见第4节。

  1. 数据和模型

从1979 - 2009年，来自中国气象局国家气候中心的36个站

如（图1（a））是北半球夏季（6 - 7月 - 8月）两广地区的日降水量数据。2010年至2015年的每日降水数据摘自气象信息综合分 析和处理系统（MICAPS）3.0版，该系统具有与中国气象局相同的降水数据观测值。根据金老师筛选的36个观测站的降水资料独立于中国大陆其他国家的数据（图1（a））。1979 - 2015年的每月还表温度数据来自Met Office Hadley Center，水平分辨率为1°（HadISST1）每月环境变量的数据从NCEP / NCAR再分析I（Kalnay等，1996）获得，1979 - 2015年水平分辨率为2.5°。在这项研究中,分析重点是短于8年的年际时间尺度。被广泛应用于气候分析的8年和更长的年代际信号的变化已经过滤和去除使用趋势和9 年滑动平均值，（如吴等人，2012;霍等人，2015年）。

本研究中使用的大气线性压力模型（LBM）是一个具有T42水平分辨率和20个垂直水平的原始方程sigma;坐标模型; 关于大气线性压力模型（LBM）的更详细的信息可以在Watanabe和Kimoto（2000）中找到。阻尼时间范围设置为最低三个级别和最高两个级别的1天，第四和第五级别的5和15天以及其他的30天。模型集成30天,10天的结果平均从20到30天而这些分析为规定的力源的稳态反应。数值模式中规定的夏季气候学的季节变化基本状态是基于1979 - 2014年NCEP / NCAR再分析I数据。

  1. 结果
    1. 两广地区降水与东南热带印度洋之间的关系

两广地区的降水相对于东南热带印度洋海温异常是负相关的（图1（b））。这与吴老师等人观点一致并意味着两广地区降水与东南热带印度洋（吴等人，2012）的关系比东部热带印度洋更密切（陈等人，2016）。为了方便地研究两广地区和东南热带印度洋海温异常之间的联系，东南热带印度洋的海温异常指数（ISETIO）在区域95-110°E和15-5°S定义为区域平均海温异常，它是其相关系数的最大绝对值的位置（图1（b））。除了在广西壮族自治区北部，东南热带印度洋的海温异常指数与华南夏季降雨量的同时相关性表明东南热带印度洋的海温异常指数与两广地区地区呈负相关（图1（c）和（d））。 两广地区降水和东南热带印度洋的海温异常指数之间的相关系数为-0.52。当考虑东南热带印度洋的海温异常指数对两广地区降水的影响时，其可能具有年代际变化（陈等人，2016）。然后计算1979 - 1992年和1993 - 2015年期间两广地区降水和东南热带印度洋的海温异常指数的相关性，得相关系数分别为-0.58和-0.45。这表明，尽管自20世纪90年代初以来东南热带印度洋的海温异常指数对两广地区降水的影响减弱，但在过去二十年分析中仍然存在联系。

    1. 与东南热带印度洋的海温异常指数相关的水汽输送

在东南热带印度洋变暖年，水汽在东南热带印度洋收敛在两广地区发散（图2），其分别有利于东南热带印度洋和两广地区过度和不足的降雨量。中国南方和南海地区存在水汽的反气旋式输送，并且东风可以通过孟加拉湾和阿拉伯海在10和20°N之间延伸到北非。这里有从东风分离的两种异常水汽输送：一个向南在孟加拉湾，在85°E附近；一个向南在阿拉伯海，在65度E附近。这两个水汽输送然后在东南热带印度洋汇聚。还注意到，一个异常的水汽是从热带太平洋中部运输到东南热带印度洋，反之亦然。

  1. 两广地区降水与中国降雨量的相关性（1979-2015）
  2. 两广地区降水与海表温度的相关性（1979-2015）
  3. 东南热带印度洋的海温异常指数与中国降雨量的相关性（1979-2015）
  4. 两广地区降水与东南热带印度洋的海温异常指数的时间序列

图1 两广地区区域平均降水与北半球夏季（6 -7月- 8月）的华南降水同时相关性（a）。较浅（较深）的蓝色阴影代表使用双尾t检验的大于95％（99％）的置信水平的相关系数。红点是两广地区上36个原位观测站点。红色，品红色和蓝色线分别表示正值，零值和负值。轮廓间隔为0.1。在（b）中与（a）相同，但不同于海洋大陆中两广地区降水和海温异常之间的相关性。带点的阴影区域表示95％或以上的置信水平的相关系数。与（a）类似，（c）显示了东南热带印度洋的海温异常指数与华南地区降水异常的相关性。（d）中所示的是两广地区降水（较宽的透明条）和东南热带印度洋的海温异常指数（较窄的蓝条）的标准化时间序列。为了方便与两广地区降水比较，东南热带印度洋的海温异常指数乘以-1。

3.3 异常水平环流

沿东南热带印度洋的西侧，在东南热带印度洋的海温异常暖年期间有两个沿赤道的气旋环流（图3（a））。南半球的气旋强于北半球。这些是Rossby波对东南热带印度洋加热的反应。我们还可以观察到热带中太平洋（图3（a））的东风作为开尔文波对东南热带印度洋变暖的反应（Matsuno，1966; Gill，1980）。西北太平洋的东风增强了西太平洋的高度，这可以通过南海和菲律宾海以东的低层涡度减弱进一步证明（图3（a））。两广地区的异常涡度不利于降水。水汽的输送与低水平风反应一致（图2），反之亦然。这表明东南热带印度洋的海温异常可以通过对大气加热的反应来影响异常涡度和水汽输送。

图2 从地表积分到300 hPa的回归水汽通量（单位为Kg / ms;矢量）和它们的散度（在10-6kgms-2;阴影区）。带点的阴影区域通过使用F检验表示等于或高于95％置信水平的相关系数。

3.4异常垂直环流

经向异常垂直环流通过改变局地垂直速度可能会影响两广地区降水异常（吴等，2011; 陈等，2016）。在本节中，我们将从东南热带印度洋的异常海表温度角度讨论垂直环流。

图3（b）和（c）显示了低和高水平的速度势对东南热带印度洋的回归。为了反应在东南热带印度洋的暖海温异常，在东南热带印度洋可以发现正（负）速度势能异常与收敛（发散）气流重合，在低（高）水平的澳大利亚附近（图3（b）和（c））。还观察到东南热带印度洋的收敛和发散强于在澳大利亚附近。此外，已经观察到在低（高）水平从两广地区到东南热带印度洋的明显的准径向发散（收敛）气流（图3（b）和（c））。以上敛散配置可能会改变异常局地哈德利环流。在图3（d）中示出了在105-117.5°E（其是两广地区的区域范围）上的垂直环流异常的平均回归到东南热带印度洋上。由于东南热带印度洋中的暖的海温异常（图3（d）），上升运动在东南热带印度中是显著地。位于东南热带印度洋和澳大利亚地区的气旋性环流减弱了澳大利亚的高度（图3（a）），这也加强了在低水平上对东南热带印度洋的收敛（图3（b））。上述所有配置可能有利于在 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

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