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为什么海洋性大陆地区降水对ENSO 的响应在冬季比夏季更弱?
作者:姜蕾衫、李天明               发布时间:2018-11-27 11:34:30              浏览量:149

海洋性大陆地区(“MC”地区)是气候研究的关键区域,其地处太平洋-印度洋暖池区,降水的年际变率主要受到ENSO事件的控制。许多研究曾指出在厄尔尼诺事件发展年的夏季和秋季(干季),“MC”地区的降水与ENSO呈显著的负相关关系,整个区域的降水可预测性高。但进入冬季(湿季)后,尽管ENSO强度达到最强,“MC”地区降水对ENSO 的响应却变弱,呈现出空间不一致型,其东部(西部)的降水与ENSO呈现负(正)相关关系(图1)。我院研究生姜蕾衫和导师李天明教授对夏季和冬季“MC”地区降水对ENSO的响应进行了对比分析,探讨了“MC”地区降水在冬季(即ENSO强度最强的季节)对ENSO响应减弱的原因。

该研究通过对大尺度环流和局地水汽的诊断分析发现在厄尔尼诺事件发展年的夏季,“MC”地区受太平洋沃克环流和局地经向环流下沉气流的控制,整个区域呈现出显著的负相关关系。但进入冬季,当厄尔尼诺强度达到最强时,虽然整个“MC”地区在边界层之上仍受到太平洋沃克环流(强度比夏季增强)下沉支的控制,在“MC”地区的西部,低层异常的上升运动却从秋季开始发展,领先正降水异常接近两个月,该异常的上升运动通过垂直平流项(image.png)将低层较大的气候平均态水汽(气候平均态水汽随高度呈e指数衰减)往上平流使边界层水汽增加,从而导致对流不稳定进而在“MC”地区西部的边界层触发浅对流。进一步分析发现,低层异常上升运动的产生原因和“MC”地区苏门答腊岛西边的高地与南海反气旋在秋季的建立有紧密联系,反气旋南部的东风异常受到地形的抬升作用从而在低层造成异常的上升运动。因此,当厄尔尼诺强度达到最强时,尽管“MC”地区在自由大气仍受到下沉气流的控制,在边界层由于地形环流相互作用激发的浅对流导致“MC”地区在冬季对ENSO响应减弱。该研究分析还指出“MC”地区降水对厄尔尼诺事件和拉尼娜事件的响应机制基本一致,不对称性较小。

该研究成果在国际学术期刊《Climate Dynamics》上发表。

Jiang, L., & Li, T. (2018). Why rainfall response to El Niño over Maritime Continent is weaker and non-uniform in boreal winter than in boreal summer. Climate Dynamics, 51(4), 1465-1483. 

 

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图1 左:冬季NINO-3指数与GPCP降水在夏季(a), 秋季(b),   冬季(c)的相关系数。右:厄尔尼诺事件发展年合成的降水异常:夏季(d), 秋季(e), 冬季(f).