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东亚夏季降水对厄尔尼诺衰减的不同响应
作者:周晓晔,刘飞               发布时间:2019/2/24 14:00:05              浏览量:296

近日,大气科学学院刘飞教授团队和夏威夷大学Bin Wang教授发表论文探讨了不同厄尔尼诺衰减对东亚夏季风的影响,论文发表在Climate Dynamics上。在厄尔尼诺峰值之后的夏季,东亚夏季风往往会发生显著的变化。然而,这种“延迟”的响应是多变的,很难预测,会给东亚地区带来洪水,干旱等自然灾害,严重影响人们的生活与生产。基于厄尔尼诺衰减后转变为拉尼娜的“早”和“晚”(图1),本研究探讨了东亚夏季风降水对这两类厄尔尼诺衰减的不同响应及其可能的物理机制,即厄尔尼诺次年东亚夏季风变化的主要驱动因子——西北太平洋异常反气旋的变化。

利用常规的再分析和站点资料,本研究发现在早转变厄尔尼诺衰减年夏季,中东太平洋表现为拉尼娜状态,中国东部大部分地区出现降水正异常。而在迟转变厄尔尼诺衰减年夏季,中东太平洋地区海表温度维持在中性或略高于正常值,东亚降水异常表现为一个三极结构:长江-淮河流域多雨,中国北部和南部少雨。这些不同的降水响应主要与西北太平洋异常反气旋的位置有关:在早、晚两类厄尔尼诺衰减年夏季,反气旋中心分别位于东经135°,北纬16°和东经165°,北纬25°。在研究中,我们定义了一个异常反气旋-海表温度反馈机制,该反馈由西北太平洋冷却和北印度洋增暖之间的海温偶极模态与西北太平洋异常反气旋构成。在迟转变厄尔尼诺事件中,西北太平洋异常反气旋的维持主要依靠该反馈。但在早转变厄尔尼诺事件中,该反馈较弱,反气旋的维持主要归因于北印度洋的增暖部分,同时其赤道西太平洋强劲的东风异常,将西赤道太平洋至海洋大陆的降水偶极模态与中东太平洋冷却紧密联系了起来,维持了该反气旋的发展,并使其位置更偏向于赤道。

长时间的数据集(CRU, 20世纪再分析资料)也进一步证明了在上一个世纪,东亚夏季降水对厄尔尼诺衰减的不同响应也同样存在,结果是很稳定的。CMIP5的模式模拟也得到了相似的结果,但在迟转变厄尔尼诺事件中,异常反气旋-海温反馈被低估了。

这些发现有助于我们更好地预测厄尔尼诺次年东亚夏季风降水,其关键是准确预测厄尔尼诺衰减的时间。

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图1:Niño 3.4指数在两类厄尔尼诺衰减年的季节演变

 

Xiaoye Zhou, Fei Liu*, Bin Wang, Baoqiang Xiang, Chen Xing, and Hui Wang, 2019: Different responses of East Asian summer rainfall to El Niño decays, Clim. Dyn., DOI : 10.1007/s00382-019-04684-6.