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太平洋ITCZ夏季降水的热带外前兆信号
作者:张文君               发布时间:2021/02/25 09:43:24       浏览量:

太平洋热带辐合带(ITCZ)的夏季降水对全球的天气气候都有重要影响,因此有必要寻找影响该降水的前兆因子。前人研究多关注热带的局地信号,比如ENSO,但是去除ENSO信号后,ITCZ夏季降水仍然存在显著的年际变化特征,那么还有什么因子影响了ITCZ夏季降水呢?

大气科学学院张文君教授课题组与北京师范大学丁瑞强教授等合作研究发现除了热带局地信号外,热带外的气候变率对ITCZ夏季降水同样具有重要作用。春季北太平洋海温EOF分解第二模态(Victoria Mode; VM)和南太平洋海温四极子模态(South Pacific Quadrapole Mode; SPQ)(图1)均表征了热带外海温在年际尺度上的变化特征。VM和热带中太平洋区域的降水呈明显的正相关,与海洋性大陆区域的降水呈明显的负相关,类似地,SPQ有利于促进热带中太平洋区域的降水和抑制海洋性大陆区域的降水(图2)。当VM与SPQ同号时,两个区域的降水都显著增强,而当VM与SPQ反号时,两个区域的降水明显减弱。机制分析表明,VM和SPQ的协同和拮抗效应的差别主要源自于它们不同位相配置下热带中西太平洋海温梯度的差异,VM和SPQ同号时,海温纬向梯度进一步增强,导致纬向风异常进而影响Walker环流和降水,反之,VM和SPQ产生的海温纬向梯度相互抵消,从而导致降水异常消失。CMIP5历史试验的结果也很好地印证了观测中的结论。进一步地,同时利用VM和SPQ两个因子相比于单独利用VM、SPQ或Niño3.4指数均能显著提高WP和CP区域降水的预报技巧。

 

图1 (a) 1979–2017年北太平洋(120°E–100°W, 20°–61°N)异常海温EOF分解第二模态。(b) FMA季节SPQ指数和同期异常海温的相关系数分布。填色为通过95%的信度检验,红色为正值,蓝色为负值。FMA的SPQ由图中绿框定义:[A (47°–25°S, 142°E–179°W),B (58°–36°S, 173°–145°W),C (59°–40°S, 113°–81°W)和D (37°–17°S, 103°–76°W)]。

图2 (a) FMA的VM指数与JJA降水异常的相关系数分布。b FMA的SPQ指数与JJA降水异常的相关系数分布。打点表示通过95%的信度检验。黑框分别代表CP区域(2°S–8°N, 160°E–145°W)和WP区域(10°S–0°, 115°E–135°E)。

 

参考文献:Li, X., Zhang, W., Ding, R. et al. Joint impact of North Pacific Victoria mode and South Pacific Quadrapole mode on Pacific ITCZ summer precipitation. Clim Dyn 54, 4545–4561 (2020). https://doi.org/10.1007/s00382-020-05243-0